Por muchos cuidados que aportemos a nuestros cultivos, no siempre estos se van a desarrollar en condiciones óptimas.  Existen una serie de condicionantes que les afectarán  produciéndoles situaciones de estrés.

Como todo ser vivo, las plantas están sometidas a la influencia de las condiciones climáticas y a la incidencia de otros organismos vivos. Estos factores de influencia sobre las plantas provocan situaciones de estrés que hacen que las respuestas de las plantas varíen desde modificaciones físicas hasta cambios a nivel fisiológico y/o bioquímico, con el único fin de mantenerse con vida (Larcher, 1995).

Podemos definir el estrés de las plantas como cualquier tipo de situación adversa que les afectan tanto a nivel fisiológico como bioquímico, es decir, que la presencia de un factor externo a la planta ejerce una influencia negativa sobre su desarrollo óptimo. Aunque el estrés es un concepto relativo, ya que una determinada situación medioambiental puede resultar estresante para una especie y no para otras.

Si bien, no deja de sorprendernos como los vegetales son capaces de adaptarse a los cambios para conseguir prosperar, en el caso de la agricultura este esfuerzo de la planta conllevará  irremediablemente una disminución en la cantidad y calidad de la producción.

Y es que este estrés se va a producir en mayor o menor medida en los ciclos de nuestros cultivos, por ese motivo nuestro principal objetivo es minimizarlo.

Podemos dividir los factores de estrés vegetal en dos clases:

Factores bióticos: Por la acción de seres vivos.

  • Grandes y pequeños animales
  • Otras plantas
  • Insectos
  • Bacterias, hongos y virus
  • Nematodos

Factores abióticos: Físicos y químicos.

  • Sequia (estrés hídrico)
  • Exceso de sales en el suelo (estrés salino)
  • Calor, frio y congelación (estrés por temperaturas extremas)
  • Luz
  • Encharcamiento e inundación (estrés por anaerobiosis)
  • Estrés por contaminantes medioambientales (CFC, ozono, herbicidas, metales…)
  • Deficiencia en elementos minerales (estrés nutricional) o Viento, suelo compacto… (estrés mecánico)
  • Lesiones o heridas

Frente a todos estos tipos de estrés, la planta desarrolla mecanismos de resistencia que le ayuden a mitigarlos. Podemos definir, por tanto, la resistencia al estrés, como la capacidad de una planta para resistir, evitar y escapar a los estímulos ambientales negativos o poder permanecer bajo un estado particular de estrés sin que su fenotipo se vea modificado de manera significativa.

Son manifestaciones fenotípicas de estrés las deformaciones como el amarillamiento, manchas, necrosis, etc. Otras menos obvias requieren técnicas especiales para su detección, como la baja asimilación enzimática, inducción a transmisión de genes, cambios en la composición química, etcétera.

Ya hemos visto que factores bióticos, tales como ataques de insectos herbívoros, enfermedades causadas por hongos y bacterias patógenas y virus transmitidos por vectores (nematodos por ejemplo), producen en la planta unas condiciones de estrés que conllevarán, si no a la muerte de la planta, sí a una merma productiva y/o de calidad.

Estos daños atribuidos a organismos fitopatógenos son comunes en cultivos agrícolas y a nivel mundial, ocasionando importantes pérdidas económicas anualmente (Zamudio-Moreno et al., 2015).

Cualquier infección en tejido vegetal comienza cuando el agente patógeno penetra en el hospedador. Según la naturaleza del agente patógeno, éste se clasifica como (Glazebrook, 2005):

  • Organismo biotrófico, si invaden la planta por aperturas naturales y no causan la muerte celular de su huésped, por lo que no presentan síntomas evidentes de infección en un corto plazo.
  • Organismo necrotrófico, si invaden la planta a través de heridas o de tejido muerto, matan las células y se alimentan de sus restos, causando síntomas necróticos evidentes en un corto plazo.
  • Organismos hemibiotróficos, si combinan ambas formas de invasión.

A nivel mundial, para disminuir los daños ocasionados por agentes fitopatógenos, se emplean cultivares resistentes desarrollados en los programas de mejora genética (Kobayashi et al., 2014). Para llevar a cabo estos programas existen tres fuentes de obtención de genes para proteger las plantas:

  1. Genes de resistencia natural.
  2. Resistencia derivada del patógeno.
  3. Resistencia conferida por otras fuentes, como la protección cruzada, uso de anticuerpos, silenciamiento postranscripcional de genes o resistencia mediada por bioestimulación.

Existe un extenso número de investigaciones que señalan que las plantas perfeccionan y aumentan su capacidad defensiva contra patógenos después de un estímulo apropiado, y este mecanismo de resistencia es regulado por una red de las vías de señalización de las hormonas ácido salicílico (AS), ácido jasmónico (AJ) y etileno (ET) que inducen la expresión de distintos conjuntos de genes (Gurunani, 2012). Las interacciones entre las vías de señalización están mediadas por dos formas de resistencia sistémica, la Resistencia Sistémica Adquirida (RSA, mediada por AS) y la Resistencia Sistémica Inducida (RSI, mediada por AJ y ET).

Algunas características en las que se pueden diferenciar RSA y RSI son que, en el caso de RSA, esta es inducida por un amplio número de elicitores bióticos (entre los que se encuentran los organismos biotróficos y hemibiotróficos) o abióticos, inducela producción de proteínas PR y utiliza vías de señalización que pueden involucrar al AS. Por otra parte, RSI se activa por agentes bióticos (incluidos los insectos herbívoros y los organismos necrotróficos), está potencializada por la interacción planta-PGPR, no involucra la síntesis de proteínas PR y la señalización la realiza a través de AJ y ET (Wang et al., 2009).

Actualmente nos encontramos con el continuo desarrollo de biofertilizantes o bioestimulantes cuyo fin es aumentar la resistencia de los cultivos frente al estrés y a la para ayudarles en su recuperación. Su fin es fomentar en las plantas los mecanismos fisiológicos necesarios para superar estas adversidades, además de aumentar significativamente la resistencia sistémica contra enfermedades y patógenos.

Desde el departamento técnico y de I + D de Cultifort, queremos hablaros de SPIRALIS Long Life y SPIRALIS ECO Long Life, fruto del desarrollo de una innovadora línea de I+D, la Biotecnología Defensiva Natural. Se trata de productos fertilizantes, convencional y ecológico respectivamente, formulados junto con un complejo de ácidos orgánicos y péptidos seleccionados, relacionados con algas verdes y rojas, que facilitan su asimilación por la planta y potencian el efecto bioprotector frente a diversos factores de estrés. Las moléculas endógenas defensivas sintetizadas inducen cambios estructurales en las paredes celulares de las plantas a nivel de su lignificación, constituyendo de este modo una barrera física frente al estrés. Su uso se recomienda cada 15 días, cuando se den situaciones de riesgo y en todo tipo de cultivos, para prevenir y superar condiciones de estrés.

REFERENCIAS

Glazebrook, J. Contrasting mechanisms of defense against biotrophic and necrotrophic pathogens. Annual Review Phytopatology., 2005;43(1):205-227.

Gururani MA, Venkatesh J, Upadhyaya CP, Nookaraju A, Pandey SK, Park SW. Plant disease resistance genes: Current status and future directions. Physiological and Molecular Plant Pathology. 2012;78:51-65.

Kobayashi KK, Sekine KT, Nishiguchi M. Breakdown of plant virus resistance: can we predict and extend the durability of virus resistance? Journal of General Plant Pathology. 2014;80(4):327-336.

Larcher, W.: Physiological Plant Ecology, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlang, 1995, p. 506.

Wang S, Wu H, Qiao J, Ma L, Liu J, Xia Y, Gao X. Molecular mechanism of plant growth promotion and induced systemic resistance to Tobacco Mosaic Virus by Bacillus spp. Journal of Microbiology and Biotechnology. 2009;9(10):1250-1258.

Zamudio-Moreno E, Ramírez-Prado JH, Moreno-Valenzuela OA, and López-Ochoa LA. Early diagnosis of a Mexican variant of Papaya meleira virus (PMeV-Mx) by RT-PCR. Genetics Molecular and Research. 2015;14(1):1145-1154.

 

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