Síntesis de capsaicinoides empleando una sintetasa putativa del chile habanero (Capsicum chinense) expresada en E. coli

Jorge Alberto Rodriguez Gonzalez (2012)

Estudios recientes sugieren que la capsaicina podría prevenir la diferenciación de las células

pre-adipocíficas en adipocitos; por lo que, podría ayudar en tratamientos contra la obesidad. El gen

csy1 del género Capsicum fue reportado como el responsable de la expresión una enzima llamada

capsaicina sintetasa capaz de producir capsaicina a partir de vanillilamina y ácido 8-metil-6-nonenoico,

el cual posteriormente fue reportado como la región de un gen del receptor putativo de una proteína

quinasa like; sin embargo, esta proteína o subunidad proteica fue capaz de sintetizar capsaicina en

medio acuoso. En el presente trabajo se optimizó la secuencia del gen csy1 de Capsicum chinense para

su expresión en E. coli. Esta proteína fue exitosamente expresada, purificada y empleada en la síntesis

de capsaicina y vanilliloctanoamida en medio acuoso. Los resultados encontrados demostraron que la

secuencia sintética optimizada y clonada en E. coli, produjo una proteína o subunidad proteica activa

capaz de sintetizar capsaicina y un análogo en medio acuoso

Conference proceedings

Capsaicinoides, Capsicum chinense BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Cinética de la absorción de potasio por las raíces de chile habanero (Capsicum chinense Jacq.)

Kinetics of potassium absorption by habanero chili (Capsicum chinense jacq.) Roots

LIZETTE DEL CARMEN BORGES GOMEZ JOSUE CHUC PUC JOSE ARMANDO ESCAMILLA BENCOMO MARIA DE FATIMA MEDINA LARA (2006)

Los estudios de absorción de nutrimentos basados en los principios de la cinética enzimática se han hecho principalmente en especies leñosas, gramíneas o leguminosas. En este trabajo se determinó la velocidad máxima de absorción de K (Imax) y la constante de Michaelis-Menten (Km) en plantas intactas de chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) utilizando la técnica de agotamiento. Para ello, las plantas estuvieron sin K y luego en soluciones de 2, 4, 6 y 8 mM K. El agotamiento de K se midió cada 30 min hasta los 210 min. Se midió el área superficial de raíz para obtener el agotamiento por cm2. Los resultados analizados por regresión simple se ajustaron a un modelo exponencial mostrando diferencias (p≤0.001) entre las soluciones. La absorción de K por unidad de tiempo se ajustó por mínimos cuadrados para obtener Imax y Km. No hubo diferencias en Imax pero sí en Km, indicando una misma velocidad máxima de absorción a diferentes concentraciones de K en la solución. Imax no se afectó con las diferentes concentraciones de K en la solución externa y el promedio fue 4.7E-04 μM cm2 s−1; sin embargo, Km estuvo en función de la concentración de K en la solución externa (entre 1.11 y 1.27 mM). Imax se puede utilizar para calcular la absorción de K en chile habanero en campo mediante la concentración de K en la solución del suelo y el área superficial radicular en diferentes etapas de desarrollo.

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CAPSICUM CHINENSE ABSORCIÓN DE POTASIO CONSTANTE DE MICHAELIS-MENTEN VELOCIDAD MÁXIMA DE ABSORCIÓN BIOLOGÍA Y QUÍMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Nitrate promotes capsaicin accumulation in Capsicum chinense immobilized placentas

JEANNY GUADALUPE ALDANA IUIT ENRIQUE SAURI DUCH MARIA DE LOURDES MIRANDA HAM LIZBETH ARIANELLY CASTRO CONCHA LUIS FERNANDO CUEVAS GLORY FELIPE AUGUSTO VAZQUEZ FLOTA (2015)

In chili pepper’s pods, placental tissue is responsible for the synthesis of capsaicinoids (CAPs), the compounds behind their typical hot flavor or pungency, which are synthesized from phenylalanine and branched amino acids. Placental tissue sections from Habanero peppers (Capsicum chinense Jacq.) were immobilized in a calcium alginate matrix and cultured in vitro, either continuously for 28 days or during two 14-day subculture periods. Immobilized placental tissue remained viable and metabolically active for up to 21 days, indicating its ability to interact with media components. CAPs contents abruptly decreased during the first 7 days in culture, probably due to structural damage to the placenta as revealed by scanning electron microcopy. CAPs levels remained low throughout the entire culture period, even though a slight recovery was noted in subcultured placentas. However, doubling the medium’s nitrate content (from 40 to 80 mM) resulted in an important increment, reaching values similar to those of intact pod’s placentas. These data suggest that isolated pepper placentas cultured in vitro remain metabolically active and are capable of metabolizing inorganic nitrogen sources, first into amino acids and, then, channeling them to CAP synthesis.

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CAPSICUM CHINENSE BIOLOGÍA Y QUÍMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Rendimiento y calidad antioxidante del chile habanero con suplemento de la nutrición potásica con productos orgánicos

JOSÉ ALFREDO PATICHTAN MORENO (2013)

"Se estudiaron los genotipos de chile habanero; Campeche, Palenque y Jaguar (parcela chica) en 5 tratamientos donde se sustituyó un porcentaje de potasio con vermicomposta y humos liquido (Parcela grande), resultando los siguientes tratamientos; t1) 240-200-120+50% de humus liquido; t2) 240-200-180+25% humus liquido; t3) 240-200-120+50% vermicomposta; t4) 240-200-180+25% vermicomposta t5) 240-200-240npk (testigo), con el único objetivo de determinar si las dosis de fertilización química suplementando el K con fuentes orgánicas, modifica el rendimiento así como la calidad física y bioquímica-antioxidante de tres variedades de chile habanero en condiciones de invernadero. El presente trabajo se realizo en el área experimental del Departamento de Horticultura en la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, en Buenavista, Saltillo, Coahuila, México, en el ciclo primavera-verano del 2012. El diseño experimental fue completamente al azar con arreglo de parcelas divididas con tres repeticiones. Las variables evaluadas fueron: peso de frutos por parcela (PFP), el número de frutos por planta (NFP), peso promedio de fruto (PPF), Diámetro polar del fruto (DPF), diámetro ecuatorial del fruto (DEF), contenido de capsaicina del fruto (CCF), contenido de vitamina C (CVC), carotenoides totales del fruto (CTF), β-carotenos en fruto (β-CF), contenido de xantofilas en fruto (CXF). Los resultados indican que al menos un tratamiento de nutrición suplementando al k de fuentes orgánicas es estadísticamente diferente a resto. Suplementando el K con abonos orgánicos se puede tener rendimientos semejantes a una dosis química, mientras que la calidad física del fruto se ve favorecida. En el caso de capsaicina no se vio modificada por ningún nivel de estudio, los carotenoides totales, vitamina C, β-carotenos y xantofilas se ven favorecidos por la nutrición orgánica. Además se encontró que las diferentes variedades de Chile habanero responden de forma diferente al uso de nutrición orgánica. Concluyendo que el uso de abonos orgánicos es una opción para la suplantación de K, ya que incrementan la calidad antioxidante del chile habanero bajo condiciones de invernadero."

We studied genotypes habanero chili, Campeche, Palenque and Jaguar (subplots) in 5 treatments with potassium substituted with percentage vermicompost solids and liquids (Large plot), resulting in the following treatments; t1) 240-200-120 + 50% liquid humus; t2) 240-200-180 +25% liquid humus, t3) 240-200-120 +50% vermicompost, t4) 240-200-180 +25% vermicompost -t5) 240 - 200-240npk (control), with the sole purpose of determining whether the dose of supplementing chemical fertilizers with organic sources K modifies the performance and physical quality and antioxidant biochemistry-three varieties of habanero chili in greenhouse conditions. This study was conducted in the experimental area of the Department of Horticulture at the University Autónoma Agraria Antonio Narro, Buenavista, Saltillo Coahuila, Mexico, in the spring-summer of 2012. The experimental design was completely randomized split plot arrangement with three replications. The variables evaluated were: the weight of fruits per plant (WFP), the number of fruits per plant (NFP), average fruit weight (AFW), polar diameter of fruit (PDF) , fruit equatorial diameter (FED), capsaicin content of the fruit (CCF), vitamin C (VC), total fruit carotenoids (TFC), β-carotene in fruit (β-CF), content of xanthophylls in fruit (CXF). The results indicate that at least one nutrition supplementing the treatment of organic sources k is statistically different from rest. Supplementing the manure K with similar yields can have a chemical dose, while the physical quality of the fruit is favored. In the case of capsaicin was not affected by any level of study, total carotenoids, vitamin C, β-carotene and xanthophylls are favored by organic nutrition. It was also found that different varieties of habanero chili respond differently to the use of organic nutrition. Concluding that the use of organic fertilizers is an option for impersonation of K, as they increase the quality antioxidant habanero chili under greenhouse conditions.

Master thesis

Capsicum chinense Chile habanero Potasio Vermicomposta Humos liquido Vermicompost solids Liquid humus CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Efecto del ácido salicílico y la nutrición mineral sobre la calidad de plántulas de chile habanero

ADOLFO ALBERTO GUZMAN ANTONIO LIZETTE DEL CARMEN BORGES GOMEZ LUIS LEONARDO PINZON LOPEZ ESAU RUIZ SANCHEZ JOSE JUAN ZUÑIGA AGUILAR (2012)

"Efecto del ácido salicílico y la nutrición mineral sobre la calidad de plántulas de chile habanero. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del ácido salicílico y la fertilización con N, P y K en el crecimiento y estado nutricional en plántulas de chile habanero (Capsicum chinense Jacq). La investigación se desarrolló en Yucatán, México en noviembre de 2008 y diciembre de 2009. Se evaluó el efecto del ácido salicílico y la fertilización química utilizada por productores de plántulas de chile habanero con cuatro

tratamientos: T1) sin ácido salicílico y sin fertilización; T2) aplicación de 10-8 M de ácido salicílico; T3) aplicación de 190 mg/l de cada nutrimento de NPK y T4) aplicaciones de 10-8 M de ácido salicílico más 190 mg/l de NPK. La calidad de las plántulas se evaluó midiendo características de crecimiento de vástago (hojas + tallo) y raíz. Se analizó también N, P, K, Ca, Mg, Cu, Fe, Zn y Mn en la plántula completa. Se estimó la esbeltez y el índice de calidad de Dickson. Los resultados mostraron diferencias (P≤0,05) en las variables del vástago. La fertilización favoreció la acumulación de materia seca. En cuanto a altura, número de hojas, diámetro de tallo y área foliar, T3 y T4 fueron iguales. En raíz, se observaron diferencias en densidad de peso y de longitud, materia seca, área y

longitud específica reportando valores altos con T3, excepto longitud específica; siendo T4 quien mostró mayor valor. El análisis nutrimental fue significativo (P≤0,05); T3 mostró mayor contenido de N, P, Ca, Mg y Mn. Para K, Zn y Fe los tratamientos T3 y T4 fueron iguales, solamente Cu fue mayor con T4. En conclusión, la aplicación de ácido salicílico favoreció algunas características de crecimiento pero no mejoró significativamente la calidad de las plántulas."

Article

CAPSICUM CHINENSE COMPOSICIÓN NUTRIMENTAL BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Endogenous GUS-like activity in Capsicum chinense Jacq.

LAURA YESENIA SOLÍS RAMOS TOMAS AUGUSTO GONZALEZ ESTRADA ANTONIO ANDRADE TORRES GREGORIO DEL CARMEN GODOY HERNANDEZ ENRIQUE CASTAÑO DE LA SERNA (2010)

The gene uidA, codes for β-glucuronidase, which is one of the reporters more frequently utilized in transgenic plants. However, this can only be use if the selected organism does not present endogenous GUS-like activity. In tissues of C. chinense we found a GUS-like activity showing different levels of intensity. Histochemical screening showed that endogenous GUS-like activitydecreased, or reduced significantly, in almost all tissues with exception of stament, when phosphate buffer was adjusted to pH 8. Subsequently, C. chinense zygotic embryo explants were transient transformed with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 (pCAMBIA2301) and plantlets regenerated were histochemically stained in phosphate buffer pH 8. Observations of incubated tissues of C. chinense regenerants showed blue staining, suggesting expression of uidA. Incubated tissues of non-transformed regenerants did not show blue staining in phosphate buffer pH 8. The results show that for transformation experiments of C. chinense with uidA gene, pH 8 is recommended for histochemical staining.

Article

ß-GLUCURONIDASE AGROBACTERIUM TUMEFACIENS CAPSICUM CHINENSE GENE UIDA BIOLOGÍA Y QUÍMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Red and brown soils increase the development and content of nutrients in habanero pepper subjected to irrigation water with high electrical conductivity

María de Fátima Medina Lara RAMON ARMANDO SOUZA PERERA Manuel Martínez Estévez MANUEL OCTAVIO RAMIREZ SUCRE Ingrid Mayanin Rodríguez Buenfil Ileana de la Caridad Echevarría Machado (2019)

The characteristics of the soil in the Peninsula of Yucatán confer unique organoleptic properties to the habanero pepper (Capsicum chinense Jacq.), and thus this entity possesses the denomination of origin of the species, making these chilis the most coveted, nationally and internationally. However, the extreme microtopographic variation distinguishing the Peninsula complicates the transfer of technologies and the successful establishment of agricultural practices. Maya farmers of the region identify the brown soils as preferable for the cultivation of this chili, although there is some controversy among the farmers regarding the best yields when the quality of the water used for irrigation is poor. No studies of the effect of soil type on this plant have been carried out. This work evaluated the impact of three types of soil of the Peninsula (red, brown, and black) on growth, fruit production, and nutrient content in soils and plants, during different phenological stages. The results indicate that the red and brown soils were the best for the growth and production of the fruit. In the black soil, it was possible to observe greater retention and accumulation of sodium applied in the water used for irrigation and in the macronutrients N, P, K, which may have led to a negative effect in the development of the fruit in these plants. Moreover, the plants growing in red and brown soils seem to make a more efficient use of the nutrients, presenting higher values of N, P, and K in their tissues in the flowering-fructification stage. These results are particularly useful in the realization of agricultural plans with a lower consumption of fertilizers, which allows an increase in yield, particularly if we take into account the enormous problems of saline intrusion worldwide and in this region.

Article

CAPSICUM CHINENSE FRUIT PRODUCTION LEPTOSOL SOILS NUTRIENT PHENOLOGICAL STAGE SALINITY SODIUM RETENTION BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA MOLECULAR BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS BIOLOGÍA MOLECULAR DE PLANTAS

Cinética de la maduración de la semilla de Capsicum chinense Jacq relacionada al desarrollo del fruto

CANDELARIA ISABEL PEREZ MARTIN (2015)

Tesis (Maestría en Ciencias, especialista en Producción de Semillas).- Colegio de Postgraduados, 2014.

El chile habanero (Capsicum chinense Jacq.) es un cultivo importante en la Península de Yucatán y no hay suficiente información sobre el desarrollo de la semilla de esta especie y su relación con la madurez del fruto. Este estudio se realizó para evaluar la influencia de la madurez del fruto sobre la calidad de las semillas de chile habanero; así como determinar la etapa más apropiada para obtener semillas de la más alta calidad. Las semillas se obtuvieron de frutos cosechados en cinco etapas de desarrollo (21, 28, 36, 44 y 52 DDA) en Conkal, Yucatán, 2013. Se evaluó la calidad física y fisiológica en semillas frescas (SF) y semillas secadas al ambiente por 10 d (SS) y se verificó la correlación con el grado de madurez del fruto. El fruto alcanza su máximo crecimiento a los 44 DDA, lo cual coincidió plenamente con el inicio de cambio de color del fruto, que es el indicador de la madurez fisiológica. El contenido de humedad en (SS) fue en promedio 10.9%. El peso de 1000 semillas, germinación y vigor con envejecimiento acelerado tanto en (SF) y (SS) tuvieron una función sigmoidal que alcanzó su máximo a los 44 DDA y se mantuvo al siguiente muestreo 52 DDA. La conductividad eléctrica fue disminuyendo a lo largo del ciclo de desarrollo de las (SF) y (SS) hasta alcanzar sus valores mínimos a los 44 DDA. La máxima calidad de semillas de chile habanero es de frutos cosechados a los 44 y 52 DDA. _______________ ABSTRACT: Habanero chili (Capsicum chinense Jacq.) is an important crop in the Peninsula of Yucatan. There are not studies on the relationship between seed maturity and fruit development. In this investigation, we evaluated the influence of fruit maturity on seed quality of habanero, and determined in which fruit development stage is the best time for harvesting so that the highest seed quality could be obtained. Seeds were obtained from harvested fruits at different stages of development (21, 28, 36, 44 and 52 DAA) at Conkal locality, Yucatan, 2013. Physical and physiological quality of fresh (SF) and dry (SS) seeds were evaluated at environment temperature for 10 d, and these variables were correlated to fruit development using days after fruit set. The fruit reached its largest size 44 DAA at physiological maturity when fruit skin colour changed from green to yellow. Moisture content in SS was 10.9 % in average. Weight of 1000 seeds, germination percentage, and vigour in both SF and SS using accelerated aging followed a sigmoidal function that reached a maximum from 44 to 52 DDA. The electrical conductivity of SF and SS decreased from the beginning of the growth cycle to a minimum at 44 DDA. The maximum seed quality of Habanero is obtained from fruits harvested from 44 to 52 DDA.

Master thesis

Capsicum chinense Germinación Calidad de semillas Madurez fisiológica Germination Seed quality Physiological maturity Producción de semillas Maestría CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Understanding the physiological responses of a tropical crop (Capsicum chinense Jacq.) at high temperature

RENE GARRUÑA HERNANDEZ ROGER ARMANDO ANTONIO ORELLANA LANZA FRANCISCO ALFONSO LARQUE SAAVEDRA MARIA AZUCENA CANTO AGUILAR (2014)

Temperature is one of the main environmental factors involved in global warming and has been found to have a direct effect on plants. However, few studies have investigated the effect of higher temperature on tropical crops. We therefore performed an experiment with a tropical crop of Habanero pepper (Capsicum Chinense Jacq.). Three growth chambers were used, each with 30 Habanero pepper plants. Chambers were maintained at a diurnal maximum air temperature (DMT) of 30 (chamber 1), 35 (chamber 2) and 40°C (chamber 3). Each contained plants from seedling to fruiting stage. Physiological response to variation in DMT was evaluated for each stage over the course of five months. The results showed that both leaf area and dry mass of Habanero pepper plants did not exhibit significant differences in juvenile and flowering phenophases. However, in the fruiting stage, the leaf area and dry mass of plants grown at 40°C DMT were 51 and 58% lower than plants at 30°C DMT respectively. Meanwhile, an increase in diurnal air temperature raised both stomatal conductance and transpiration rate, causing an increase in temperature deficit (air temperature - leaf temperature). Thus, leaf temperature decreased by 5°C, allowing a higher CO2 assimilation rate in plants at diurnal maximum air temperature (40°C). However, in CO2 measurements when leaf temperature was set at 40°C, physiological parameters decreased due to an increase in stomatal limitation. We conclude that the thermal optimum range in a tropical crop such as Habanero pepper is between 30 and 35°C (leaf temperature, not air temperature). In this range, gas exchange through stomata is probably optimal. Also, the air temperature-leaf temperature relationship helps to explain how temperature keeps the major physiological processes of Habanero pepper healthy under experimental conditions.

Article

AIR TEMPERATURA CAPSICUM CHINENSE CARBON DIOXIDE FIXATION DRY MASS EVAPOTRANSPIRATION GAS EXCHANGE BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Characterization of a Capsicum chinense seed peptide fraction with broad antibacterial activity

LIGIA GUADALUPE BRITO ARGAEZ FERNANDO FEDER MOGUEL SALAZAR FERNANDO ZAMUDIO ZUÑIGA TOMAS GONZALEZ ESTRADA IGNACIO RODRIGO ISLAS FLORES (2009)

Habanero chili pepper (Capsicum chinense) is widely consumed as a fresh vegetable, although its extremely high capsaicin content has led to other uses (e.g., medicine and self-defense). Recently described antimicrobial peptides from C. annuum were very efficient in inhibiting growth in human and plant pathogenic bacteria and fungi. In order to explore the potential use of Capsicum chinenseseeds as a source of antimicrobial peptides, in the present study a peptide fraction from C. chinense pepper seeds, denominated G10P1, was enriched, partially purified and its antimicrobial activitytested against the plant and human pathogens Xanthomonas campestris, Pseudomonas syringae, Pseudomonas aeruginosa, Erwinia carotovora, Agrobacterium sp., Shigella flexnerii, Escherichia coli, Staphyllococcus aureus and Bacillus subtilis. The minimum inhibitory concentration of the G10P1 peptide fraction against X. campestris was 12.5 μg mL-1. Electrophoresis of the G10P1 in a denaturant 15% polyacrylamide gel showed it to be composed of ~7.57 and ~5.6 kDa polypeptides, both associated with an area of strong antibacterial activity. The sequencing of 18 amino acids from the N-terminal of the ~7.57 peptides and 12 from the ~5.6 kDa peptides showed no clear association with previously described antimicrobial peptides. However, the ~5.6 kDa peptides were related to the NAC and WRKY transcription factors, both involved in direct regulation of the plant defense response against pathogen attack and the ~7.57 kDa peptides had low homology with a 3-oxo-[acyl-carrier-protein] synthase from Capsicum chinense.

Article

ANTIMICROBIAL PEPTIDES CAPSICUM CHINENSE COLUMN CHROMATOGRAPHY HABANERO PEPPER PLANT ANTIMICROBIAL PEPTIDES BIOLOGÍA Y QUÍMICA