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Dr. Thomas Fleming (Universidad de Queen’s Belfast): “Comprender el modo de acción de los bioestimulantes es fundamental para el buen asesoramiento a los clientes y para desarrollar formulaciones más eficaces”

Hablamos con el Dr. Thomas Fleming, investigador postdoctoral en el Instituto para la Seguridad Alimentaria Global de Queen’s University Belfast (Irlanda del Norte), sobre la investigación de Tradecorp en colaboración con la Universidad de Queen’s Belfast (Irlanda del Norte) para analizar el desempeño y el modo de acción de diferentes tipos de bioestimulantes. 

 

P. – La investigación que están desarrollando en colaboración con Tradecorp es amplia y minuciosa, e incluye un amplio número de variables en el análisis. Cuando iniciaron esta investigación en 2015, ¿cuáles fueron los principales objetivos que se plantearon? ¿Qué expectativas se planteaban para este estudio?

R. – En mi primera presentación al equipo de I+D de Tradecorp, yo estaba colaborando en un proyecto de Horizonte 2020 de la UE titulado “Biofectors” que incluía el estudio de los efectos de los bioestimulantes en cultivos estresados. Entonces, decidimos diseñar un breve proyecto de investigación de un año para identificar los modos de acción de los bioestimulantes de Tradecorp utilizando la planta modelo de laboratorio, Arabidopsis thaliana.

Comprender el modo de acción de los bioestimulantes es fundamental para el buen asesoramiento a los clientes y para desarrollar formulaciones más eficaces. El organismo que seleccionamos es una planta modelo de laboratorio llamada Arabidopsis thaliana, que se puede utilizar para investigar una amplia gama de procesos biológicos, en parte debido a su pequeño tamaño, ciclo de vida corto y similitud genética con muchos cultivos.

Nuestros principales objetivos fueron: primero, realizar pruebas de eficacia de los bioestimulantes para inducir tolerancia a la sequía en A. thaliana; en segundo lugar, realizar análisis fisiológicos y bioquímicos más detallados sobre la dosis de aplicación óptima identificada para cada bioestimulante; finalmente, evaluar los genes que responden en las plantas tratadas con bioestimulantes, para identificar las vías biológicas “estimuladas” por el producto bioestimulante.

Tras el proyecto de un año, habíamos determinado varios aspectos clave relacionados con las dosis de aplicación requeridas para mejorar la tolerancia de las plantas a la sequía, y varias de las principales vías moleculares y biológicas que los bioestimulantes activan en las plantas. Esta información está demostrando ser crítica para nuestra comprensión actual de cada uno de los bioestimulantes evaluados y nos permite descifrar cómo los componentes de los productos comerciales están actuando en sinergia para inducir la tolerancia a la sequía.

 

P. – Aunque el gran boom en el mercado de los bioestimulantes es relativamente reciente, existe un gran interés por parte de la industria por conocer más sobre este segmento y desarrollar nuevas soluciones y tecnologías que maximicen el rendimiento de los cultivos y que permitan a las empresas fabricantes diferenciarse de su competencia. ¿Cuál diría que es el principal elemento diferenciador de este estudio en relación con otras investigaciones ya existentes en el sector? 

R. – Un “bioestimulante” es un término relativamente amplio que describe una amplia gama de sustancias químicas y/u organismos biológicos capaces de mejorar el crecimiento de las plantas. Es importante destacar que los bioestimulantes ofrecen una forma natural de mejorar el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés, que antes solo podría lograrse mediante programas de mejora o modificación genética.

Muchos fabricantes producen sus propias marcas a partir de materiales con un origen similar y, en general, las comercializan basándose en investigaciones que destacan el aumento del rendimiento y/o de la calidad de los cultivos. Sin embargo, estos estudios solo llegan a identificar los beneficios económicos del uso del producto, y ayudan poco a la hora de entender cómo el producto logra el mejor rendimiento y/o calidad. Nuestra investigación tiene como objetivo profundizar en los mecanismos genéticos y moleculares subyacentes mediante los cuales los bioestimulantes favorecen el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés ambiental.

Otro elemento diferenciador de nuestro trabajo implica un aspecto biológico de las plantas, conocido como “defense priming”. Este es un estado fisiológico en el que una planta puede ser inducida (por medios naturales o químicos) a un estado superior de preparación para un reto futuro de estrés ambiental.

Hay muchos procesos bioquímicos involucrados en el “priming”, pero nos hemos centrado en los mecanismos genéticos. La ciencia fundamental detrás del “priming” involucra la epigenética, y puede explicar cómo la expresión génica difiere entre las plantas “preparadas” (primed) y las plantas que no lo están.

Durante muchos años, los agrónomos han documentado los beneficios visibles del “priming”, al que a menudo se refieren como “acondicionamiento de la planta”. Comprender estos mecanismos genéticos nos permitirá identificar específicamente qué vías biológicas activan los bioestimulantes y, así, favorecer el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés.

 

P. – Como comentábamos antes, se trata de una investigación amplia y detallada, que no sólo ha puesto su foco en el estudio de los productos finales, sino también en el análisis de los componentes de estos productos de forma individualizada y cómo estos activan determinados mecanismos en las plantas. ¿Hay algún hallazgo que se haya obtenido de esta investigación que considere que pueda determinar de alguna manera la forma en que se utilizarán los bioestimulantes en el futuro?

R. – Nuestro trabajo ha resaltado la importancia de la compleja naturaleza multicomponente de los productos comerciales. Muchos de los productos se producen a partir de extractos naturales, por ejemplo, la gama de productos de algas Ascophyllum nodosum. Cuando comenzamos a investigar la naturaleza bioactiva de estos productos e identificar cómo actúan en la planta, es extremadamente difícil determinar con seguridad cuáles de los compuestos (de varios cientos) son beneficiosos.

Al dividir los productos finales en sus componentes principales, podemos comparar los efectos sinérgicos o antagónicos de cada componente de forma independiente, determinando así su importancia general dentro del producto completo. Nuestros hallazgos han sido exitosos en la identificación de la importancia de varios componentes químicos, y confiamos en que puedan ser utilizados para desarrollar formulaciones mejoradas que tendrán un mayor impacto en los cultivos.

 

P. – La segunda fase de la investigación se cierra en los próximos meses. ¿Han definido nuevas etapas para continuar con la investigación que están llevando a cabo con Tradecorp?

R. – Al combinar información de experimentos de laboratorio y ensayos de campo, hemos progresado significativamente en la comprensión de los tiempos de aplicación óptimos de cada producto para lograr una eficaz gestión del estrés y tolerancia al estrés en los cultivos. Del mismo modo, nuestros estudios genéticos han indicado varios de los mecanismos y vías clave por los cuales los bioestimulantes inducen tolerancia al estrés abiótico.

La importancia de los hallazgos de nuestra investigación hasta ahora nos ha permitido desarrollar un posicionamiento claro del producto y comprender algunos de los modos de acción en la planta. Sin embargo, un escenario común en el progreso de la I+D es el descubrimiento de observaciones nuevas o inesperadas, que plantean más preguntas que requieren un escrutinio científico. En nuestra próxima fase de este trabajo continuaremos descifrando modos de acción, desarrollando nuevos productos para escenarios de estrés específicos y mejoraremos la eficacia de los productos actuales. También buscaremos ampliar nuestra investigación para abordar el estrés abiótico además de la sequía.

 

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