ABSTRACT
Abstract Selenicereus megalanthus H. is a tropical fruit belonging to the family Cactaceae, is rich in essential nutrients, antioxidants and bioactive components. It presents wide variability in different characteristics and a great demand in the market; however, genetic studies in Colombia are scarce. The main of this study was to characterize the genetic diversity of 76 yellow pitahaya genotypes with eight ISSR markers. Genetic parameters expected average heterozygosity (He), percentage of polymorphic loci, genetic distances and Fst were estimated with TFPGA. The analysis of the population genetic structure was carried out with the STRUCTURE 2.3.4. As a result, 225 alleles were generated and the number of polymorphic loci ranged 85 (CT, AG) to 90 (GT). High genetic diversity was found, with an average value of heterozygosity was 0.34 with a genetic differentiation coefficient (Fst) of 0.26, indicating that there was a great genetic diversity, similar values than those reported in other studies of pitahaya genetic diversity in Colombia. The 76 genotypes were grouped into K=3 according to geographic location, however, in some groups a mixture of individuals from different origins was observed. The analysis of molecular variance (AMOVA) showed higher variation (75%) within groups than among groups (25%). These results provide information that can be used to develop conservation strategies for dragon fruit and breeding programs to obtain more productive pitahaya genotypes with superior quality, high yield and with resistance to biotic and abiotic factors.
Resumo Selenicereus megalanthus H. é uma fruta tropical pertencente à família Cactaceae, rica em nutrientes essenciais, antioxidantes e componentes bioativos. Apresenta grande variabilidade em diferentes características e uma grande demanda no mercado; no entanto, os estudos genéticos na Colômbia são escassos. O principal deste estudo foi caracterizar a diversidade genética de 76 genótipos de pitahaya amarela com oito marcadores ISSR. Parâmetros genéticos esperados de heterozigosidade média (He), porcentagem de locos polimórficos, distâncias genéticas e Fst foram estimados com TFPGA. A análise da estrutura genética da população foi realizada com a ESTRUTURA 2.3.4. Como resultado, 225 alelos foram gerados e o número de loci polimórficos variou de 85 (CT, AG) a 90 (GT). Foi encontrada alta diversidade genética, com um valor médio de heterozigosidade de 0,34 com coeficiente de diferenciação genética (Fst) de 0,26, indicando que havia uma grande diversidade genética, valores semelhantes aos relatados em outros estudos de diversidade genética de pitahaya na Colômbia. Os 76 genótipos foram agrupados em K = 3 de acordo com a localização geográfica, porém, em alguns grupos foi observada uma mistura de indivíduos de diferentes origens. A análise de variância molecular (AMOVA) mostrou maior variação (75%) dentro dos grupos do que entre os grupos (25%). Esses resultados fornecem informações que podem ser utilizadas para desenvolver estratégias de conservação da fruta do dragão e programas de melhoramento para a obtenção de genótipos de pitahaya mais produtivos, com qualidade superior, alto rendimento e com resistência a fatores bióticos e abióticos.
ABSTRACT
Selenicereus megalanthus H. is a tropical fruit belonging to the family Cactaceae, is rich in essential nutrients, antioxidants and bioactive components. It presents wide variability in different characteristics and a great demand in the market; however, genetic studies in Colombia are scarce. The main of this study was to characterize the genetic diversity of 76 yellow pitahaya genotypes with eight ISSR markers. Genetic parameters expected average heterozygosity (He), percentage of polymorphic loci, genetic distances and Fst were estimated with TFPGA. The analysis of the population genetic structure was carried out with the STRUCTURE 2.3.4. As a result, 225 alleles were generated and the number of polymorphic loci ranged 85 (CT, AG) to 90 (GT). High genetic diversity was found, with an average value of heterozygosity was 0.34 with a genetic differentiation coefficient (Fst) of 0.26, indicating that there was a great genetic diversity, similar values than those reported in other studies of pitahaya genetic diversity in Colombia. The 76 genotypes were grouped into K=3 according to geographic location, however, in some groups a mixture of individuals from different origins was observed. The analysis of molecular variance (AMOVA) showed higher variation (75%) within groups than among groups (25%). These results provide information that can be used to develop conservation strategies for dragon fruit and breeding programs to obtain more productive pitahaya genotypes with superior quality, high yield and with resistance to biotic and abiotic factors.
Selenicereus megalanthus H. é uma fruta tropical pertencente à família Cactaceae, rica em nutrientes essenciais, antioxidantes e componentes bioativos. Apresenta grande variabilidade em diferentes características e uma grande demanda no mercado; no entanto, os estudos genéticos na Colômbia são escassos. O principal deste estudo foi caracterizar a diversidade genética de 76 genótipos de pitahaya amarela com oito marcadores ISSR. Parâmetros genéticos esperados de heterozigosidade média (He), porcentagem de locos polimórficos, distâncias genéticas e Fst foram estimados com TFPGA. A análise da estrutura genética da população foi realizada com a ESTRUTURA 2.3.4. Como resultado, 225 alelos foram gerados e o número de loci polimórficos variou de 85 (CT, AG) a 90 (GT). Foi encontrada alta diversidade genética, com um valor médio de heterozigosidade de 0,34 com coeficiente de diferenciação genética (Fst) de 0,26, indicando que havia uma grande diversidade genética, valores semelhantes aos relatados em outros estudos de diversidade genética de pitahaya na Colômbia. Os 76 genótipos foram agrupados em K = 3 de acordo com a localização geográfica, porém, em alguns grupos foi observada uma mistura de indivíduos de diferentes origens. A análise de variância molecular (AMOVA) mostrou maior variação (75%) dentro dos grupos do que entre os grupos (25%). Esses resultados fornecem informações que podem ser utilizadas para desenvolver estratégias de conservação da fruta do dragão e programas de melhoramento para a obtenção de genótipos de pitahaya mais produtivos, com qualidade superior, alto rendimento e com resistência a fatores bióticos e abióticos.
Subject(s)
Microsatellite Repeats , Cactaceae/genetics , Genetic Variation , Colombia , FruitABSTRACT
Resumen Introducción: la extracción de los polifenoles ha tomado un interés debido a la relación que tiene con la prevención del estrés oxidativo y efectos benéficos sobre la salud en la prevención de enfermedades no transmisibles; estos están comúnmente en algunas frutas por lo que su extracción se ha convertido en una tendencia para obtener productos de alto valor agregado. El ultrasonido es una técnica que puede disminuir el tiempo de extracción de estos biocomponentes. Objetivo: evaluar las condiciones de la extracción asistida por ultrasonido de polifenoles con actividad antioxidantes en cáscara de pitahaya amarilla deshidratada. Materiales y métodos: Se deshidrataron las cáscaras y construyó cinéticas de secado a 60°C, con el fin de disminuir las reacciones de deterioro. Para la extracción, una solución de etanol al 96% (V/V) fue usada como disolvente, en una relación cáscara-disolvente 1:1. El proceso fue realizado a 25 °C en un sistema de ultrasonido indirecto con una frecuencia de 37 kHz. Se usó un diseño central compuesto, fueron evaluados el efecto de la potencia (40 - 80%) y tiempo de sonicación (11,90 - 33,10 minutos). Se hizo extracción con el método soxhlet (control). Los polifenoles totales y capacidad antioxidantes fue determinado por lo métodos Folin-Ciocalteau y ABTS respectivamente. Resultados: Bajos tiempos y altas potencias de sonicación fueron asociados con incremento en la extracción de polifenoles y capacidad antioxidante. En particular, la extracción asistida con ultrasonido con 60% de potencia y 11 minutos, se obtuvo un 77% más de polifenoles que 24 horas de proceso con método Soxhlet. Conclusión: El ultrasonido tiene potencial en comparación con la técnica tradicional para reducir el tiempo de procesamiento en extracción de biocomponentes, en este caso aprovechar la cáscara de pitahaya amarilla que es considerada como un residuo, se encontraron concentraciones de polifenoles de 973,10 mg/L que pueden ser extraídos por ultrasonido a 222 W de potencia nominal (60%), 35kHz de frecuencia y 22 minutos y con una capacidad antioxidante superior al 90%.
Abstract Introduction: the extraction of polyphenols has taken an interest due to the relationship it has with the prevention of oxidative stress and beneficial effects on health in the prevention of non-communicable diseases. These are commonly found in some fruits, so their extraction has become a trend to obtain products with high added value. Ultrasound is a technique that can decrease the extraction time of these biocomponents. Objective: the main objective of this work was to evaluate the conditions of the ultrasound-assisted extraction of polyphenols with antioxidant activity in dehydrated peel yellow pitahaya. Materials and methods: the kinectis drying was made at 60 °C, in order to decrease deterioration reactions. For the extraction, a solution of 96% ethanol (V / V) was used as disolvent; the ratio Peel-Disolvent was 1:1. The process was performed at 25 °C and 37 kHz frequency. A central composite design was used, in which the effect of power (40 - 80%) and ultrasonication time (11.90 -33.10 minutes) were evaluated. One control point was evaluated with Soxhlet extraction. The extracted amount of polyphenols and antioxidant capacity was determined by Folin-Ciocalteau and ABTS methods, respectively. Results: lower time exposures and higher sonication power were associated with increases in polyphenols and antioxidant capacity. In particular, ultrasound-assisted extraction in 60% power and 11 min, obtained 77% more polyphenols than 24-h standard method (Soxhlet). Conclusion: Ultrasound has potential compared to the traditional technique to reduce the processing time in biocomponent extraction, in this case taking advantage of the yellow pitahaya peel that is considered as a residue, polyphenol concentrations of 973.10 mg / L were found that They can be extracted by ultrasound at 222 W nominal power (60%), 35kHz frequency and 22 minutes and with an antioxidant capacity of over 90%.
Resumo Introdução: Muita atenção tem o efeito benéfico dos polifenóis e antioxidantes na obesidade relacionada ao estresse oxidativo. O ultra-som é uma técnica que pode diminuir o tempo de extração desses biocompostos. A extração de polifenóis interessou-se pela relação que tem com a prevenção do estresse oxidativo e efeitos benéficos à saúde na prevenção de doenças não transmissíveis; como são comumente encontradas em algumas frutas, sua extração tornou-se uma tendência para obter produtos com alto valor agregado. O ultrassom é uma técnica que pode diminuir o tempo de extração desses biocomponentes. Objetivo: foi avaliar as condições da extração assistida por ultrassom de polifenóis com atividade antioxidante em pitaia amarela desidratada. Materiais e métodos: as cascas foram desidratadas e construídas cinéticas de secagem a 60 °C, a fim de diminuir as reações de deterioração. Para extração, utilizou-se uma solução de etanol 96% (V/V) como dissolvente, numa proporção escudo-dissolvente 1:1. O processo foi feito a 25°C e uma frequência de 37 kHz. Foi utilizado μM projeto central composto, avaliando-se o efeito da potência (40-80%) e do tempo de sonificação (11,9-33,1 minutos). A extração foi feita com o método soxhlet (controle). A quantidade de polifenóis e capacidade antioxidantes extraídos foi determinada pelos métodos Folin-Ciocalteau e ABTS, respectivamente. Resultados: os tempos baixos e as altas potências de sonicação foram associados com aumento da extração de polifenóis e antioxidantes. Em particular, a extração assistida com ultra-som ao 60% de potência e 11 minutos, 77% a mais de polifenóis foram obtidos a 24 horas do método soxhlet. Conclusão: Ultra-som tem o potencial comparado à técnica tradicional de reduzir o tempo de processamento na extração de biocomponentes, neste caso, aproveitando a casca de pitaiaiás amarela que é considerada μM resíduo, foram encontradas concentrações de polifenóis de 973,10 mg / L que. Eles podem ser extraídos por ultrassom a 222 W de potência nominal (60%), frequência de 35kHz e 22 minutos e com uma capacidade antioxidante acima de 90%..