La aparición de nuevas tecnologías orientadas al uso de productos biológicos gana terreno para optimizar la implantación de los cultivos. Las estrigolactonas, fitohormonas, son compuestos naturales y sintéticos que en la última década entusiasmaron a la comunidad científica y a las compañías agroquímicas, no sólo por sus propiedades biológicas sino también por sus posibles aplicaciones en la agricultura.
Incorporar al sistema productivo organismos seleccionados por sus funciones en diversos procesos biológicos no es algo nuevo. En numerosos trabajos, el Ing. del INTA Gustavo Ferraris, describió el uso de inoculantes biológicos incorporados como tratamientos de semilla con microorganismos promotores del crecimiento vegetal, tales como Pseudomonas sp., Azospirillum sp., Micorrizas u otros. El creciente interés, no sólo en estudios de investigación sino también en evaluaciones extensivas y en el uso comercial en diferentes cultivos, se explica por los efectos positivos que ejercen en las plantas. En numerosas experiencias se reportaron implantaciones más rápidas, mayor crecimiento de raíces, tolerancia mejorada a patógenos, fijación biológica no simbiótica de nitrógeno y solubilización de nutrientes. Tal como asegura Ferraris, el crecimiento en los costos de producción hace necesario implementar estrategias alternativas que mejoren la eficiencia de uso de los nutrientes y otros recursos. En este sentido, los aportes de los tratamientos biológicos ganan relevancia.
Las primeras estrigolactonas (SL) se identificaron en 1966. Hasta el momento se han aislado y caracterizado 20 SL naturales en exudados de raíces de plantas. Diferentes especies vegetales e incluso diversas variedades de una especie de cultivo, producen diferentes SL y/o mezclas de estos compuestos de señalización.
La científica M. Vurro (Instituto de Ciencias de la Producción Alimenticia, Bari, Italia) y colaboradores, realizaron un análisis de la aplicación práctica de las SL y los diferentes escenarios que podrían presentarse en el futuro cercano, a la luz de los conocimientos actuales. El trabajo “Strigolactones: ¿cuán lejos está su uso comercial para fines agrícolas?”, publicado por dicha autora en 2016, subraya que las aplicaciones van desde su uso como hormonas para modificar y/o administrar la arquitectura vegetal, hasta su uso como estimulantes para inducir la germinación de semillas de malezas parasitarias y así controlar su infestación por un banco de semillas reducido. Incluso hasta su uso como “bioestimulantes” de la colonización de raíces hongos micorrízicos arbusculares, que mejoran las capacidades nutricionales de las plantas, a otros efectos aún desconocidos en las comunidades de suelos microbianos.
La revisión de Vurro destaca principalmente tres usos potenciales en la agricultura:
- Manejo de malezas parasitarias
Entre las primeras aplicaciones propuestas de SL, se encontraba el manejo de malezas parasitarias, la llamada germinación “suicida”. La idea detrás de esta estrategia es estimular la germinación de las semillas cuando el huésped no está presente, causando la muerte de las semillas germinadas. Este podría ser un procedimiento a largo plazo para reducir el banco de semillas del parásito.
Los intentos se realizaron durante un largo período de tiempo, pero una serie de problemas obstaculizaron cualquier aplicación práctica real. Estos incluían (a) los altos costos para producir una cantidad suficiente de productos sintéticos, (b) las dificultades para distribuir los compuestos a lo largo del perfil del suelo, y así alcanzar eficazmente tantas semillas como sea posible, y (c) la inestabilidad de los compuestos.
Sin embargo, el advenimiento de nuevas tecnologías (por ejemplo, nanotecnologías, biotecnologías, sistemas avanzados de entrega) podría abrir nuevas posibilidades y permitir superar dichos problemas.
- Biofertilizantes
Desde una perspectiva agrícola y teniendo en cuenta su capacidad de favorecer la colonización de las raíces de los cultivos por hongos simbióticos y rizobios, las SL podrían considerarse biofertilizantes “indirectos”.
Uno de los papeles principales de los hongos micorrízicos arbusculares (AMF, por sus siglas en inglés) en la relación simbiótica con las plantas, es la entrega de nutrientes minerales, particularmente fosfato. En muchas áreas del mundo, la concentración o disponibilidad de este nutriente mineral esencial en el suelo es limitada, y esto afecta significativamente el crecimiento y la salud de las plantas. AMF puede ayudar a mejorar la absorción de fosfato y, por lo tanto, mejorar el crecimiento de la planta en estas áreas. De acuerdo con el importante papel de AMF en la adquisición de fosfato, los exudados de raíz producidos por las plantas cultivadas bajo limitación de fosfato demostraron ser más estimulantes para la AMF que los exudados producidos bajo una nutrición adecuada de fosfato.
- Hormonas vegetales
El descubrimiento inicial de que las SL estaban involucradas en la inhibición del crecimiento de las yemas axilares, promovió una multitud de estudios que muestran que las SL también juegan un papel en la definición de la arquitectura de la raíz, en particular ramificación de brotes, crecimiento secundario, elongación del hipocótilo, crecimiento de la raíz, nodulación y germinación de semillas en interacción con otras hormonas. Su acción coordinada permite a la planta responder de manera apropiada a factores ambientales como la temperatura, el sombreado, la duración del día y la disponibilidad de nutrientes. La tasa de exudación de SL es altamente sensible a los niveles de nutrientes en el suelo, y todas las plantas exhiben un fuerte aumento en la producción de SL bajo condiciones bajas de fosfato. Esta fuerte regulación de la biosíntesis y exudación SL puede ser el mecanismo a través del cual las plantas adaptan sus cambios en el crecimiento y la arquitectura de los brotes y raíces en respuesta a la disponibilidad de fosfato.
Por lo tanto, un conocimiento profundo de estos mecanismos podría conducir a un uso práctico de SL en agricultura para regular el crecimiento y la forma de la planta de acuerdo con la disponibilidad de nutrientes y las características ambientales, para aumentar la aptitud del cultivo y obtener su mejor rendimiento en el entorno.
Desafíos futuros
A pesar de su atractivo biológico, las aplicaciones prácticas de SL en la agricultura todavía se ven obstaculizadas en gran medida por los bajos rendimientos del producto obtenidos por exudados de raíz de plantas, por los costos de su síntesis, por el desconocimiento de sus efectos fuera del objetivo, por la carencia de especificidad en los fines agrícolas y por la falta de legislación adecuada que regule el uso de estos compuestos. Por el contrario, el advenimiento de nuevas tecnologías y biotecnologías, el creciente interés e inversiones por parte de las empresas de agroquímicos y los resultados de apoyo obtenidos por la comunidad científica podrían tener efectos muy positivos en el acortamiento de los procedimientos de registro.
Otra corriente alentadora hacia el registro de SL para fines agrícolas podría ser la posible aplicación de estos compuestos en medicina y farmacología, que históricamente atraen mucha más atención y fondos de investigación. Si bien la aplicación de estrigolactonas está en pañales, resulta una opción muy interesante que se podría sumar al portfolio de bioinsumos.
Referencias:
Ferraris, G.; Faggioli, V. (2013). Inoculación con microorganismos con efecto promotor de crecimiento. Conocimientos actuales y experiencias realizadas en la Región Pampeana Argentina. INTA EEA Pergamino. Disponible online: https://inta.gob.ar/sites/default/files/script-tmp-inta_microorganismos_13.pdf
Vurro, M.; Prandib, C. and Baroccioc, F. (2016). Strigolactones: how far is their commercial use for agricultural purposes? (wileyonlinelibrary.com) DOI 10.1002/ps.4254. Pest Manag Sci (2016).
