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Bioinsumo

02 de enero de 2023
Desarrollos e innovaciones a nivel global

Las sorprendentes herramientas de biocontrol para el futuro

Las sorprendentes herramientas de biocontrol para el futuro

Plantas que se defienden de agentes patógenos haciendo que se ataquen a sí mismos, péptidos que con solo una aplicación al año ayudan a los cítricos a enfrentar el enverdecimiento o el uso de veneno de araña para matar insectos; son algunas de las herramientas de control biológico en las que distintos laboratorios del mundo están trabajando para ofrecer más y mejores soluciones para los cultivos.

Consuelo Schwerter Téllez

Cuando se trata de controlar enfermedades en los campos, las moléculas químicas siguen contando con ventajas. En términos de eficacia, los agroquímicos tradicionales por sí solos logran mejores resultados que las nuevas alternativas biológicas. Estas, en cambio, a menudo requieren usarse en combinación con otras y usualmente son más caras de producir.

No obstante, es una situación que pronto podría revertirse, según sostiene la Dra. Denise Manker, investigadora de Bayer CropScience. En una charla online realizada por ella para las Series de Bioestimulantes y Biocontrol de Redagrícola, la científica estadounidense da respuestas a las preguntas: ¿Podemos aumentar la eficacia de los productos microbianos?, ¿Podemos reducir el costo para facilitar la entrada al mercado de estos productos microbianos?.

Manker, con títulos de química y biología de la Universidad de Florida, y un PhD en oceanografía de la Universidad de San Diego, dice que los agricultores son optimistas en torno a estas respuestas. Esto, a pesar de sus desventajas, según una reciente encuesta aplicada a productores de América Latina, Europa y EE UU, existe un gran número de agricultores que están utilizando o comenzando a incorporar agentes microbianos de biocontrol en sus planes de manejo agrícola, siendo muchos de ellos productores convencionales. Además, un 11% aseguró que no hay ninguna barrera que les impida utilizar productos biológicos en sus cultivos.

“Estamos viendo crecer el mercado y cada vez tenemos más interés por varias razones, entre las que también se incluye el hecho de que registrar nuevos productos de química sintética es cada vez más difícil en muchos lugares del mundo y hay menos herramientas disponibles. Por lo tanto, sabemos que el control biológico estará ahí para nosotros en el futuro, y necesitamos entender cuál es la mejor manera de mejorar en esta área”, expresa la investigadora, que se incorporó a Bayer en 2012, cuando la multinacional compra Agro Quest. Se desempeña como directora de desarrollo agronómico global en el sector de biológicos y experta en I+D. Debido a su línea de trabajo, se encuentra constantemente aprendiendo sobre las innovaciones y avances en biocontrol. “Es un mercado que ha agregado mucha ciencia en los últimos años”, comenta.

PROTECCIÓN A TRAVÉS DE LA RESISTENCIA INDUCIDA

Uno de los avances que destaca la Dra. Manker es lo que se está haciendo con los péptidos vegetales. Estas son pequeñas moléculas de aminoácidos unidas a través de enlaces peptídicos que tienen varios efectos sobre las plantas. Al empapar un organismo vegetal con estos compuestos, puede activar la resistencia inducida de las plantas, otorgándole protección total frente a lo que se está defendiendo. “Este no es un concepto nuevo, pero es la primera vez que veo productos de diferentes compañías con enfoques como los péptidos y las enzimas que ofrecen una eficacia muy alta en términos de actividad contra enfermedades y enfermedades de las plantas”, explica.

Muchos insumos de biocontrol son productos de contacto, es decir, necesitan relacionarse con la plaga o enfermedad para actuar. “Cuando se activa el sistema de defensa de la planta, se activa en toda la planta. El péptido, enzima o compuesto de señalización indica a la planta que active su propio sistema, que luego se transmite a través de la planta y esto puede proporcionar una actividad de acción prolongada en el cultivo”, precisa.

Dicha actividad puede ser de amplio espectro y se puede observar que en las plantas se produce un aumento de la fuerza de las paredes celulares y las cutículas, un aumento en la producción de los distintos compuestos de la planta para prevenir infecciones, entre otras. Un mecanismo que llamó la atención de la Dra. Manker fue el uso de péptidos para combatir el enverdecimiento de los cítricos, devastadora plaga que se encuentra en el sistema vascular de las plantas y que, hasta ahora, no tiene cura.

El péptido actuaba aumentando considerablemente la producción de frutos de árboles infectados, al ser aplicado una vez por temporada. “Estaban viendo un aumento del Brix, una mayor producción de frutos y árboles más sanos con una sola aplicación en un año de este péptido. También tenían muchos datos de campo sobre otras enfermedades, como el Cancro de los cítricos y la enfermedad de la caída de la fruta, patología fúngica. En esos ensayos demostraron una eficacia tan buena como la de los productos químicos”, comenta la experta.

Otra ventaja es que pueden ser producidos por microbios y sus enlaces se rompen fácilmente para que se descompongan como aminoácidos en el medio ambiente. La Dra. Manker también comenta que existe un nuevo producto a base de veneno de araña, que es una enzima o proteína y se utiliza para matar insectos, entregando altos niveles de protección frente a agentes patógenos.
Las combinaciones de ingredientes activos son muy complejas de modo natural, y es posible que busquen enzimas específicas que actúen sobre los insectos plaga, pero no sobre mamíferos. “Evitar este problema de toxicología y tener un producto que sea muy específico para la plaga objetivo y su tipo de proteínas y péptidos que pueden ser producidos por microorganismos y pueden registrarse como productos biológicos”.

“Ciertos Bacillus han desarrollado una especie de abrigo alrededor de la espora para transportar enzimas y péptidos de manera estable”.

ESTABILIZACIÓN DE PÉPTIDOS Y ENZIMAS

Un desafío limitante de los péptidos y enzimas, en palabras de la Dra. Mankel, es su rápida descomposición. Esto es beneficioso para el medio ambiente y al momento de registrar los productos, pero se convierte en un problema para los productores cuando quieren mantenerlos en las plantas el tiempo suficiente para que causen un efecto.

Existen ciertos Bacillus, como Bacillus subtilis o Bacillus thuringiensis, que han desarrollado una especie de abrigo por fuera de las esporas para transportar enzimas y proteínas, que la científica ejemplifica como una pelota de tenis rodeada de pelusas. “El propósito de esto es la estabilización y tienen esto que llamamos pantalla de esporas en la parte exterior de la espora, donde pueden pegar enzimas, péptidos y proteínas, estabilizándolos para que no se descompongan hasta que alcancen su objetivo”.

“La enzima Dicer rompe el ARN de doble hebra generando pequeños RNA de interferencia (siRNA) que luego se unirán al mRNA para su degradación”.

INTERCAMBIO GENÉTICO NATURAL

Los fitomejoradores de todo el mundo cruzan fácilmente diferentes plantas de la misma especie para resaltar ciertos rasgos que desean reproducir. Estos cruces ocurren incluso entre reinos completamente distintos de la biología. Un ejemplo con camote muestra que el tubérculo contiene ADN de Agrobacterium porque realizan el intercambio naturalmente. Observar esto mostró el camino para desarrollar productos de biocontrol microbiano basados en péptidos y enzimas.

“Tenemos una técnica para utilizar un enfoque muy seguro para el medio ambiente con péptidos, enzimas o proteínas que podemos unir a la capa de esporas de un bacilo para llevarla al objetivo y, en muchos casos, el registro de este tipo de productos se considera no modificado genéticamente porque pueden hacerlo de forma natural”, agrega la especialista.

ARNi PARA EL SILENCIAMIENTO DE GENES

Al igual que el intercambio genético antes mencionado, el ARN interferente o ARNi sucede de manera natural en las plantas. En pocas palabras, se trata de silenciar genes esenciales para la sobrevivencia de, en este caso, una plaga. La mayoría de organismos poseen ARN mensajero (ARNm) monocatenario o de una hebra que traduce el ADN de los organismos en proteínas esenciales para muchas funciones.

“Estos ARN monocatenarios circulan y producen proteínas a partir del ADN bicatenario de los organismos. Pero los virus tienen ARN mensajero bicatenario, y cuando infectan a los organismos debido a los propios sistemas de defensa que se han desarrollado y ya sea en insectos, bacterias o mamíferos, se han ideado mecanismos para reconocer estas moléculas de ARN bicatenario como algo extraño y algo para destruir”, explica la Dra. Manker.

Cuando un organismo mediado por ARNi entra en contacto con ARNm bicatenario, lo reconoce, ataca y destruye en pequeños pedazos. La técnica para transformarlo en un efectivo método de biocontrol es identificar una secuencia de material genético de la plaga que sea fundamental para su supervivencia y luego crear una secuencia de ARNm bicatenario que coincida con la de la plaga.
“Es una forma muy técnica de hacer que el insecto se ataque a sí mismo porque no reconoce su propia maquinaria y la descompone en pequeños pedazos”, comenta Denise Manker.

EL FUTURO DEL BIOCONTROL

Desde la multinacional alemana están seguros que la industria de los biocontroladores seguirá evolucionando y cada vez se desarrollarán más soluciones para los cultivos. Su sede europea, adscrita al Pacto Verde de la UE, es un ejemplo de esto. La reducción en el uso de productos químicos tradicionales es una tendencia global y en Bayer buscan también hacer cambios en sus prácticas para incluir más productos biológicos a su portafolio.

“Una de las cosas que queremos hacer es poder ofrecer tantas herramientas como sea posible a los productores, para lo que estamos formando asociaciones con varias empresas diferentes para poder añadir nuevos y más productos a nuestra cartera”.

El enfoque está en ver qué pueden hacer en términos de acción microbiana frente a los grandes desafíos de la agricultura. “Es posible que no solo se trate de controlar las plagas y las enfermedades, sino también de tratar temas como el cambio climático y el secuestro de carbono en la agricultura. Por lo tanto, lo que estamos haciendo es transformar nuestro negocio de productos biológicos para ampliar nuestra cartera y ofrecer realmente más productos a los productores basados en la ciencia”, explica la Dra. Manker.

El modelo de trabajo que quieren practicar es la búsqueda de socios estratégicos para centrarse en el desarrollo y comercialización de productos de primera clase en el mercado. “Trabajaremos con varias empresas diferentes en varios lugares diferentes para añadir más productos a nuestra cartera y tener un modelo que nos permita acceder a todas estas nuevas tecnologías de las que he hablado. Tener una mente abierta para preferir productos que puedan registrarse como control biológico o bioestimulantes para ayudar a los productores a afrontar los desafíos que enfrentan y a gestionar prácticas sostenibles”, afirma la experta.

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