Una nueva era en la agricultura

De niños escuchamos con mucho asombro el cuento de Juanito y los frijoles mágicos. En él se relata la pobreza en que vivían Juanito y su madre, pobreza que los llevó a vender la última vaca que tenían. Juanito fue al mercado a venderla y la canjeó por unas semillas de frijol. El ingenuo Juanito aceptó, pero al regresar a casa recibió una fuerte reprimenda y su madre tiró los frijoles al jardín. A la mañana siguiente Juanito fue a rescatar las semillas pero éstas ya habían germinado y crecido muchísimo. Se recomienda al lector releer el cuento para recordar las aventuras de Juanito, pero basta con lo anterior para enfocarnos en la siguiente pregunta ¿es posible que las plantas puedan crecer mucho más de lo normal?

p-08Todos realizamos el siguiente experimento en la primaria: colocar una semilla de frijol en un frasco con algodón y agua. Al cabo de una semana, la semilla se desarrolla y comienza a crecer una planta de frijol. ¿Qué le indujo a desarrollarse? Sabemos que las plantas necesitan fuentes de nitrógeno, fósforo y potasio, entre otros nutrientes. Pero, en el experimento, el frijol requirió solamente un poco de agua. Entonces, ¿cómo creció? Las semillas contienen los nutrimentos necesarios para obtener energía y transformarlos durante la germinación. Aunado a ello, dentro de las semillas se encuentran unos compuestos a los cuales se les ha llamado hormonas de crecimiento o fitohormonas; sin embargo, un nombre más apropiado es el de reguladores de crecimiento vegetal (RCV). Estos compuestos promueven el crecimiento y la división celular y hacen que en un tiempo corto la semilla se transforme en una planta sana y robusta. Las plantas siguen produciendo RCV, pero no indefinidamente pues si lo hicieran obtendríamos plantas gigantes, como las descritas en el cuento de los frijoles mágicos. Todos nos damos cuenta que los seres vivos crecen pero no infinitamente pero que el crecimiento es más vertiginoso en las primeras etapas de la vida y esto se debe a que tanto las hormonas de crecimiento animal y los reguladores de crecimiento vegetal se manifiestan en mayor cantidad en esas primeras etapas.

En los libros se reporta que en el reino vegetal existen varias familias de compuestos que actúan como RCV: auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscícico, etileno, jasmonatos y otros más. Éstos, en general, regulan el desarrollo vegetal, algunos promueven el crecimiento y otros lo detienen. De esta manera comprendemos cómo en el otoño algunas plantas dejan de crecer, se desprenden de las hojas e hibernan. A la llegada de la primavera, otros RCV actúan para proseguir con el crecimiento y así sucesivamente durante todos los años de su vida. Algunos otros RCV son empleados para ayudar a fijar las raíces y promover su crecimiento, otros auxilian a la planta a soportar medios adversos bióticos y abióticos. Las cantidades de RCV que producen las plantas son pequeñas. Algunos RCV se encuentran en miligramos/planta, a otros en microgramos/planta y otros, más potentes se producen a nivel de nanogramos/planta. Si recordamos que un nanogramo equivale a una milmillonésima parte de un gramo (0.000,000,001 g), es asombroso que cantidades tan pequeñas generen una actividad tan grande. A finales de los años 1970 se reportó la existencia de la familia de los brasinoesteroides (BS) que resultaron ser los compuestos más potentes de crecimiento vegetal entre los conocidos hasta entonces y que además, ayudan a generar múltiples acciones benéficas para la planta, como la resistencia a plagas, a soportar terrenos salinos, a generar más biomasa (raíces, tallos y hojas mejor desarrollados), más fruto e incluso se ha mostrado que varios BS actúan como anticancerígenos. En la práctica, los BS son una maravilla y se ha encontrado que si se aplican exógenamente a plantas normales éstas crecen mucho más que las no tratadas y su producción es también mayor. O bien, que si las semillas son embebidas (remojadas) con los BS, las semillas germinan más rápidamente y generan plantas más robustas. Y aún más, si las primeras hojas se rocían con BS, las plantas crecen aún más. O sea que las plantas sí pueden seguir creciendo más y más si se les adiciona el RCV adecuado. Por ello es muy conveniente aplicar RCV en cultivos de plantas forrajeras, como alfalfa, centeno, maíz, pues producirán más biomasa. En otros cultivos no es conveniente asperjar RCV en periodos sucesivos pues se afectan los periodos de floración y por tanto la formación de producto.

La importancia de los BS ha sido expuesta muy someramente, pero es suficiente para comprender que son muy importantes en el desarrollo de las plantas y por ello se les ha tratado de obtener por varias vías de síntesis pues su extracción de fuentes naturales es costosa y su rendimiento es bajo. Por otro lado, la síntesis química produce a la fecha cantidades limitadas por lo que son compuestos caros y solamente los grandes productores pueden pagar por ellas para introducirlas en los paquetes tecnológicos que aplican a sus cultivos.

En México, y particularmente en la Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, sintetizamos nuevos RCV empleando materias primas accesibles y relativamente menos costosas (Sandoval-Ramírez y Fernández-Herrera 2013). El camino de síntesis ha sido mejorado continuamente y permite obtener grandes lotes de una nueva familia de RCV, a la cual hemos nombrado 22-oxocolestanos. De ello se deriva una patente la cual se encuentra en trámite. Esta investigación es ahora compartida con el Cinvestav-Mérida. Los ensayos de los 22-oxocolestanos en cultivos como maíz, frijol y arroz se han llevado a cabo en el Laboratorio del Herbario y Jardín Botánico de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla bajo la supervisión de la Dra. Maricela Rodríguez Acosta. Estas pruebas se han realizado a nivel de laboratorio, invernadero y campo bajo procedimientos de operación estandarizados. Asimismo se han evaluado también jitomate, calabaza, plantas forrajeras como la alfalfa, maíz y plantas de ornato como la orquídea, cuyo periodo de floración toma hasta cuatro años en algunas especies, pero que con ayuda de nuestros compuestos puede llegar a reducirse hasta en 50 por ciento. Al igual que los BS, nuestros compuestos también son activos a nivel de nanogramos por planta y también generan mayor biomasa y fruto. Los hallazgos a la fecha muestran que mínimas cantidades de nuestros RCV promueven que las plantas sean más resistentes a diversos tipos de estrés. Algunos de nuestros compuestos incluso han presentado otras bioactividades como anticancerígena, antimicótica, antiinflamatoria y no son tóxicos. En fin, numerosas investigaciones están en ruta y sin duda nos darán más sorpresas. Estamos en la búsqueda de nuevos 22-oxocolestanos que ayuden a las plantas a contrarrestar los efectos adversos del cambio climático en cuanto a la sequedad, exceso de agua, altas y bajas temperaturas. En fin, con la aplicación de los diversos RCV y en particular los desarrollados en la BUAP-Cinvestav, se perfila una nueva era en la agricultura.

 

 

 

Referencia

Sandoval-Ramírez, J. y Fernández-Herrera, M. A. (2013). Síntesis de compuestos colestánicos promotores del crecimiento vegetal. MX/E/2013/047353.

 

chuysandoval@yahoo.com