alexa Biocontrol de plagas con sustancias aromáticas

Expertos del Cinvestav Unidad Irapuato buscan que cultivos de valor comercial como el frijol expresen compuestos aromáticos naturales que los protegen contra patógenos.

plagaOptimizar el rendimiento de cultivos y mejorar su resistencia ante las plagas sin utilizar sustancias tóxicas que ponen en riesgo al ambiente o la salud humana es posible si se activan en las plantas mecanismos de defensa natural que poseían sus ancestros silvestres.

Tal es el objetivo de expertos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Irapuato, quienes aplican procedimientos de cruza selectiva de especies para que cultivos de interés comercial, como el frijol o el maíz, puedan recuperar dichas cualidades, que en su mayoría se perdieron debido a la domesticación.

Este proceso —que comenzó hace unos 10 mil años— mejoró cualidades como el sabor, aroma, textura, contenido nutricional y, sobre todo, el rendimiento. Sin embargo, afectó el sistema inmune de las plantas: su capacidad para expresar rasgos que les sirven de defensas naturales ante plagas y enfermedades.

La emisión de ciertos olores así como la secreción de néctar en las hojas, son mecanismos que utilizan la mayoría de las plantas silvestres para defenderse. “Todos sabemos que al ser cortado, el pasto emite un olor muy peculiar, pero ¿quién se imaginaba que este olor sirve como señal de peligro para otras plantas?” se pregunta Martin Heil, investigador del Cinvestav Unidad Irapuato y principal encargado del estudio

Desde la Edad media se sabe que los humanos enfermos emiten olores muy típicos. Curiosamente, las plantas hacen lo mismo, explica Heil. Estos olores consisten de compuestos orgánicos volátiles (COV), los cuales juegan un papel muy importante en el sistema inmunitario de las plantas.

La función principal del néctar de hoja es atraer parásitos o depredadores. Estos insectos “benéficos” se alimentan de los insectos-plaga y así liberan a la planta de ellos (defensa indirecta).

Mediante pruebas en parcelas experimentales, Martin y sus colegas encontraron que los COV pueden jugar el mismo papel que el néctar de hoja al atraer insectos benéficos hacia las plantas que son atacadas por plagas. Además, algunos compuestos también tienen efectos repelentes o antimicrobianos (defensa directa).

“Encontramos que al activar la emisión de estos compuestos en el frijol, la planta creció más de 50%, su rendimiento se elevó 30% y sufrió mucho menor daño por insectos invasores y enfermedades”, explica el académico.

El titular del Laboratorio de Ecología de Plantas del Cinvestav-Irapuato refiere que el nivel de protección que observaron en el frijol contra las infecciones por hongos resultó sorprendente. Comparó el efecto de los compuestos orgánicos con el de los aceites esenciales que nos ayudan a combatir la gripa.

El papel “protector” de los compuestos orgánicos volátiles ha sido ampliamente descrito desde la década de 1980 por biólogos, ecólogos y expertos en botánica. Sin embargo, este conocimiento no ha sido aprovechado para mejorar los cultivos.

Por ello el científico del Cinvestav —quien publicará un artículo al respecto en la prestigiosa revista científica “Trends in Plant Science” (Tendencias en la Ciencia de las Plantas) el próximo 4 de octubre— considera que este campo de estudio abre una ventana de oportunidad para el desarrollo del control biológico aplicado a la agricultura orgánica.

Hay varios cultivos susceptibles de mejora mediante esta técnica, como tomate, tabaco, algodón, café, cacao y la mayoría de los árboles y arbustos fructíferos. Pero Martin Heil y sus colegas optaron por desarrollar el frijol mejorado debido a su valor económico, alimenticio y cultural en el país.

Otra alternativa para aprovechar el biocontrol en la agricultura orgánica y que puede beneficiar mucho a los campesinos es utilizar una producción basada en policultivos (varios a la vez), pues los investigadores del Cinvestav observaron que los COV también influyen en el crecimiento de las plantas en áreas circunvecinas. 

“Podemos combinar cultivares de frijol antiguo, que son altamente resistentes al hongo de la antracnosis pero poco productivos, con otros cultivares modernos muy productivos pero poco resistentes a las infecciones, ya que al sembrarlos en surcos alternados las características externas de uno se transfieren al otro”, propone el investigador. 

Una tercera opción es estudiar y aislar los COV para diseñar a partir de ellos emisores artificiales de aromas que puedan colocarse encima de las plantas para inducirles resistencia. El gran reto ahora es identificar a las combinaciones de rasgos defensivos que resultan más eficaces en las plantas silvestres para estimularlos en las aquellas orientadas al cultivo.