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DEPARTAMENTO DE AGROBIOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
GRUPO DE ACTIV. QUÍMICOS DE LAS DEFENSAS NAT. DE LA PLANTA
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Sistema de screening para nuevos activadores de defensa Efecto del tratamiento con MSB en semilla frente al estrés salino  Huerto familiar de platanera en África afectado por marchitamiento vascular Test de elección en placa de Petri

PRESENTACIÓN

Los estreses bióticos (patógenos y plagas) y abióticos (salinidad,heladas, metales pesados, calor, etc) se encuentran entre las causas fundamentales de la pérdida de rendimiento de los cultivos. El conocimiento de los mecanismos de defensa que subyacen a la resistencia o tolerancia y, de como las plantas responden al estrés, podría ayudarnos a desarrollar alternativas de protección de nuestros cultivos sostenibles y respetuosas con el medioambiente para afrontar el reto que supone alimentar a una población mundial en constante crecimiento.


Las plantas son organismos sésiles, es decir, que no tienen la posibilidad de huir de un entorno hostil que tienen los animales. Por tanto, a lo largo de la evolución han tenido que desarrollar complejos mecanismos de defensa para poder sobrevivir y desarrollarse adecuadamente. Entre estos mecanismos, en los últimos años se ha descubierto que, al igual que los animales, las plantas son capaces de desarrollar mecanismos moleculares de “memoria del estrés”, de forma que, tras sobreponerse a un primer episodio de estrés (primer estímulo) desarrollan resistencia o tolerancia a sucesivos episodios de estrés, incluso no relacionados con el primero. Este fenómeno conocido como “priming” puede ser inducido en las plantas mediante la aplicación de algunas moléculas químicas no tóxicas. Además, este tipo de resistencia inducida a través de un priming no da lugar, en ausencia del mencionado segundo estímulo (un patógeno, daño mecánico por hervíboros, calor, etc), a una pérdida de energía, por lo que el rendimiento del cultivo no se ve afectado a consecuencia de los tratamientos y, en caso de que la planta se vea amenazada por un estrés, es capaz de resistirlo de forma más adecuada y a un menor coste energético.

Western blot PR1

 

 

 El Grupo de Investigación de Activadores Químicos de las Defensas Naturales de la Planta ha venido investigando, en los últimos veinte años, sobre la inducción de resistencia de las plantas a las enfermedades. Estas investigaciones hicieron posible el descubrimiento de nuevas propiedades de la Vitamina K3 (primera utilización terapéutica de la Vitamina K3 en la agricultura) y han dado origen al registro y publicación de 9 Patentes de Invención (entre 1993 y 2016, ver sección de Patentes) de las que es titular el CSIC. Los derechos sobre la explotación comercial de las patentes han sido licenciados por el CSIC a la empresa INVESCAN SL.

Estas patentes desarrollan una nueva tecnología basada en una de clase activadores químicos de las defensas naturales de la planta seguros desde el punto de vista medioambiental que son sistémicos, biodegradables, no pesticidas, así como inocuos para las personas, los animales y las propias plantas, a las dosis recomendadas para su uso en agricultura, floricultura, jardinería y plantas ornamentales.

Actualmente, el Grupo está llevando a cabo estudios de caracterización molecular de los mecanismos de priming activados en la planta por uno de los derivados hidrosolubles de la Vitamina K3, denominado MSB (menadiona sodio bisulfito), y relacionados con la respuesta de la planta al estrés biótico (activación de los mecanismos naturales de defensa frente a los ataques de patógenos y plagas), y al estrés abiótico (ver apartado de publicaciones y patentes de invención).

La transferencia a la industria de esta nueva tecnología del CSIC desarrollada por el Grupo, ha permitido la salida al mercado nacional e internacional de varios formulados comerciales para su uso en la agricultura, basados en el MSB.

HITOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES ALCANZADOS POR EL GRUPO

"En la lucha contra la enfermedad (Mal de Panamá) que más pérdidas ha ocasionado y ocasiona al cultivo del plátano (banana) en las zonas subtropicales de producción a nivel mundial, el Grupo de Investigación, utilizando composiciones basadas en las patentes desarrolladas por el mismo, ha conseguido por primera vez, en un siglo de lucha sin éxito de numerosos investigadores contra la enfermedad, prevenir y controlar el Mal de Panamá"

La enfermedad de marchitamiento de la platanera (banana) conocida como Mal de Panamá  figura entre las amenazas parasitarias que mas pérdidas económicas ocasiona a este cultivo a nivel mundial. No existe hasta el presente posiblidad de control químico ni de ningún otro tipo en el comercio internacional, excepto el control obtenido por las composiciones definidas por las patentes arriba señaladas, desarrolladas por el Grupo.

Recientemente, nuestro Grupo ha patentado una nueva aplicación del MSB, en este caso, para el control del psílido Trioza erytreae (psila africana) insecto vector de la bacteria Candidatus Liberibacter africanus que causa, principalmente en el continente africano, la más grave enfermendad de los cítricos conocida como Huanglongbing (HLB) (Ver apartado de patentes y publicaciones). La Trioza erytreae está establecida en las Islas Canarias desde 2002, pero el HLB no se ha establecido todavia. El MSB no mata al psílido vector, no es un insecticida. El MSB induce en el árbol tratado una activación mucho más intensa de sus mecanismos naturales de defensa frente al estrés producido por el ataque de la psila africana, que lo que lo hace el árbol atacado pero no tratado. La aparición de resistencia de la T. erytreae al MSB es altamente improbable, puesto que el MSB no impide ningún proceso que afecte al psílido, sino que por el contrario actua reforzando significativamente en la planta su complejo sistema natural de defensa. Los resultados que hemos obtenido en las Islas Canarias en condiciones de campo han sido realmente espectaculares. Los tratamientos preventivos con MSB impidieron al 100% la infestación de los críticos por la T. erytreae. En las parcelas ya infestadas por la psila africana en condiciones de campo, el MSB presentó efectos curativos también al 100%. El psílido vector americano y asiático, la Diaphorina citri, está provocando una espectacular dispersión de la bacteria causante del HLB en estos continentes y causando cuantiosas pérdidas económicas. Solamente en Florida las pérdidas económicas estimadas desde 2005 han sido de 3.6 billones de dólares. Recientemente, hemos iniciado ensayos en América para validar la eficacia del MSB frente a la D. citri y los resultados hasta la fecha, tras 11 meses de tratamiento, son muy prometedores.   

Después de tratadas con MSB se observan nuevos brotes foliares libres de Trioza coexistiendo con hojas viejas que fueron anteriormente infestadas con este psílido

COLABORACIONES CON OTROS GRUPOS DE INVESTIGACIÓN

Experiencias con plataneras en invernadero
Planta sana Planta con síntomas foliares del Mal de Panamá Corte longitudinal del rizoma enfermo de la planta central