ALGAEMICRO: EL NUEVO PROYECTO DE I+D DE FICOSTERRA FINANCIADO POR EL CDTI
junio 19, 2024
Giberelinas: clave en el desarrollo de cultivos
julio 9, 2024Las fitohormonas son moléculas producidas por las plantas que actúan como mensajeras químicas. Estas hormonas regulan procesos cruciales como el crecimiento, la defensa contra patógenos y la tolerancia al estrés. Existen varios tipos de fitohormonas, incluyendo auxinas, giberelinas, citoquininas, ácido abscísico y etileno. Cada una desempeña roles específicos en el desarrollo y la fisiología de las plantas.
Tipos de
Fitohormonas
Las fitohormonas son esenciales para la coordinación del crecimiento y desarrollo de las plantas. Existen varios tipos, cada una con funciones específicas y vitales para distintos procesos fisiológicos.
Auxinas
Las auxinas son un tipo de fitohormona que desempeña múltiples roles en el desarrollo vegetal.
Formación de raíces adventicias: Son cruciales en la formación de raíces nuevas a partir de partes no radiculares de la planta.- Elongación celular en el tallo: Estimulan la elongación celular, fundamental para el crecimiento longitudinal de la planta. Regulan genes específicos que controlan la expansión de la pared celular.
- Dominancia apical: Controlan la dominancia apical, donde el brote principal inhibe el crecimiento de brotes laterales, garantizando que la planta crezca principalmente en altura.
- Tropismos en las plantas: Juegan un papel en los tropismos, movimientos de orientación de la planta en respuesta a estímulos externos como la luz (fototropismo) y la gravedad (gravitropismo).
Giberelinas
Las giberelinas regulan diversos aspectos del crecimiento y desarrollo de las plantas.
- Elongación del entrenudo: Promueven la elongación del entrenudo, resultando por lo que hacen crecer la longitud de los tallos.
- Juventud y sexualidad de las flores: Influyen en la determinación de la juventud y la sexualidad de las flores.
- Crecimiento y germinación de las semillas: Son vitales para la germinación de las semillas, desencadenando cascadas de señalización que permiten la ruptura de la dormición y el inicio del crecimiento de la plántula.
Citoquininas
Las citoquininas intervienen en numerosos procesos celulares y del desarrollo de las plantas:
- Morfogénesis de tallos y raíces: Regulan la formación y el crecimiento de estas partes, en colaboración con las auxinas.
- Maduración de cloroplastos: Están implicadas en la maduración de cloroplastos, esenciales para la fotosíntesis y el metabolismo energético.
- División celular: Promueven la división celular en los tejidos meristemáticos, facilitando el crecimiento y la diferenciación celular.
Ácido Abscísico (ABA)
El ácido abscísico es crítico para la respuesta de la planta a situaciones de estrés y para la regulación de varios procesos de desarrollo.
- Regulación del crecimiento: Inhibe procesos de crecimiento excesivos en situaciones de estrés, favoreciendo la conservación de recursos.
- Apertura estomática: Controla la transpiración y el intercambio de gases, vital para responder al estrés hídrico.
- Maduración y dormición de semillas: Juega un papel central en la maduración de semillas y en la inducción de su dormición.
- Interacción con giberelinas en germinación: Regula el equilibrio entre la dormición y el crecimiento durante la germinación de las semillas.
Etileno
El etileno es una fitohormona gaseosa que interviene en diversas respuestas adaptativas y procesos de maduración de la planta.
- Producción de etileno: Se produce en respuesta a señales ambientales y fisiológicas, regulando múltiples procesos de desarrollo.
- Respuesta geotrópica: Ayuda a orientar los órganos de la planta en respuesta a la gravedad.
- Inhibición del crecimiento: Puede actuar como inhibidor del crecimiento en ciertas condiciones, ayudando a la planta a adaptarse a situaciones adversas
Funciones de
las Fitohormonas
Regulación del crecimiento
y desarrollo
Las fitohormonas son fundamentales para la regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas. Controlan la división y elongación celular, la diferenciación de tejidos y la morfogénesis, permitiendo que las plantas desarrollen estructuras adecuadas y funciones específicas en respuesta a diferentes condiciones ambientales.
Respuesta al estrés
Las fitohormonas juegan un papel crucial en la respuesta de las plantas a condiciones de estrés, ayudándolas a adaptarse y sobrevivir en entornos adversos, como la sequía y las temperaturas extremas.
- Estrés hídrico: El ABA es clave en la respuesta al estrés hídrico, promoviendo el cierre de los estomas para reducir la pérdida de agua.
- Temperaturas extremas: Auxinas y giberelinas regulan el crecimiento bajo condiciones de calor o frío, ajustando el metabolismo y la tasa de crecimiento de las plantas.
Defensa frente a patógenos
Las fitohormonas son esenciales en la defensa de las plantas frente a patógenos, activando respuestas inmunológicas que protegen contra enfermedades causadas por bacterias, hongos y virus.
- Ácidosalicílico (SA) yácido ácido jasmónico (JA): el primero (SA) se asocia con la resistencia sistémica adquirida, mientras que JA está involucrado en la respuesta local contra patógenos y herbívoros.
Fitohormonas Sintéticas
y Fitohormonas Naturales
Sintéticas
Son compuestos químicos diseñados para imitar la acción de las fitohormonas naturales, utilizados intensivamente en la agricultura para regular el crecimiento y mejorar el rendimiento de los cultivos. Las más importantes son:
- El ácido naftalenoacético (ANA) Un análogo sintético de las auxinas.
- El paclobutrazol: regulador del crecimiento vegetal cuya principal acción es inhibir la biosíntesis de giberelinas (hormonas vegetales que promueven el crecimiento del tallo y otros procesos de desarrollo en las plantas).
Al inhibir estas hormonas, el Paclobutrazol ayuda a controlar y limitar el crecimiento excesivo de las plantas.
Bioestimulantes naturales
Mezclas complejas de compuestos derivados de fuentes biológicas que promueven el crecimiento de las plantas y mejoran su resistencia al estrés.
- Extractos de plantas: Ricos en fitohormonas y vitaminas, utilizados para estimular el crecimiento de raíces y mejorar la absorción de nutrientes.
- Fitohormonas de origen marino: Las fitohormonas de origen marino desempeñan un papel fundamental en la coordinación de los procesos de crecimiento y comportamiento en los ciclos de vida de las plantas. Promueven el crecimiento apical de la planta durante todas sus etapas fenológicas. Sirven como molécula de señalización para el desarrollo de los órganos de las plantas y para la regulación y coordinación del crecimiento
Sin embargo, los productos disponibles hoy en el mercado aún no alcanzan la eficiencia deseada. La mayoría de ellos no contienen, por ejemplo, ácido indolacético (AIA, hormona auxínica por excelencia) o lo incluyen en concentraciones muy bajas (1 ppm o menos), lo que explica en gran medida su baja efectivad. Por ello el agricultor tiene que recurrir a realizar un mayor número de aplicaciones o las tiene que realizar junto a otros productos de origen sintético, encareciendo de forma muy significativa este proceso.
El agricultor se encuentra con una brecha entre el márketing que crea un alto nivel de expectativas y los escasos resultados obtenidos por parte de los productores. La razón de ello se encuentra muy posiblemente en las bajas concentraciones de hormonas que ofrecen los actuales productos biológicos.
El reto del mercado está en abordar unos nuevos métodos de extracción que garanticen altas concentraciones de fitohormonas sin suponer un alto coste para los productores, pues cada vez más se enfrentan a márgenes económicos más reducidos.
Fitohormonas de origen marino, extraídas por Ficosterra
El departamento de I+D de Ficosterra ha logrado desarrollar una exclusiva técnica de extracción de auxinas (AIA) a partir de las algas marinas de la familia Laminariaceae. Este sistema pionero garantiza una muy alta concentración de auxinas naturales (ácido indolacético) a partir de esta materia prima. Las algas pardas de la familia Laminariaceae se caracterizan por ser una de las algas más grandes del mundo y por tener una muy rápida e intensa capacidad de crecimiento y almacenamiento de nutrientes.
La tecnología desarrollada por Ficosterra y denominada Total Recovery Deployment (TRD, por sus siglas en Inglés) logra la extracción de determinadas sustancias presentes en las células de estas algas, a temperatura ambiente y sin elementos químicos. Para ello emplea un solvente gaseoso que consigue preservar la pureza e integridad de fitohormonas naturales como las auxinas (ácido indolacético).
Esta tecnología logra obtener insumos con concentraciones de AIA superiores a 10 ppm (pudiendo alcanzar hasta 15 ppm) lo que posibilitará el reemplazo de las fitohormonas de origen químico por las de naturaleza biológica, garantizando en todo momento los mismos resultados y mismos costes.
La tecnología TRD está cuantificada y validada por el Consejo Superior de Investigaciones del Gobierno de España y su singularidad la ha hecho merecedora de un Sello de Excelencia de la Unión Europea. Cuenta con una financiación de 1.100.000€ del Centro para el Desarrollo y la Innovación del Gobierno de España para su desarrollo y comercialización.
Conclusión
Las fitohormonas desempeñan un papel crucial en la fisiología vegetal y tienen aplicaciones significativas en la agricultura moderna. Su estudio y utilización continúan evolucionando, ofreciendo nuevas oportunidades para mejorar la productividad y sostenibilidad de los cultivos. Con el avance en la biotecnología y la investigación continua, las fitohormonas seguirán siendo una herramienta vital para la agricultura del futuro.
Preguntas frecuentes
sobre Fitohormonas
¿Qué son las fitohormonas y cuál es su función principal?
Las fitohormonas son moléculas producidas por las plantas que actúan como mensajeras químicas. Regulan procesos cruciales como el crecimiento, la defensa contra patógenos y la tolerancia al estrés. Cada tipo de fitohormona desempeña roles específicos en el desarrollo y la fisiología de las plantas.
¿Cuáles son los principales tipos de fitohormonas y sus funciones?
Los principales tipos de fitohormonas y sus funciones son:
Auxinas:
– Formación de raíces adventicias.– Elongación celular en el tallo.– Dominancia apical.– Tropismos (fototropismo y gravitropismo).
Giberelinas:– Elongación del entrenudo.
– Juventud y sexualidad de las flores.– Crecimiento y germinación de las semillas.
Citoquininas:
– Morfogénesis de tallos y raíces.
– Maduración de cloroplastos.
– División celular.
Ácido Abscísico (ABA):
– Regulación del crecimiento.
– Apertura estomática.
– Maduración y dormición de semillas.
Etileno:
– Respuesta geotrópica.
– Inhibición del crecimiento.
– Maduración de frutos.
¿Cómo se producen y distribuyen las fitohormonas en las plantas?
Las fitohormonas se producen en diferentes partes de la planta como raíces, tallos, hojas y frutos. Se distribuyen a través del floema y el xilema, y su producción se regula por factores internos y externos, permitiendo una respuesta adaptativa precisa.
¿Cómo interactúan las diferentes fitohormonas entre sí?
Las fitohormonas interactúan entre ellas para regular el crecimiento y desarrollo vegetal de manera coordinada. Estas interacciones pueden ser sinérgicas o antagónicas. Por ejemplo, las auxinas y citoquininas colaboran en la promoción de la división celular, mientras que el ácido abscísico y las giberelinas tienen efectos opuestos sobre la germinación de semillas.
¿Qué aplicaciones tienen las fitohormonas en la agricultura?
Las fitohormonas tienen varias aplicaciones agrícolas:
Reguladores de Crecimiento Sintéticos:
– Ácido naftalenoacético ANA, un análogo sintético de las auxinas.
– Paclobutrazol, inhibidor de la biosíntesis de giberelinas.
Bioestimulantes Naturales:
– Extractos de plantas y algas, que contienen citoquininas, auxinas y giberelinas, usados para estimular el crecimiento y mejorar la resistencia al estrés .
¿Qué innovaciones recientes existen en el estudio de fitohormonas?
Las investigaciones recientes han identificado nuevas moléculas que actúan como fitohormonas y han mejorado la comprensión de sus mecanismos de acción. Las técnicas de secuenciación y análisis genómico han permitido la identificación de receptores y mecanismos de acción específicos. Además, la biotecnología ha facilitado la generación de plantas transgénicas y el uso de microorganismos benéficos que producen fitohormonas .
¿Cómo impactan las fitohormonas en la mejora de cultivos?
Las innovaciones en fitohormonas han llevado al desarrollo de nuevas estrategias para aumentar la producción de alimentos, especialmente en condiciones extremas. Los reguladores de crecimiento sintéticos y bioestimulantes naturales han optimizado el desarrollo de cultivos y mejorado la resistencia al estrés, promoviendo un crecimiento sostenible y eficiente .
Para obtener más información sobre las fitohormonas y sus aplicaciones en la agricultura, consulta con expertos agrónomos o investiga productos específicos que contengan estas fitohormonas.