Identifican y purifican compuestos vegetales con importantes aplicaciones agronómicas y biotecnológicas

El excesivo uso de fertilizantes y pesticidas de carácter sintético, con sus perjudiciales efectos sobre el medioambiente y la salud humana y animal, llevó a que en los últimos años muchos países comenzaran a regular de manera estricta la utilización de este tipo de productos, con el fin de promover estrategias de producción agrícola más sustentables.

La necesidad de buscar alternativas, ecológicamente amigables, a los agroquímicos sintéticos condujo a que se empezara a poner expectativas en la posibilidad de desarrollar productos de origen natural que promuevan el crecimiento de los cultivos (biofertilizantes) o los protejan frente a posibles amenazas patógenas anteriores y posteriores al momento de la cosecha (biocotroladores o biopesticidas).

Recientemente, un equipo de investigadores del CONICET en Tucumán logró identificar y purificar una serie de compuestos extraídos de la planta de la frutilla que, además de estimular el crecimiento de las plantas, promueve respuestas de defensa (es decir, potencia la inmunidad innata) y permite controlar enfermedades infecciosas tanto por ese aumento de la protección como por su acción antimicrobiana directa contra fiopatógenos, como hongos y bacterias. Los resultados fueron publicados en la revista Scientific Reports del grupo Nature.

“Los glucósidos de ácidos grasos son moléculas, producidas por plantas, bacterias, levaduras, hongos e invertebrados marinos, compuestas por azucares unidos a ácidos grasos. Lo que nosotros pudimos identificar y aislar de la planta de la frutilla son glucósidos de ácidos grasos (GAGs) con una estructura bioquímica hasta ahora desconocida, que consiste en tres azucares (dos galactosaminas y una glucosa) unidas a un ácido graso que puede tener entre seis a doce átomos de carbono”, explica Atilio Pedro Castagnaro, investigador superior del CONICET, director del Centro Científico Tecnológico CONICET NOA Sur y uno de los coordinadores del trabajo.

En primer lugar, los investigadores pudieron advertir que los GAGs de frutilla que habían logrado purificar tenían diversas aplicaciones valiosas desde un punto de vista agronómico en una planta modelo como la Arabidopsis thaliana, para después hacer experimentos con cultivos como soja y limones.

“En general todas las propiedades que encontramos en los GAGs suelen buscarse por separado en distintos compuestos naturales. Lo que nosotros purificamos son nuevos principios activos biológicos para la formulación de bioinsumos, que, además de hacer más resistente a las plantas frente a posibles enfermedades, pueden usarse para eliminar fitopatógenos y también para promover el crecimiento vegetal y, en consecuencia, aumentar el rendimiento de los cultivos. Esto quiere decir que con este ingrediente activo se puede reemplazar a más de un agroquímico sintético”, destaca Castagnaro.

Tras los experimentos con plantas modelos, los investigadores pusieron a prueba de forma exitosa la actividad antimicrobiana de los GAGs en enfermedades de poscosecha de limones. Para advertir la importancia de este ensayo, es necesario tener en cuenta que una buena parte de la producción limonera de Tucumán se exporta en forma de frutos frescos a distintos y exigentes mercados, siendo Argentina el mayor exportador mundial.

“El problema es que luego ser arrancados del árbol los limones comienzan a ser atacados por hongos que llegan a pudrirlos, por lo que para poder ser trasladados a mercados ubicados en países lejanos y llegar en buen estado, requieren que se les apliquen productos sintéticos. Nosotros comprobamos que la actividad antibiótica de los GAGs –que son compuestos naturales- también disminuye el daño que producen estos fitopatógenos que atacan al fruto después de la cosecha”, explica el investigador.

Las otras dos propiedades agronómicas encontradas en los GAGs  -estimulación de las respuestas de defensa y promoción del crecimiento vegetal- fueron puestas a prueba, también de manera exitosa, en sendos ensayos con soja.

“Para estimular las respuestas de defensa de las plantas se necesitan de menores concentraciones de GAGs que cuando se espera que directamente elimine patógenos. En este caso, su acción no es antibiótica sino que funciona como una especie de ‘vacuna’ que brinda a los cultivos mayor resistencia frente a futuras infecciones”, advierte Castagnaro.

En otro experimento, los investigadores pudieron constatar que al aplicar GAGs como biofertilizantes se incrementa el rendimiento en el cultivo de soja. Esto es, en iguales condiciones, las plantas a las que se les aplicó el compuesto mostraron más vainas, mayor cantidad de granos por vaina y por ende, más peso y mayor producción.

Haga click en la imagen para agrandarla. Las fotos incluidas en la infografía son gentileza de los investigadores.

Los usos tecnológicos de GAGs ya cuentan con una patente gestionada a través de la Gerencia de Vinculación Tecnológica (GVT) del CONICET, cuyos derechos pertenecen en partes igual a este organismo y a la Estación Experimental Agroindustrial Obispo Colombres (EEAOC), ente autárquico del área del Ministerio de Desarrollo Productivo del Gobierno de Tucumán.

“En lo que respecta a la investigación, aun estamos tratando de conocer cuál es el rol que los GAGs cumplen en la planta de frutilla y si este tipo de compuestos están presente también en otros vegetales. Es posible que su función coincida con sus aplicaciones tecnológicas, pero también es probab le que sea otra”, señala el investigador.

La publicación realizada en Scientific Reports tiene tres primeros coautores, Carlos Grellet Bournoville, María Paula Filippone y Pía de los Ángeles Di Peto (becaria posdoctoral del CONICET),y otro coordinador (además de Castagnaro), Björn Welin; todos ellos del CONICET en el Instituto de Tecnología Agroindustrial del Noroeste Argentino (ITANOA, CONICET-EEAOC).

También participaron: Fernanda Trejo, becaria doctoral del CONICET en el ITANOA, los investigadores del CONICET, Alicia Couto, Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono (CIHIDECAR, CONICET-UBA), Juan Carlos Díaz Ricci, Instituto Superior de Investigaciones Biológicas (INSIBIO, CONICET, UNT), y la investigadora de la Facultad de Agronomía y Zootecnia de la Universidad Nacional de Tucumán (FAZ, UNT), Alicia Mamaní de Marchese.

Un aspecto interesante de este trabajo de investigación y transferencia tecnológica es además de la confluencia interinstitucional, la de distintas generaciones de investigadores: así como Castagnaro y Díaz Ricci dirigieron a Filippone, ésta junto a Díaz Ricci dirigieron a su vez a Grellet Bournoville, quien junto a Filippone y Mamaní de Marchese tuvieron a su cargo la dirección de Di Peto.