España - Nuevos antifúngicos de origen natural para su uso en agricultura

Las estrategias tradicionales de protección de las plantas resultan a menudo insuficientes, y la aplicación de plaguicidas químicos provoca diversos problemas medioambientales y de salud humana. Además, la resistencia de algunos patógenos y plagas de las plantas contra el uso indiscriminado de plaguicidas se está convirtiendo rápidamente en un problema grave. De este modo, el diseño y evaluación de formulaciones alternativas que sean seguras, efectivas y sostenibles desde un punto de vista ambiental ha llegado a ser un objetivo prioritario de alto interés.

En ese contexto, Laura Buzón Durán realizó su Tesis Doctoral sobre el tema de los nuevos antifúngicos de origen natural para su uso en agricultura. El documento presentado para el Programa de doctorado en ciencia e ingeniería agroalimentaria y de biosistemas en la Universidad de Valladolid es una aportación enmarcada en el área multidisciplinar constituida por la interrelación de la Ingeniería Agroforestal con la Ingeniería de Materiales y la Microbiología, en tanto que las principales contribuciones de la investigación realizada son relativas a nuevas formulaciones con actividad antimicrobiana con aplicaciones en Viticultura y en la protección de otros cultivos.

Aspectos fundamentales del trabajo realizado han sido la extracción de especies bioactivas de diversas plantas, la preparación de complejos conjugados con una solubilidad y biodisponibilidad mejoradas gracias al uso de oligómeros de quitosano y glicósidos, su ensayo in vitro e in vivo contra diversos fitopatógenos, y la transferencia de la tecnología desarrollada al sector mediante la preparación y tramitación de patentes.

Los nuevos preparados han demostrado la sinergia preconizada para la combinación de los extractos naturales con los oligómeros de quitosano o con el esteviósido, alcanzado eficacias comparables a las de algunos fungicidas convencionales frente a hongos de la familia Botryosphaeriaceae, Fusarium culmorum y Phytophthora cinnamomi, y frente a bacterias como Erwinia amylovora.

Los productos desarrollados, respetuosos con el medio ambiente y aptos para su uso en producción integrada, son altamente prometedores para abordar el reto de disminuir el uso abusivo de tratamientos fitosanitarios de origen químico en Agricultura, cumpliendo con los requerimientos de la Directiva europea 2009/128/CE (Art. 14) y su transposición al RD 1311/2012.

Del trabajo experimental realizado la autora señala las siguientes conclusiones:

Primera: Entre la biomasa microbiana que coloniza los compost, el género Streptomyces resulta especialmente prometedor en tanto en cuanto produce varios antibióticos, polímeros orgánicos y nutrientes que pueden ser aprovechados como biofertilizantes o como bioproductos para proteger a la planta de los ataques de hongos y bacterias peligrosos.
Segunda: Los metabolitos secundarios de Streptomyces rochei y S. lavendofoliae no son capaces de inhibir el crecimiento de hongos relacionados con las EMV, probablemente por razones de hidrofobicidad. No obstante, la formación de complejos polielectrolíticos con oligómeros de quitosano y/o ε-polilisina permite alcanzar inhibiciones superiores al 80%2
Tercera: El uso de oligómeros de quitosano también da lugar a un efecto sinérgico al formarse complejos conjugados con aminoácidos. Los ensayos de inhibición del crecimiento micelial contra patógenos responsables de las EMV y de la fusariosis han mostrado la mayor eficacia para el complejo conjugado COS-tirosina. Su viabilidad como tratamiento ha sido confirmada en ensayos de campo en ambos casos.
Cuarta: Los extractos hidrometanólicos de las partes aéreas de C. maritimum y D. carota, ricos en apiol y acetato de geranilo, respectivamente, pueden ser también utilizados contra fitopatógenos de la vid (X. ampelinus y D. seriata) y de otros cultivos leñosos (E. amylovora). En los ensayos in vitro, se corroborado que la conjugación de los constituyentes bioactivos de los extractos vegetales con oligosacáridos de quitosano conduce a factores de sinergia en el rango de 3,9-5,1. El amplio espectro de acción de ambos extractos facilita que puedan ser propuestos como sustitutos de los tratamientos basados en fungicidas de síntesis química.
Quinta: La modesta actividad antifúngica de los fitoquímicos identificados en los extractos de E. arvense y U. dioica, dos “sustancias básicas” conforme a normativa europea, también puede ser potenciada mediante conjugación con oligómeros dequitosano. El comportamiento sinérgico resultante ha sido evidenciado tanto in vitro - contra ocho hongos Botryosphaeriaceae, con valores de EC90 en el rango de 208-1000 μg/mL-1, como in vivo -con diferencias estadísticamente significativas en las necrosis vasculares causadas por N. parvum y D. seriata en plantas de vid inoculadas artificialmente-. El uso combinado de estas sustancias básicas puede proponerse como un tratamiento prometedor contra las EMV.
Sexta: Los efectos sinérgicos obtenidos a través de la conjugación de oligómeros de quitosano con sustancias bioactivas también pueden ser alcanzados –e incluso mejorados- mediante la utilización alternativa de glicósidos de esteviol. Este es el caso de la combinación de soluciones acuosas de esteviósido y soluciones alcohólicas de extractos de Silybum marianum (ricos en polifenoles), evidenciado contra hongos de las EMV y contra F. culmorum, tanto en ensayos in vitro como en ensayos de campo. También ha sido demostrada para flavonoides como la rutina, alcanzando total inhibición de la necrosis vascular en ensayos de campo contra hongos de la familia Botryosphaeriaceae. Obviamente, las combinaciones de oligomeros de quitosano y esteviósido con principios activos también proporcionan buenos resultados, confirmados in vitro contra Phytophthora cinnamomi.
Séptima: Los productos desarrollados, respetuosos con el medio ambiente y aptos para su uso en producción integrada, son altamente prometedores para abordar el reto de disminuir el uso abusivo de tratamientos fitosanitarios de origen químico en Agricultura, cumpliendo con los requerimientos de la Directiva europea 2009/128/CE (Art. 14) y su transposición al RD 1311/2012.

Para la tesis Laura Buzón Durán contó con los consejos y dirección de Pablo Martín Ramos y el aporte de Jesús Martín Gil como Tutor.

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