Contra el ataque de agentes patogenos

47
septiembre 2010
NUEVAS ALTERNATIVAS DE PRODUCTOS
CONTRA EL ATAQUE DE AGENTES
PATÓGENOS: EFECTO SAR
Ing. Agr. Álvaro Vargas P.
Departamento Técnico
AgroConnexion Ltda.
Las plantas han desarrollado en el curso de su evolución los más
variados mecanismos de defensa contra hongos, bacterias, virus,
insectos, incluso animales herbívoros. Durante su interacción con
un agente exógeno, éstas no permanecen pasivas sino que más
bien activan un complejo mecanismo de defensa.
Figura 1. Mecanismos de defensa activados por el patógeno. El
esquema muestra las reacciones de defensa que ocurren en las
células infectadas (reacción de hipersensibilidad, HR), en el tejido
vecino al sitio de infección (resistencia local adquirida, LAR) y en
los tejidos distantes al sitio de infección (resistencia sistémica
adquirida, SAR).
Por su parte, las barreras químicas están determinadas por la
producción de una gran variedad de sustancias tóxicas, entre las
que se encuentran: reservas de compuestos antimicrobianos como
alcaloides, fenoles simples, polifenoles, aceites esenciales, terpenos
(fitoalexinas o antibióticos) entre otros.
AgroConnexion Ltda. ha trabajado desde siempre en el desarrollo
de productos con la finalidad de mejorar la calidad y rendimiento
de los cultivos.
Introdujo en Chile el producto KAMAB-26 S®, formulado para el
control de fisiopatías nutricionales y con efecto SAR (Systems
Acquired Resistance). Este producto se ha constituido, a lo largo
de los años, en la única alternativa para el control de palo negro
y bayas acuosas en uva de mesa.
Figura 2. Imágenes al microscopio a fluorescencia de la deposición
de calosa luego de herida (24 horas después) en hojas de plantas
tratadas con SARPLANT 0,003%.
MECANISMOS DE RESPUESTA ACTIVA DE LAS PLANTAS
RESISTENTES
PHYTOMED-28® actúa a nivel de las barreras de defensa Pasivas
o Preconstituidas y ha mostrado un sin número de ventajas entre
las cuales se encuentran:
• Disminución de partiduras.
• Cicatrización de microfisuras
• Reducción en la incidencia de pudriciones.
• Disminución de la deshidratación, conservando el color y la
consistencia de los frutos.
• Reducción del pardeamiento.
Figura 3. Expresión de los genes PR-2, P23 y PAL en hojas de
tomate no inoculadas o inoculadas, y no tratadas o tratadas por
pulverización foliar con OPTIMUS® (3,5 mL/L) en distintos tiempos
de muestreo.
La respuesta primaria se localiza en células que se encuentran en
contacto directo con el patógeno, donde se produce una necrosis
localizada del tejido lo que bloquea el avance del patógeno. En
este caso la planta sacrifica un cierto número de células para poder
sobrevivir. Tal reacción está dada por la acción de potentes agentes
oxidantes (reactivas al oxígeno), óxido nitroso (NO), ácido jasmónico
y sus derivados (JA), además de otros antibióticos y fitoalexinas.
SARPLANT® es un formulado que combina polisacáridos y poliglucosamina, (efecto SAR), cuya finalidad es potenciar los sistemas
de defensa de las plantas, e inhibir el estrés oxidativo. Se puede
integrar a todas las aplicaciones foliares con productos fitosanitarios
y/o fertilizantes foliares.
Por tales características, SARPLANT® mejora sustancialmente la
eficiencia del tratamiento fitosanitario y permite eventualmente,
reducir las dosis al mínimo (según etiqueta) o distanciar los intervalos
de las aplicaciones principalmente en condiciones de baja presión
de la enfermedad.
El rápido reconocimiento de los elicitores da lugar a la incompatibilidad y por lo tanto a la resistencia.
En los tejidos distantes al sitio de infección se produce la respuesta
terciaria, denominada Resistencia Sistémica Adquirida (Systemic
Acquired Resistance, SAR) (Figura 1).
Esta respuesta está fundamentalmente destinada a proteger o
En los últimos años, se ha dado un paso más en el desarrollo de
la investigación, pero esta vez, a través del estudios sobre las
barreras de defensa Activa o post-infección y estudios de moléculas
con actividad elicitora (biopolímeros).
Han sido realizado también en conjunto con la Univesità degli Studi
di Bari, lo que ha traído consigo el desarrollo y lanzamiento al
mercado, de productos de última generación como SARPLANT®
(Figura 2).
Un ejemplo de éste tipo de respuesta es la “Reacción de
hipersensibilidad” (Hypersensitive reaction, HR) que se produce
mediante la activación de elicitores, los cuales son liberados por
el patógeno al medio o expuestos sobre la superficie del mismo.
Éstos, actúan como moléculas señalizadoras y son reconocidas
por el huésped estimulando la respuesta de defensa en las plantas.
En los tejidos que rodean al sitio de entrada del patógeno se genera
la respuesta secundaria. Ocurre una reacción denominada Resistencia localizada adquirida (Local Acquired Resistance, LAR). En
estos tejidos se acumulan sustancias reactivas de oxígeno. Principalmente, ácido salicílico y algunas hormonas, en concentraciones
más bajas que en las células infectadas. Estos compuestos provocan
la activación de un gran número de genes de defensa con la
consecuente producción de fitolaexinas, compuestos antibióticos
y fenoles precursores de la lignina. En segundo lugar, se codifican
proteínas estructurales de la pared, enzimas destoxificadoras que
protegen el tejido vegetal y por último, una serie de enzimas que
degradan la pared de hongos y bacterias.
Posteriormente, a través de su representado, IKO-HYDRO, Italia,
en conjunto con la Univesità degli Studi di Bari, Italia; se han
realizado estudios sobre barreras de defensa pasiva o preconstituidas.
Como resultado, se desarrolló un producto formulado especialmente
para el control de fisiopatías nutricionales y resistencia al desarrollo
y proliferación fúngica: PHYTOMED-28®.
Sin embargo, algunos patógenos pueden entrar al organismo por
aperturas naturales, como lenticelas o por zonas de ruptura de la
cutícula producidas generalmente por daño mecánico. En estos
casos las plantas activan un mecanismo de sistema de defensa
con el fin de detener la infección.
Este segundo sistema de defensa se le denomina, barreras de
defensa activa o post-infección, las cuales son activadas una vez
que ocurre el contacto con el patógeno y actúan mediante una
serie de eventos metabólicos que modifican el estado fisiológico
de la planta, otorgándole una mejor condición para hacer frente a
un ataque.
La clave que lleva a la planta a desencadenar este conjunto de
eventos para producir la respuesta de defensa activa es el reconocimiento del patógeno por la célula vegetal, en la fase de respuesta
primaria.
NUEVOS PRODUCTOS PARA LA BIODEFENSA
Ciertas características propias de las plantas constituyen las barreras
de defensa Pasivas o Preconstituidas, las cuales operan de manera
constante y están relacionadas a ciertas herramientas de naturaleza
química y estructural.
Como ejemplos de barreras estructurales se puede encontrar: el
engrosamiento mediante acumulación de ceras hidrofóbicas en
hojas y frutos, disminución de la apertura estomática y su capacidad
de plasticidad protectora, incrustaciones de lignina en las paredes
celulares y producción de suberina.
Teniendo en consideración la puesta en marcha de este conjunto
de reacciones, se puede hablar de una verdadera explosión
oxidativa (oxidative burst).
inmunizar al resto de la planta, frente a una potencial segunda
infección por el mismo u otro agente patógeno.
La efectividad de la resistencia adquirida puede evidenciarse
experimentalmente al infectar el tejido sistémico de una planta
sometida a una infección primaria.
Lo interesante de esta resistencia sistémica es que no es específica
para el patógeno que produjo la infección primaria. Por ejemplo,
la resistencia SAR provocada por una infección primaria por un
virus es igualmente eficiente para contrarrestar una infección
secundaria producida por un hongo o una bacteria. Cabe destacar
que la activación de la batería de genes de defensa permite proteger
a los tejidos sistémicos durante varias semanas después de la
infección primaria.
Otro producto que actúa en la inducción de barreras de defensa
activa, lo constituye OPTIMUS®, formulado en base a fosfipéptidos
(radicales de fósforo + aminoácidos), que activan los mecanismos
naturales de defensa de las plantas para protegerlas contra ataque
de patógenos, incluso antes de que éste se produzca (Fitoanticipinas).
El departamento de I+D de BIOIBERICA, S.A. (España) en conjunto
con el Instituto de Tecnología Agroalimentària, CIDSAV-CeRTA,
Universitat de Girona (España), han realizado estudios que demuestran la capacidad de OPTIMUS® para provocar una respuesta
específica en el vegetal, mediante la activación de las proteínas
del estrés de la patogenicidad (PRs), lo cual aumenta la respuesta
genética de la planta frente al ataque de un patógeno (Figura 3).
OPTIMUS® no actúa como un fungicida químico, por lo que no
produce resistencia. Los aminoácidos contenidos en OPTIMUS®
aumentan la tolerancia de la planta a distintos factores de estrés
abióticos (lluvia, asfixia radicular, frío, etc.). RA