REDUCCIÓN DEL ESTRÉS POR MEDIO DE COMPUESTOS ELICITORES DE LA MÁS RECIENTE TECNOLOGÍA “JUNÍPERUS®

Por RAÚL IVÁN ORTIZ / Agroenzymas®

Los escenarios esperados en el Agro Mexicano señalan la ocurrencia cada vez más frecuente de eventos climáticos desfavorables para la producción agrícola. Ello obliga a modificar y ajustar a una nueva realidad los procesos productivos agrícolas (Olesen and Bindi 2002).

Una planta que crece en condiciones óptimas se halla en situación de estrés cero. Esta situación implica que todos los factores (luz, nutrientes, agua, temperatura, oxígeno) están en su punto óptimo. Esta situación es improbable en las condiciones que crecen las plantas. Un parámetro que se aleja ligeramente del punto óptimo (sub-óptimo) y hace que una función se altere circunstancialmente y, poco después, vuelva a la normalidad o casi a ella, es frecuente en cualquier cultivo.

La homeostasis es el estado fisiológico de una planta que se encuentra en equilibrio gracias a diferentes procesos de auto-regulación, cuando se rompe ese equilibrio en las células por cualquier factor, se tiene entonces una condición de estrés.

El estrés es una situación que impide a las plantas expresar su máximo potencial de rendimiento. Las situaciones de estrés pueden durar segundos, minutos, horas o días; durante ese tiempo la planta ocupa fotosintatos para defenderse ante tales situaciones, por lo que hay trabajo perdido. Se sabe que cada cultivo tiene un máximo diferencial térmico que puede tolerar, así como una temperatura mínima permisible antes de que haya paro fisiológico, muerte celular o congelamiento. Así también hay óptimos de humead relativa, radiación, etc.

Las situaciones de estrés se dividen en dos grandes grupos, los que son ocasionados por factores bióticos y los que son causados por factores abióticos. Las situaciones de estrés por factores bióticos pueden ser causadas por enfermedades (virus, bacterias, hongos) y plagas. Mientras que las situaciones de estrés por factores abióticos son generadas por alguna variable climática, manejo de cultivo, o puede ser asociado a fenología.

Las plantas continuamente están sometidas a situaciones bióticas y abióticas adversas, y ante cualquier ataque de patógenos o condición de estrés, las plantas cuentan con mecanismos químicos de defensa. Dentro de los mecanismos de defensa se pueden enunciar dos tipos: 1) los pasivos y 2) los activos. Los primeros están referidos a las defensas físicas de las plantas como cutículas, tricomas y ceras, así como a las barreras químicas, que consisten en la síntesis de sustancias químicas por parte de la planta antes de cualquier infección por patógenos; tales sustancias son saponinas, alcaloides, proteínas antifúngicas o enzimas inhibidoras.

Por otra parte, los mecanismos activos tienen que ver generalmente con la producción endógena o aplicación exógena de compuestos conocidos como “elicitores”, cuyo objetivo de estos es fungir como activadores de reacciones defensivas, es decir, inducir la producción de fitoalexinas o estimular cualquier mecanismo de defensa de la planta para protegerse. Estos inductores son capaces de promover diferentes modos de defensa de la planta, como: Resistencia Sistémica Adquirida (relacionada al ácido salicílico y proteínas PR), Resistencia Sistémica Inducida (activada por cepas bacterianas de rizobacterias saprofitas) y Resistencia Local Adquirida (desencadenada por la respuesta hipersensible de la planta y la producción de fitoalexinas) ver Figura 1.

Figura 1. Respuesta y mecanismos de defensa de plantas ante situaciones bióticas y abióticas adversas. Fuente: Damián, G. J. 2017.

Los elicitores son moléculas capaces de inducir cualquier tipo de defensa en la planta y son producidos por agentes estresantes bióticos y abióticos. Cuando es aplicado en pequeñas cantidades a sistemas vivos, induce o promueve la biosíntesis de compuestos específicos, los cuales tienen funciones en la adaptación de las plantas a condiciones adversas.

El uso de los elicitores ha crecido por los beneficios que se desencadenan al utilizarlos en los cultivos, pues actúan generalmente en forma de precursores de metabolitos secundarios como las fitoalexinas. Los elicitores son sustancias naturales o minerales que al ser aplicadas en las plantas de forma preventiva ayudan a reducir o evitar daños producidos por enfermedades, plagas o factores abióticos adversos.

Los elicitores son muy variados a pesar de que su fin es el mismo, y tienen dos clasificaciones con base en sus características:

a) Según su origen: Endógenos (endoelicitores): se producen u originan naturalmente dentro de la planta al detectar la necesidad de crear defensas. Exógenos (exoelicitores): son creados por elicitores externos que se aplican para inducir la producción de defensas en la planta previniendo un ataque, por ejemplo: fosetil-Al, fosfito de potasio, silicio, etc. b) Según su naturaleza: Bióticos: son moléculas de origen patógeno que pueden inducir respuestas de defensa (como acumulación de fitoalexinas o la respuesta hipersensible) en el tejido vegetal. En su mayoría compuestos orgánicos producidos por el agente estresante (carbohidratos, lípidos, enzimas microbianas, ácido salicílico). Abióticos: generados por factores abióticos como condiciones ambientales (frío, luz UV, metales pesados, detergentes).

JUNIPERUS®, BIOESTIMULANTE CON TECNOLOGIA STRESSOFF® PARA EL DESARROLLO VEGETATIVO Y REPRODUCTIVO DE LOS CULTIVOS.

Dada las necesidades de las nuevas tecnologías de producción de alimentos en Agroenzymas® se ha desarrollado una nueva tecnología StressOff® que combina el poder del efecto de elementos minerales esenciales y exoelicitores de origen externo JUNÍperus®. Que previenen y reducen el efecto negativo de factores ambientales adversos e incrementan el crecimiento y la productividad de los cultivos.

Los elementos en esenciales que contiene JUNÍperus® son Magnesio (Mg), Hierro (Fe) y Zinc (Zn), de rápida asimilación, componentes de enzimas de importancia antioxidante, metabólica, etc.

Magnesio (Mg).

El Mg es uno de los elementos esenciales para los cultivos, cuyas funciones son similares en diferentes especies, incluidos los cultivos de frutales. En estos cultivos, alrededor del 70% del magnesio de los tejidos vegetales se transporta por la planta y está asociado con aniones inorgánicos y ácidos orgánicos, tales como el malato y citrato. En los cloroplastos, el Magnesio es de suma importancia, ya que es el centro de la molécula de clorofila, ahí se concentra entre un 10 y 20% de este elemento, parte del cual funcionará como activador de la enzima ribulosa 1, 5-difosfato carboxilasa. Otras funciones importantes del magnesio son la unión de las subunidades ribosómicas y en el metabolismo de transferencia energética ligado al ATP.

Hierro (Fe).

El hierro es necesario para la formación de la clorofila en las células de las plantas; aun cuando la molécula de clorofila no contiene Fe, los cloroplastos son muy ricos en este elemento. El hierro juega allí un rol similar a aquel del Mg en la estructura de la clorofila. Actúa como activador de procesos bioquímicos como la respiración, la fotosíntesis y la fijación de nitrógeno.

Zinc (Zn).

El Zn es un elemento de poca movilidad dentro de la planta, pero con numerosas funciones críticas. La estructura y funcionalidad de muchas enzimas dependen de la presencia de Zn en la planta. Aproximadamente 2,800 proteínas dependen del Zn para que puedan sintetizarse y actuar. Se requiere para la síntesis de carbohidratos durante la fotosíntesis y en la transformación de los azúcares en almidón. Participa también en el metabolismo de hormonas al regular el nivel de auxinas a través de la síntesis del aminoácido triptófano. En los procesos de maduración y producción de semillas, el Zn favorece la formación y fertilidad del polen, por ello la deficiencia de Zinc tiene mayor efecto en el rendimiento del grano que en el desarrollo vegetativo. También ayuda al mantenimiento e integridad de las membranas celulares y aporta tolerancia a las plantas ante patógenos, especialmente los del suelo.

El zinc forma parte, además, de las enzimas que participan en la percepción de factores de estrés biótico y abiótico –originados por otros organismos o por cambios ambientales, respectivamente, así como en la respuesta de defensa de las plantas para contender contra dicho estrés. El Zinc es un componente estructural de las proteínas cinasas, que son las encargadas de transmitir las señales originadas por los agentes causantes de estrés hacia el interior de las células, con el fin de preparar y estimular la respuesta a dichos agentes. El Zinc también es un componente estructural de las enzimas alcohol deshidrogenasa y superóxido dismutasa, que están involucradas en la respuesta de defensa de las plantas contra el estrés.

La tecnología StressOff® que complementa este producto, contiene elicitores de alta actividad biológica dentro de los procesos fisiológicos y bioquímicos dentro de la planta, generando e incrementado la tolerancia al estrés con aplicaciones previas y estimulando la salida del estrés y el crecimiento vegetativo con aplicaciones posteriores. Como se puede observar en la Figura 2.

Imagen 2. Longitud de cargador de zarzamora variedad Tupi, Zamora, 2019.

Imagen 3. Crecimiento del cargador de zarzamora. Var. Tupi. Zamora, Michoacán, 2019.

Un mecanismo general para la elicitación biótica en plantas puede resumirse sobre la base de la interacción elicitor-receptor. Cuando una planta o cultivo de células vegetales es desafiado por el estimulante se produce una serie de actividades bioquímicas; algunas actividades que se desencadenan con la aplicación de elicitores en la planta son: generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), acumulación de proteínas relacionadas con la patogénesis como quitinasas y gluconasas, cambios estructurales en la pared celular (lignificación de la pared celular), activación transcripcional de los correspondientes genes de respuesta de defensa, síntesis de moléculas defensivas de las plantas como los taninos y las fitoalexinas, síntesis de ácidos jasmónicos y salicílicos como mensajeros secundarios, y finalmente la resistencia sistémica adquirida.