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ANTECEDENTES TECNICOS DE BIOREND
Inducción de resistencia en plantas a
enfermedades, insectos, nemátodos y al stress a través de una
formulación de Quitosano.
Introducción
El ataque de hongos, bacterias, virus, insectos y nemátodos a plantas cultivadas
representa una pérdida anual superior al 37% de la producción total, y el combate a través
de métodos químicos y genéticos (mejoramiento varietal), tiene algunas limitaciones
importantes, las que se han expresado en alteraciones del medio ambiente, fenómenos de
resistencia, mutaciones peligrosas, efecto en depredadores naturales, poca efectividad y
selectividad, estrecha cobertura e intensa relación entre organismos, genotipos, estructura
química y resistencia esperada. En vista de lo anterior se ha venido tratando de inducir en
las plantas mecanismos de defensa propios, aprovechando algunas alternativas existentes.
Una de las mejores alternativas de resistencia natural a patógenos y stress lo constituye la
pared celular de los vegetales, conformada, entre otros elementos, por lignina, taninos,
fenoles y celulosa, todos los cuales inhiben la penetración de patógenos a su interior
cuando están fortalecidos. La activación de ciertos genes de defensa de las plantas frente a
ataques externos es una opción que se ha explorado consistentemente, provocando cambios
físicos y bioquímicos en las plantas huéspedes, haciéndolas más resistentes a ataques
microbianos.
Entre los cambios físicos de la pared celular más deseados para lograr esta defensa, se
encuentran los que directamente afectan la acumulación de glicoproteinas ricas en
hidroxiprolina ( 1,2), la lignificación y suberización (3,4), la sedimentación calosa (5,6), y la
acumulación de compuestos fenólicos (7,8).
A continuación tenemos ejemplos de ensayos respecto a lo explicado anteriormente:
Formación de Calosa Elicitada por Quitosano
H.Kauss, W. Jeblick, A.Domard. Universitat Kaiserlautern Fachbereich Biologie y Universite Claude
Bernard, Laboratoire des materiaux plastiques et des biomateriaux. Planta(1989) Vol 178, Pag 385-392
Esta investigación evalúa las formaciones de calosas elicitadas en cultivos de células y
protoplasma de Catharanthus roseus. Se encontró que los oligomeros de Quitosano
producen una baja formación de calosa, la que aumenta grandemente con el Quitosano
normal(Poli d Glucosamina) y con su grado de polimerizacion, alcanzando su máximo
para Quitosanos de peso molecular cercano a 1 millón de Dalton y Desacetilizacion alta.
Elicitación de cinamil-hidrogenasa en la lignificacion de hojas de trigo
H.J.Mitchell, J.L.Hall, M.S.Barber. American Society of Plant Physiologists. Febrero 1994 Pag 551-556
Se estudio la inducción de Cinamil-hidrogenasa en relación a su papel en la regulación de
la composición de lignina inducida en los márgenes de las heridas de las hojas de trigo. El
tratamiento de estas heridas se efectúo con un Quitosano hidrolizado, parcialmente
desacetilizado, el cual elicitó la lignificaron en los márgenes de las heridas y produjo un
aumento significativo en la actividad de phenylalanine ammonia-lyase, peroxidase y
cinamil hidrogenasa. El aumento mas destacado ocurrió con la actividad de la Cinamilhidrogenasa, que aumento a valores aproximadamente 10 veces respecto del Testigo. Los
resultados mostraron que la inducción del Cinamil-hidrogenasa en los tejidos lignificantes
del trigo es predominantemente atribuible a los aumentos altamente localizados de esta en
los bordes de las heridas.
Algunos de los principales cambios bioquímicos en la pared celular, relacionados con
resistencias, son aquellos referidos a la biosíntesis y acumulación de fitoalexinas,
compuestos que no se presentan en las plantas sanas y que son tóxicos para bacterias y
hongos (9 - 12), la acumulación de inhibidores de proteinasas (9,13,14), y la liberación de
generadores oligosacáridos de origen vegetal (15). Además, las plantas acumulan una nueva
clase de proteínas denominadas “ proteínas patógenamente relacionadas” o proteínas PR,
en respuesta a los ataques de agentes patógenos (16 - 19).
Resistencia a Patógenos Por Quitinasa
Una de las proteínas relacionadas con resistencia a patógenos que más se ha estudiado, son
las enzimas líticas de Quitinasa, que juegan un importante y crítico papel en la defensa de
las plantas en contra de ataques de organismos externos. La razón de esta resistencia
obedece a la capacidad que tienen estas enzimas de digerir quitina y gluconasa -3 ß-1,
ambos componentes básicos de la pared celular de varios agentes patógenos de importancia
agrícola ( 17 - 19). Como también la quitina y gluconasa forman parte del exoesqueleto de los
insectos (y de algunos nemátodos), estas mismas enzimas líticas tienen también un efecto
inductivo de resistencia de las plantas contra estos organismos.
Además del efecto directo de las enzimas mencionadas en la digestión de la pared celular de
los patógenos, los fragmentos glicosídicos liberados, debido a esta degradación, actúan
como generadores de la biosíntesis de metabolitos anti stress en el huésped (20). Por lo
tanto, la quitinasa y la gluconasa -3 ß-1, parecen participar en la identificación de huéspedes
durante el ataque de agentes patógenos (21 -22).
Las enzimas de quitinasa catalizan la hidrólisis de la quitina
detectado tres tipos en las plantas.(26):
(23 -25),
de las que se han
Las quitinasas Clase I, son polipéptidos básicos y actúan como la quitina en las plantas,
presentando dos moléculas de lecitina con unión de quitina y un pequeño sector rico en
glicina (27).
Las quitinasas Clase II, similares a la de Clase I, pero sin el sector rico en glicina.
2
Las quitinasas Clase III, que incluyen las lizosimas (papaya, pepino, etc.), y no
contienen el sector rico en glicina y no tienen la unión de quitina (28,30).
Las propiedades antifungosas de las quitinasas vegetales han sido ampliamente demostradas
a través de varios bioensayos in vitro (31), demostrando esta propiedad en frejol a
concentraciones tan bajas como 2 microgramos. También, Mausch et al. (32) demostraron
que la combinación de quitina purificada inhibió a 15 de 18 hongos testeados. Además se
han determinado efectos similares con las quitinasas de la avena, maíz y trigo (33), del
chamico, tabaco y trigo (34) y de la goma arábica (35), las que inhibieron el desarrollo de
varios hongos.
Adicionalmente la incorporación de quitinasa del frejol purificada en el cultivo de
Rhizoctonia, origina zonas de inhibición próximas al punto de aplicación de la quitina (36).
Se descubrió que esta inhibición del crecimiento de los hongos aumentó mientras mayor fue
la concentración de quitina. La inhibición del crecimiento del hongo surge de la hidrólisis
con enzimas catalizadas de quitina recién formadas y ello resulta en la interrupción de los
ápices hifales del hongo (37). Un examen microscópico de las hifas del hongo Rhizoctonia
olani, al enfrentarlas con cierta dosis de quitina, mostró células líticas y abultadas,
retracción del plasmalema, disolución de la pared y filtraciones de protoplasma (38),
validando de esta manera el modo de acción de las quitinas descrito anteriormente. Estos
resultados permitirían concluir también que la quitinasa, por si sola, está lista para el ataque
de las hifas y presumiblemente ello es más efectivo, al estar presente en la periferia de las
células, causando la muerte de células de hifas de ciertos hongos.
Así como los estudios in vitro en las plantas superiores han demostrado las propiedades
antifungales de la quitina, recientes estudios, también in vitro, pero usando plantas
transgénicas, han entregado mayores antecedentes sobre el rol defensivo de este tipo de
compuestos en las plantas. Broglie & Broglie (39) demostraron que las plantas transgénicas
de tabaco con el gen de la quitinasa del frejol fueron resistentes al ataque del hongo
Rhizoctonia olani, que es un hongo del suelo sumamente patógeno y que produce la
descomposición de tallos y raíces provocando la caída de plantas o “dumping off” en
diferentes especies cultivadas de las familias de las leguminosas y solanáceas
especialmente. Las plantas de tabaco, con quitinasa originaria del frejol, presentaron un
superior crecimiento, raíces más vigorosas y menor daño causado por el hongo que las
plantas testigo. Asimismo, se encontro el mismo efecto positivo ante la presencia del hongo
Phytium, de características tanto o más patógenas que el anterior. Para un mejor
conocimiento se presenta a continuación ensayo efectuado por A. El Ghaoth.
Efecto de la aplicación de Quitosano para controlar Pythium e Inducir reacciones de
Defensa en Pepinos
Ahmed El Ghaouth, Joseph Arul, Jean Grenier, Nicole Benhamou, Aalin Asselin and Richard Belanger
USDA-ARS Appalachian Fruit Research Station, Kearneysville, WV, USA Departement de Science et
Tecnologie des aliments et Centre de Recherche, en Horticulture, Departement de Phytologie, Universite
Laval, Quebec , Canada, Publicado en The American Phytopathological Society en Marzo 1994, Vol 84,
Paginas 313-320
3
Esta investigación fue efectuada haciendo crecer una planta de Pepino contaminada con
Pythium aphanidermatum en una solución con nutrientes a la cual se le agrego Quitosano.
Como resultado se logro controlar la putrefacción de las raíces y accionar una serie de
respuestas defensivas, incluyendo la inducción de barreras estructurales en los tejidos
radiculares y la estimulación de enzimas antifungicas(Chitinase, Chitosanase y B-1,3glucanase) tanto en las raíces como en las hojas, sin producir ningún efecto tóxico en las
plantas.
También se han detectado resultados similares en la variedad de raps (canola) Westar, cuyas
plantas transgénicas procedentes de un gen de frejol, se defendieron exitosamente de
ataques del hongo Rhizoctonia (39).
Un trabajo reciente, realizado por Melchers et al. (40), demostró que las plantas de tomate
con la incorporación del gen con quitinasa presentaron un aumento significativo de
resistencia frente al hongo Fusarium xysporum, causante de la caída de plantas en almácigo,
concluyéndose nuevamente que la quitinasa inhibe el crecimiento del hongo. Otros trabajos
más completos son los siguientes:
Efecto de la aplicación de Quitosano para el Control de Fusarium en Tomate
Nicole Benhamou and George Theriault. Departement de Phytologie, Faculte des Sciences de l’agriculture
et de l’alimentation, Universite Laval, Saint-Foy, Quebec, Canada
Publicado Physiological and Molecular Plant Pathology en 1992 Pag 33-52
Esta investigación fue efectuada aplicando Quitosano a plantas de Tomate en forma previa
a su inoculación con el patógeno radicular Fusarium oxysporum f. Sp. Radicis-Iycopersici.
La aplicación fue vía pulverización a las hojas y tratamiento vía Baño de raíces. En
ambos casos redujo en forma importante el numero de lesiones radiculares causadas por el
hongo y aumento drásticamente la formación de barreras físicas en tejidos infectados de
las raíces. Esta investigación demostró que el Quitosano protegio efectivamente a la planta
contra la pudrición del cuello y de la raíz. También indica que no solo es útil estimulando
el sistema general de defensa de las plantas sino también en reducir el efecto de los
patógenos predominantes del suelo tales como Fusarium. La protección contra el ataque
fungal a las raíces se pudo observar por mas de 6 días.
Inducción de Resistencia Sistemica a pudrición de cuello y raíz por efectos de
Fusarium en plantas de Tomate cuyas semillas fueron tratadas con Quitosano
N. Benhamou, P.J. Lafontaine and M. Nicole
Publicado en American Phytophatology 84, PAG 1432-1444, Septiembre 1994
Esta investigación fue efectuada revistiendo la semilla y tratando el sustrato con Quitosano
en forma previa a infestar con Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici. Se utilizo ya
sea una mezcla de Turba, Perlita y Vermiculita o placas petri con Agar. En ambos casos la
combinación del tratamiento de semilla y la enmienda al sustrato redujo significativamente
la incidencia de la enfermedad evaluada por la disminución en las lesiones de las raíces y
una apariencia mas sana del sistema radicular. El análisis de los tejidos de las raíces por
donde penetro el hongo revelaron que el tratamiento previo con Quitosano estuvo siempre
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asociado por las reacciones de defensa de la planta. En la epidermis, las células mostraron
típicos signos de necrosis caracterizada por una marcada desorganización del citoplasma.
El crecimiento de hongos fue reducido en el interior pero no estuvo restringido solo a esta
área de reacción. Aun mas, el patógeno fue detectado en la corteza. El análisis de los
tejidos de las raíces por donde penetro el hongo revelaron que el tratamiento previo con
Quitosano estuvo siempre asociado con las reacciones de defensa de la planta. En la
epidermis, las células mostraron típicos signos de necrosis caracterizada por una marcada
desorganización del citoplasma. El crecimiento de hongos fue reducido en el interior pero
no estuvo restringido solo a esta área de reacción. Aun mas, el patógeno fue detectado en
la corteza exterior en la cual su desarrollo fue frenado.
Estructura de los Genes que Codifican la Producción de Quitinasa.
El análisis de secuencias de nucleótidos de clones aislados de cADN indicó que al menos
dos de los genes de quitinasa (CH5A y CH5B) se transcriben en respuesta al tratamiento
con etileno (61). La expresión de estos genes, en plantas trangénicas de tabaco, se determinó
dependiente de la aplicación de etileno exógeno o de promotores de oligosacáridos.
El análisis de las deleciones promotoras de CH5B sugiere la presencia de una secuencia de
43 pares de bases que se encuentra precisamente entre los genes CH5A y CH5B, los que
pueden jugar un rol en la regulación transcripcional de la expresión génica inducida por la
fitohormona etileno.
Se ha estudiado además la inducción del gen CH5B (39,61) en respuesta al ataque de varios
hongos patógenos. Se estimó el patrón temporal y espacial de la expresión del gene CH5B
durante la infección fungal, usando ß - glucoronidasa como gen informante. Se constituyó
un gen quimérico fusionando un fragmento de 1 - 7 kb, que llevaba las secuencias
anteriores de CH5B, a la region codificante de ß - glucoronidasa , seguida por los signos de
termino del gen de síntesis de sintasa nopalina.
Se demostró que la expresión del gen CH5B está fuertemente inducida en respuesta al
ataque fungal.
Preutilización de las Propiedades de la Quitinasa.
Estudios realizados en los años 80 en la universidad de Washington (50,61) observaron el
incremento de la resistencia de Pisum ativum al ataque de Fusarium olani, como respuesta
a la aplicación exógena de quitina. La ampliación de esta investigación a otras especies
determinó que los polímeros hexosaminas de quitosano (un derivado natural de la quitina)
inhibían la germinación y el crecimiento de uresdosporas de Puccinia triiformis en trigo, y
que la acumulación de quitosano podía estar involucrada tanto en la detención del
crecimiento de las esporas como en la resistencia del huésped a la enfermedad (50).
Al aplicarse quitosano exógeno a semillas de numerosas especies anuales, se supuso
correctamente que este inducía una respuesta de defensa al ataque de un hongo que no
estaba presente, en forma de cambios bioquímicos, citogenéticos y estructurales, tales como
sistemas radiculares mayores, tallos más gruesos y acumulación de lignina.
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La aplicación de quitosano ha demostrado ser efectiva tanto para las raíces de las plantas
como para sus partes aéreas. Existen ensayos muy interesantes realizados por Ahmed El
Gaouth y otros respecto a estos últimos efectos.
Efecto de la aplicación de Quitosano para controlar Botrytis en Pimentón
Ahmed El Ghaouth, Joseph Arul, C.Wilson, Nicole Benhamou USDA-ARS Appalachian Fruit Research
Station, Kearneysville, WV, USA Departement de Science et Tecnologie des aliments et Centre de Recherche,
en Horticulture, Departement de Phytologie, Universite Laval, Quebec , Canada, Publicado en Physiological
and Molecular Plant Pathology en Junio 1994, Vol 44, Pag 417-432
Esta investigación fue efectuada tratando los cortes en los Pedúnculos de Pimentones con
una solución de Quitosano, para luego posteriormente infectarlos con esporas de Botrytis
cinerea. Como resultado se logro observar que en los frutos tratados con Quitosano no fue
visible la enfermedad hasta 7 días después de la inoculación, en cambio en el testigo la
enfermedad fue visible a las 24 horas. En la evaluación efectuada a los 14 días todos los
testigos estaban infectados, en cambio en los frutos tratados con Quitosano solo el 25% lo
estaba. Además cabe mencionar que dichas infecciones en los frutos no tratados era
generalizada, en cambio en los frutos tratados estaba restringida principalmente a
cavidades de los cortes y células epidermales rotas.
Efecto de la aplicación de Quitosano in vitro a hongos patógenos
Ahmed El Ghaouth, Joseph Arul, C.Wilson, Nicole Benhamou USDA-ARS Appalachian Fruit Research
Station, Kearneysville, WV, USA Departement de Science et Tecnologie des aliments et Centre de Recherche,
en Horticulture, Departement de Phytologie, Universite Laval, Quebec , Canada.
El efecto antifungico del Quitosano en el crecimiento in-vitro de hongos patógenos
comunes en frutillas post-cosecha fue estudiado por El Ghaouth et al. De acuerdo a este
estudio el Quitosano reduce apreciablemente el crecimiento radial de la botrytis cirenea y
del rhizopus stonolifer con un gran efecto en concentraciones altas. Estos autores
confirmaron posteriormente la importancia de la cantidad de los grupos de cargas
positivas a lo largo de la cadena del polímero, porque una baja actividad antifungica fue
observada usando el N. O. Carboxymetylquitosano en comparación con el Quitosano sólo.
Muchos otros cientificos han estudiado y patentado formas de aplicación de sales de
quitosano al suelo, semillas, raíces, etc. Entre ellos destacan Hadwiger, Freepons y los
laboratorios Bentech, ampliamente conocidos y autores de patentes al respecto.
Tambien consideramos trabajos como el de K. D. Kim y otros que estimamos interesante
conocer y los entregamos a continuación:
Efectos de Compost y Enmiendas del suelo para el Control de Phytophthora Capsici
K.D.Kim, S. Nemec, G.Musson. Crop Protection Kidlington, Oxford, U.K.
Elsevier Science Limited Publicado en Marzo de 1997 Vol 16, Paginas 165-172
Esta investigación evalúa los efectos de varios productos para el mejoramiento de suelos
plantados con Pimentón. Para ello se hicieron 3 Tests de Campo, a fin de comprobar la
eficacia de distintos productos naturales comúnmente utilizados para el Control de Hongos
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en especial Phytophthora Capsici que produce pudriciones en raíces y cuellos de las
Plantas. Se evaluaron 2 plantaciones en cada Test. Los resultados indicaron que el
Quitosano utilizado como enmienda redujo la incidencia de la Plaga y su severidad en
comparación con los Controles.
Efecto de la aplicación de Quitosano para Inducir resistencia contra enfermedades
causadas por Phythophtora en frutillas
H. Eikemo, A. Stensvand and A. M. Tronsmo
Instituto de Investigación Agrícola, Centro de Protección para las Plantas, Kogskoleveien 7, N-1432 As, Noruega, 2003.
Dos supuestos elicitores de resistencia a enfermedades (acibenzolar-S-methyl y quitosano) fueron
estudiados por su efecto en la pudrición de la corona en frutillas producida por acción de
Phythophtora cactorum. El efecto de ambos compuestos aumentó cuando el tiempo entre el
tratamiento y la inoculación se amplió de 2 a 20 días. No hubo diferencias significativas entre
ambos tratamientos cuando la concentración de acibenzolar-S-methyl se aumentó desde 10 a 1000
mg a.i./planta. La concentración más baja de quitosano estudiada de 10 a 50 mg. a.i./planta resultó
más efectiva comparada con concentraciones mayores de 250 o 1000 mg a.i./planta. No hubo
diferencia significativas en los tratamientos con fosetyl-Al, acibenzolar-S-methyl o quitosano,
cuando se aplicaron de 5 a 15 días antes de la inoculación. Finalmente, se ensayó el efecto de
acibenzola-S-methyl y quitosano contra Phythophtora cactorum y Phythophtora fragariae
var.fragariae en placas Petri. Sólo el quitosano a concentraciones de 50 a 500 mgr a.i./ml tubo
un efecto retardador del crecimiento en Phythophtora cactorum. Por otra parte ambos
elicitores, a una concentración de 500 mgr a.i./ml, redujeron el crecimiento de Phythophtora
fragariae var.fragariae.
ACCION NEMOSTATICA
El Quitosano se ha transformado en una importante herramienta para el Control de
Nematodos Fitoparásitos ya sea como complemento a los Nematicidas Quimicos o
como preventivo y protector de raices.
Existen un sinnumero de trabajos que incluso muestran un efecto nematicida tales como
los siguientes:
Efecto Nematicida de la Quitina, en comparación con otros pesticidas, contra los
nematodos fitoparásitos, Heterodera avenae y Tylenchulus semipenetrans.
Y.Spiegel, E. Cohn, y I.Chet. Journal of Nematology 21(3):419-422, 1989. La Sociedad de Nematologos, 1989.
El efecto nematicida de la quitina, en relación a otros pesticidas, para control de los nematodos
fitoparásitos Heterodera avenae y Tylenchulus semipenetrans. Plántulas de trigo, cultivadas en
suelo, artificialmente o naturalmente infestadas con Heterodera avenae, fueron tratadas con 0.4%
(w/w) de Quitina fabricado a partir de quitina de cáscara de crustáceos, con aldicarb (Temik 15G), y
con ethylene dibromide (EDB 90EC). El Tratamiento con Quitina aumento significativamente la
paja, espiga y peso promedio seco de granos del trigo de las plantas infectadas con nematodos
respecto de los otros 2 tratamientos. En un experimento que cubría 2 temporadas consecutivas los
3 tratamientos redujeron el número de nematodos en el suelo en un 60%. En un experimento de
una temporada, la Quitina redujo el número de nematodos en un 51%, y aldicarb or EDB redujeron
en un 40%. Una reducción del 50 al 90% en la densidad de población de Tylenchulus
Semipenetrans en las raíces de 2 cítricos patrones fue medida luego de aplicar 0.2% (w/w) de
Quitina al suelo.
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Los Nematodos en la producción de semilla de papa
Alberto González \ Javier Franco S. • Fasciculo 3.9 - 97 • 1 CENTRO INTERNACIONAL DE LA PAPA (CIP)
El estiércol de ave (gallinaza) y vacuno constituyen la fuente de materia orgánica con mayores
posibilidades para incrementar el rendimiento de los tubérculos de papa en cultivares susceptibles
como «Revolución» y tolerantes como «Yungay», pero elevan la tasa de multiplicación del
nematodo. En los cultivares resistentes como «María Huanca», las enmiendas orgánicas tienen
poco efecto en la elevación de los rendimientos pero reducen la reproducción de G. pallida. El
estiércol de gallina debe aplicarse antes o al momento de la siembra y como mínimo 10 t/ha.
Normalmente la incorporación de enmiendas orgánicas al suelo y la descomposición de sus
componentes contribuyen al buen desarrollo de la planta y en consecuencia a tolerar el ataque del
nematodo. Asimismo, la enmienda orgánica contribuye a la producción de compuestos tóxicos y
proporciona las condiciones adecuadas para el desarrollo de nematodos predatores y
microorganismos que, de alguna forma, tienen un efecto biocontrolador sobre los nematodos.
Algunas enmiendas como la quitina pueden facilitar el desarrollo de una microflora
antagónica capaz de degradar estos polímeros y en consecuencia destruir la capa
quitinolítica de los huevos de Meloidogyne, Globodera y Heterodera.
Accion Bioquimica del Quitosano
Las células de una planta que existe en suelo contaminado tiene probabilidades de estar
sujetas a infecciones con bacterias patógenas, invasión de nematodos, y de ser comida por
insectos, las cuales resultan en desordenes en las funciones fisiológicas, falta de nutrición y
bajo crecimiento de la planta. Eventualmente, la planta se marchita o muere. Por otro lado,
los siguientes cuatro fenómenos o reacciones ocurren en una tierra activa a la cuál se aplica
Quitosano.
Primero, el Quitosano aplicado es hidrolizado por coexistencia con los microorganismos, y
se degrada a moléculas de peso molecular bajo, oligosacaridos de agua soluble de
quitosanos , que se introducen en las células de la planta para promover la transcripción del
ADN a RNA. Este es el primer fenómeno.
Como resultado de este primer fenómeno, las células de la planta realizan vigorosamente la
síntesis de la proteína, que a su vez promueve la biosíntesis de enzimas tal como
quitosanasa y quitinasa, y substancias antibacteriales tal como phytoalexinas. Esto es el
segundo fenómeno.
Entonces, estas enzimas disuelven o desintegran las células o descomponen las paredes de
las células de las bacterias patógenas, y las phytoalexinas, oligosacaridos de Quitosano y
otras substancias entran a las células de las bacterias patógenas para prevenir la
transcripción del ADN a RNA y la proliferación de las bacterias patógenas. Esto es el tercer
fenómeno.
Como resultado del tercer fenómeno, en otras palabras, disolver o desintegrar por medio de
lisinas las paredes de la células de las bacterias patógenas, allí se forman nuevamente
oligosacaridos de quitosano, cuya función es promover la activación de las células de la
planta. El oligosacarido de Quitosano y varias enzimas se supone atacan nematodos para
prevenir su crecimiento. Esto es el cuarto fenómeno.
8
Mientras la serie de reacciones descritas anteriormente ocurren con la presencia de
quitosano, que es el iniciador, el papel mayor para permitir estas reacciones está dado por la
coexistencia de microorganismos en la tierra, que cooperan uno con el otro para
descomponer quitosano en oligosacaridos de quitosano.
Sin la presencia de estos microorganismos la presencia de Quitosano tiene un efecto
mínimo o nulo.
(Referencia: Matsuda et al. Patent USA 5.139.949 1992)
CARACTERISTICAS DE LA QUITINA UTILIZADA PARA LA FABRICACION DE
LOS PRODUCTOS BIOREND
La molécula de quitosano es una larga cadena (polímero) de unidades de
azúcar constituida por dos tipos de monómeros diferentes: la glucosamina y
la N-acetilglucosamina.
Una de las propiedades funcionales más dependientes del peso molecular promedio del
quitosano es la bioactividad frente a hongos. (Agulló et al., 2004)
Por lo tanto, el quitosano ejerce un eficaz efecto fungicida y bactericida sobre una
importante cantidad de microorganismos patógenos para las plantas.
La quitina y el quitosano activan genes en plantas para que se defiendan sobre a
organismos patógenos. Además, el quitosano inhibe la síntesis de RNA de algunos hongos
patógenos, impidiendo que estos se reproduzcan. (Hadwiger et al., 1986) Por lo tanto esta
familia de biopolímeros ejercen un efecto similar al de:
una vacuna para las plantas, predisponiéndolas a defenderse de agresores externos
produciendo quitinasas (efecto bioestimulante).
Un fungicida, impidiendo el crecimiento y proliferación de hongos patógenos para las
plantas.
Se ha comprobado que el grado de desacetilación (GD) influye sobre la
biodegradabilidad del quitosano. (Chatelet et al., 2001)
Por lo tanto, un quitosano de bajo grado de desacetilación ofrece un mayor
efecto residual en el tiempo sobre raíces y tallos.
El contenido proteicos de plantas se ha visto fuertemente favorecido por la presencia de
quitosano en el terreno de cultivo. (WO 89/07395)
Usado en una proporción del 0,1% como suplemento de suelo permitió una buena
modulación y fijación de nitrógeno después de la etapa e crecimiento.
La fuente de la que se obtiene la quitina y posteriormente el quitosano tiene
influencia en la facilidad para desacetilar la quitina y en el tamaño del
biopolímero(Chatelet et al., 2001)
Es así que las quitinas desacetiladas obtenidas de las caparazones de
Centolla y Centollón en las aguas australes de Chile tienen un peso
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molecular medio y bajo, lo que facilita su solubilización como un quitosano
de bajo porcentaje de desacetilación.
Estas quitina desacetiladas proveniente de la región más austral de Chile a
partir de caparazones de Centolla y Centollón:
Al poseer un peso molecular medio de 5 mil daltons favorece su rápida
solubilización en forma natural como si se tratara de un quitosano altamente
desacetilado, conservando las ventajas de la quitina como estimulante de
las defensas de las pantas.
Al provenir de fuentes de las aguas más puras del mundo, libres de metales
pesados, pesticidas y contaminantes, nuestras quitinas desacetiladas no
aportan estos contaminantes a las plantas permitiendo el cultivo de
productos orgánicos.
El uso de quitina y quitosanos en el recubrimiento de semillas mejora su germinación y
produce altos rendimientos en la cosecha (Hadwinger et al., 1984)
Es posible conseguir una excelente preservación de frutos, cuando soluciones de quitosano
son aplicadas sobre éstos en la etapa previa a su maduración.(Kungsuwan, et al., 1996)
El quitosano interfiere en la generación de lesiones inducidas por infecciones virales en
plantas, actuando como un inhibidor viral (Struszczyk, 1989)
Usando soluciones de 0,1% sobre hojas de Plaseolus vulgaris, se logró reducir casi 100%
de lesiones al inocularse posteriormente el virus del mosaico de alfalfa.
Biorend
Durante los últimos 15 años la empresa Bioagro S.A. ha estado dedicada al desarrollo de
varias formulaciones de quitosano, denominadas Biorend, en que utiliza exclusivamente
Quitina de Centolla y Centollon de la Zona mas Austral del mundo, que lo hacen un
producto Unico y mas efectivo, que cuando se aplican a la semilla, raíces, tallos y hojas
producen un aumento significativo en la resistencia a ataques de los hongos descritos, así
como también a todos los hongos que presenten quitina en su estructura celular perimetral,
la que es intensamente atacada y degradada por la quitinasa inducida por estas
formulaciones, produciendo una inhibición en la capacidad de ataque del hongo.
El mecanismo de acción de ellas se explica sobre la base de la actividad de la quitinasa, que
disuelve la quitina presente en las paredes celulares de hongos y otros organismos
patógenos (43). El principio activo del Biorend es el quitosano, que es un gran activador de
la síntesis de calosa, una enzima que cataliza la formación de gluconasa -3 ß- 1. El papel de
esta enzima es sumamente rápido, localizado y efectivo frente a la invasión de algún
patógeno o también frente a daño mecánico sufrido por las plantas tratadas. (44,45).
10
El Biorend también, a través del quitosano, puede actuar como un inductor de proteínas
que combaten microorganismos, tales como las lecitinas en las plantas. De estos resultados,
se ha inducido que las lecitinas de las plantas, por su similitud bioquímica con los
anticuerpos animales, poseen una función antimicrobiana de tipo anticuerpo (47,48).
Biorend y su Resistencia a familias de Insectos y Hongos patogénicos.
También se ha señalado que el quitosano puede generar pistina fitoalexina en los tejidos de
las vainas de arveja ( 49,50), que son compuestos de bajo peso molecular que se sintetizan
una vez que las plantas han sido expuestas a ataques de microorganismos (51). La
acumulación de fitoalexinas en el área de infección es uno de los mecanismos a través de
los cuales resisten ataques de patógenos y estos compuestos inhiben el crecimiento de los
hongos y protegen los tejidos de ciertos cultivos frente a ataques severos de Fusarium Spp.,
hongo que ataca a muchos cultivos (50). Wagoner et al. (53), han demostrado que el
quitosano induce la síntesis de fenilalanina (Pal), una enzima muy efectiva en el combate
de hongos de diferentes tipos (50). Además el quitosano es un potente inductor de
acumulación del inhibidor de proteinasa en los cotiledones de tomate (50). Estos
compuestos nuevamente juegan un importante rol en el combate de microorganismos,
pero también tienen efecto sobre algunos órdenes de insectos tales como Lepidópteros
Colepteros y Ortópteros, algunos de cuyos representantes tienen un importante papel como
plagas silvoagropecuarias y de granos almacenados.
En otro tipo de resultados, se ha demostrado que el quitosano participa de la reducción de
enzimas hidrolíticas que se sintetizan en respuesta a los agentes patógenos, permitiendo, en
el cultivo del tabaco, una sistemática resistencia frente al hongo Phytophtora nicotiana (57).
Sobresale en este caso el gran número de proteínas que son inducidas, las que incluyen
quitinasas y gluconasas - 3 ß-1, que hidrolizan los polímeros del azúcar, que son los
componentes principales de las paredes celulares de muchos hongos.
Por otro lado, se han señalado algunas evidencias que demuestran la actividad fungicida del
quitosano, lo que parece estar inversamente correlacionado con el tamaño de las partículas
y en concentraciones cercanas a los 100 microgramos por mililitro. En general, el quitosano
tiene una mayor actividad fungicida que la quitina, y es así que de 46 hongos ensayados, el
quitosano inhibió a 32 de ellos, mientras que la quitina inhibió solamente a 6 de ellos (19).
A pesar que las paredes celulares de las plantas son una barrera frente a compuestos de alto
peso molecular, como lo es el quitosano, los tejidos de las plantas tienen enzimas capaces
de dividir el quitosano en pequeñas móleculas que podrían atravesar las barreras de las
paredes celulares. Un análisis histoquímico, usando una solución específica de hexosamina
(49), demostró que existe una acumulación significativa de quitosano en las esporas de los
hongos inoculados en arveja, especialmente en el conducto germinal, donde el crecimiento
ha sido finalizado después del contacto con el tejido de la planta. También se detectó
quitosano en las células de las plantas adyacentes a la germinación de la espora del hongo.
Hadwiger et al. (43), utilizando técnicas de inmunoquímica, han examinado la ubicación del
quitosano y otros componentes de la pared celular de hongos en plantas de arveja después
11
de la inoculación con el hongo Fusarium solani y los resultados han evidenciado que esta
prueba inmunoquímica sirve para determinar la ubicación de los componentes fungales en
la interacción arveja - Fusarium. Entonces, los componentes de la pared celular del hongo
entran a las células de la planta y se acumulan dentro de ellas, mientras que el crecimiento
del hongo es inhibido. Los patrones de acumulación de quitosano y de todos los
componentes con polímeros de hexosamina, se asemejaron a los de los componentes de la
pared fungal. El quitosano se encuentra presente en la superficie externa de la pared de la
espora fungal y el potencial de traslocación del quitosano entre las esporas de Fusarium
spp. y las células de la planta sugiere que este compuesto tiene un papel preponderante en la
interacción huesped - parásito.
Factores de efectividad del uso del Biorend en el sector silvoagropecuario.
Parodi, Nebrada y colaboradores (61) condujeron durante cinco años, en Chile y Argentina,
numerosos experimentos destinados a cuantificar el efecto sobre especies cultivadas
anuales, destinados a determinar las dosis más efectivas para la maximización de
rendimiento en cada especie y, en una segunda etapa, para cuantificar dicho incremento. El
rango geográfico de este estudio incluyó, en Chile, desde la IV a la X Región, y en
Argentina a la Provincia de Buenos Aires. Este estudio incluyó trigo, cebada, avena,
triticale, maíz, maravilla, remolacha y canola. Los resultados obtenidos en esta
investigación muestran un aumento de rendimiento de entre un 10 y un 20%, dependiendo
de la especie, no detectándose respuestas negativas a la aplicación del Biorend. Un efecto
adicional señalado por esta investigación apunta a la economía de nitrógeno como
fertilizante químico, destacando además que el Biorend no constituye riesgo ambiental
alguno, por ser de origen orgánico, no tóxico y biodegradable.
Este estudio ha sido ampliado por otros investigadores, que incluyen especies hortícolas,
frutícolas y forestales, continuándose hasta hoy.
Por último debemos considerar que el quitosano tiene un efecto nematostatico y nematicida,
al aumentar la flora microbiana quitinolítica antagonista de nemátodos fitoparásitos del
género Meloidogyne sp., Heterodera sp., Globodera sp., etc. Destacando a su vez, el
aumento significativo de nemátodos entomopatogenos del género Steinernema feltiae sp,
Steirnernema carpocapsae sp, y Heterorabdhitis sp. controladores de varias plagas de
lepidópteros y coleópteros, fundamentalmente al inducir a la multiplicación de bacterias
Simbiontes asociadas al género Xenorhabdus y Photorhabdus.
Uso de Biorend en especies hortícolas y fruticolas
Bioagro S.A. ha seguido estudiando la acción del quitosano en variadas especies, buscando
distintos tipos de aplicaciones de acuerdo a la especie a tratar. Para ello, se ha basado en los
cuatro grandes efectos que produce el quitosano al estar en contacto con las plantas o su
entorno:
Efecto Bioestimulante
Aumento del desarrollo del sistema radicular(raices y raicillas) y fortalecimiento del vigor y
grado de lignificación de las plantas mediante el mecanismo SAR(Resistencia Sistemica
Adquirida).
12
Efecto Fungistatico
Incita una respuesta de defensa al ataque de los hongos por lo que actúa como protección de
los ataques producidos a las raíces por el complejo fungico del suelo.
Efecto Nemostático
Control natural de los nematodos Fitoparasitos al aumentar la flora quitinolitica antagonista
de ellos y efecto protector sobre las raices.
Protección Enfermedades Aéreas
El Quitosano, por su efecto fungicida y capacidad de recubrir con una Película Protectora
actúa mejorando la calidad y el calibre de los frutos.
De acuerdo a la especie, los tratamientos se pueden hacer por medio de tratamientos de
mejoras de suelos, semilla, baño de raíces al transplante, riego común o tecnificado y
aplicación foliar.
Los efectos en el suelo y raíces de las plantas se han esbozado en los parrafos precedentes.
Las aplicaciones foliares, de gran importancia al crecimiento, floración, fructificación y
post cosecha, merecen ser tratadas en forma especial, lo que se hara al final de este escrito.
Como se ha visto, los diferentes mecanismos de acción del quitosano, fundamentadas
anteriormente, son los siguientes:
1.- El quitosano, al favorecer el engrosamiento de la pared celular en plantas cultivadas y
mejorar la resistencia al crecimiento de algunos hongos en el suelo sobre las plantas
tratadas, confiere un mecanismo de resistencia al ataque de hongos que atacan
preferentemente al cuello y raíces de las plantas cultivadas. Este efecto permite suponer una
positiva acción en las plantas susceptibles a este tipo de ataques, como son las especies de
las familias Solanácea (tomate, papa, pimentón y tabaco, entre otras), Leguminosas (frejol,
arveja, etc.) y otras familias menos representativas.
Sin embargo, también presenta una buena alternativa de uso en árboles forestales (pino y
eucaliptus), Cítricos, Vides, Paltos, Carozo, Pepita, Olivo, etc. con la consiguiente
protección contra enfermedades del cuello y la raíz en almacigueras y durante los primeros
estados de desarrollo de las plantaciones comerciales, mejorando la sobrevivencia después
del transplante o injerto. Entre los géneros de hongos del suelo que son atacados por este
producto están Rhizoctonia, Fusarium y otros hongos perteneciente al complejo de hongos
que provocan la “ caída de plantas” o “dumping off “. También es posible observar una
protección de raíces y tallos contra el hongo Phytophthora, que ataca cultivos de
solanáceas, algunas leguminosas y muchos árboles frutales, principalmente.
13
2.- El quitosano, al formar un film en la pared celular de las plantas cultivadas, permite
una mayor y mejor protección de raíces al momento del transplante de cualquier especie,
ya que impide la penetración de hongos y bacterias saprófitas y parásitas al interior de las
heridas o daños de raíces, que siempre ocurren al momento del transplante. Como una
manera de visualizar un uso para este tipo de acción, debemos mencionar que en Chile una
práctica común consiste en el transplante de todos los frutales (con excepción de los
injertados), plantaciones forestales, hortalizas tales como lechuga, tomate, pimentón,
cebolla, puerro, brásicas, frutales menores, etc.
3.- El quitosano, al inducir la acumulación de inhibidores de proteinasas y afectar la
presencia de quitina en el exoesqueleto de los insectos, se presenta como una buena
alternativa para resistir ataques de insectos de las familias Lepidóptera, Coleóptera y
Ortóptera, tanto en el campo como especialmente en grano almacenado, aprovechando la
ventaja de la muy baja toxicidad de este producto para el hombre.
4.- El quitosano, al conferir resistencia a la pared celular vegetal, permite a las plantas
tratadas resistir en mejor forma el stress hídrico, tanto el exceso como la falta de agua y, por
tal motivo, se han observado buenos resultados en arroz y en plantas creciendo bajo
condiciones de sequía, en plantaciones y cultivos en suelos rojo-arcillosos, en plantas
creciendo en suelos con poca disponibilidad de agua, etc. En este mismo sentido, el
quitosano protege a las raíces de las plantas tratadas de las pérdidas de agua o
deshidrataciones normales al momento del transplante, permitiendo un mejor y rápido
crecimiento radicular de las plantas tratadas en suelos con bajo nivel de agua. El uso
potencial está, entonces, en ciertas zonas de inferior condición de suelo destinadas al
desarrollo silvoagropecuario y en sectores de poca disponibilidad de agua de riego.
También se han observado ciertos mecanismos de defensa de las plantas tratadas con
quitosano en condiciones de bajas temperaturas, confiriéndole a las células vegetales una
mejor protección debido al engrosamiento de sus paredes celulares.
5.- El Quitosano, por su efecto nematicida, permite controlar eficazmente una variedad de
nemátodos.
Sin embargo, aún nos quedan los mecanismos inherentes a los que se producen por
aplicación foliar. Ellos son:
1.- Por su efecto fungistatico permite tanto a la parte aérea de las plantas como a sus frutos
protegerse de Hongos tales como Botrytis. En este aspecto son muy importantes las
aplicaciones previas a la cosecha.
2.- Por la característica del Quitosano como Filtrante de Rayos Ultravioletas actúa como
protector solar, produciendo un film que cubre hojas y frutos. La luz ultravioleta
produce estrés en las plantas y sus frutos. Para ello, en las plantas se ha descubierto que
existe la elicitacion de un compuesto llamado ácido jasmonico o jasmonatos como
producto final. Estos jasmonatos alivian en algo el estrés producido por UV pero se ha
demostrado que ellos, entregados a las plantas por medios externos, afectan o producen
14
inhibición de la inflorescencia, en la maduración de los frutos y en su almacenaje,
afectando el crecimiento y produciendo senectud en las plantas.
Los jasmonatos, por otro lado, si son producidos internamente por las plantas, lo que
ocurre como defensa al daño producido por insectos, ayudan en el control de dichos
insectos y además producen cierta resistencia a las sequías. Esto, siempre que sean
elicitados por las plantas.
El film de Quitosano produce exactamente los mismos efectos positivos y no tiene
contraefectos que dañen o desmejoren las plantas. Es mas, la película de Quitosano
sirve como filtrante de las radiaciones UV, aminorándolas en gran medida. Si además,
consideramos sus propiedades antifungicas, encontramos que la planta estará mucho
más protegida que si se utilizaren o no otros medios artificiales.
Esta protección solar actúa por ejemplo en la Uva protegiéndola del golpe de sol
dejándola lo más cristalina posible y uniformemente bronceada. En los cítricos los
protege contra la decoloración y en otros frutos actúa de manera similar.
3.- La maduración de los frutos aumenta la susceptibilidad de ellos frente a los patógenos,
principalmente hongos e insectos. Esto porque se producen evaporaciones de gases en
los frutos, principalmente vapor de agua y etileno. El vapor de agua, condensado en las
temperaturas frías de la mañana, reproduce con el calor posterior las condiciones
ideales para los Hongos.
El etileno es el principal responsable de la maduración de los frutos. Es producido y a
la vez absorbido por frutos adyacentes. El film de Quitosano nuevamente actúa como
una barrera natural y permite controlar el escape de etileno y su posterior recepción por
otros frutos. Por lo tanto controla la velocidad de maduración. Esto es importante para
la Cosecha y Post Cosecha.
4.- El film de Quitosano al no permitir con fluidez el paso del vapor de agua protege a los
frutos de la evaporación brusca y además ayuda a la planta a tener menos
requerimientos hídricos.
5.- Dada la flexibilidad y firmeza de la película de Quitosano en el caso de frutos delicados
tales como Uva de Mesa, el recubrimiento la protege del manejo durante la cosecha y
almacenamiento post-cosecha.
6.- Dado las características del Quitosano como compuesto regenerador de tejidos dañados,
permite rápidamente la cicatrización de las heridas producidas en la planta durante la
cosecha.
7.- Finalmente se ha demostrado que en los Frutos tales como la Uva se produce un
aumento del grado brix de Azúcar, lo que permite obtener Frutos mas dulces.
15
8.- Las propiedades antes citadas son validas para cualquier tipo de frutos.
De estos últimos mecanismos entregamos finalmente algunos ensayos:
Actividad Fungicida del Quitosano y su efecto preservativo en Naranjas Confitadas
Shao W. Fang, Chin F. LI, and DANIEL Y.C.SHIH Division of Food Microbiology, National Laboratories of
Foods and Drugs, Taipei, Taiwan, Republic of China
Esta investigación consistió en demostrar el efecto preservativo del Quitosano en Naranjas
Chinas confitadas(Low-Sugar Candied Kumquat). El efecto inhibitorio del Quitosano
contra el hongo Aspergillus niger aumento a medida que se aumento la concentración de
Quitosano de 0.1 a 5.0 mg/ml con pH 5.4. El mayor efecto inhibitorio del Quitosano contra
el Aspergillus parasiticus se encontró entre 3.0 y 5.0 mg/ml. Además el Quitosano pudo
prevenir completamente la producción de aflatoxina por el Aspergillus parasiticus con una
concentración de 4.0 a 5.0 mg/ml. En comparación al sorbato de potasio permitido como
preservativo en frutas confitadas en Taiwan se demostró que el Quitosano era más efectivo.
Uso de un Film de Quitosano para reducir perdidas de agua y mantener calidad en
Pepinos y Pimentones
Ahmed El Ghaouth et al. Food and Nutrition press, December 1991 Vol 15 Pag 359-368
El efecto de la película de Quitosano(1,0 a 1,5% p/v) en el almacenamiento de pimentones
y pepinos guardados a 13 y 20ªC (humedad relativa 85%) fue determinada monitoreando
la perdida de peso, su respiración y calidad. La película de Quitosano redujo
significativamente la perdida de peso tanto en Pimentón como en Pepino a ambas
temperaturas. Un aumento de la concentración de Quitosano de 1,0 a 1,5% p/v dio como
resultado una marcada mayor retención de peso en ambos frutos. Adicionalmente el film de
Quitosano, tanto en pepino como en pimentón, redujo la tasa de respiración, perdida de
color e infección fungosa. El mecanismo por el cual la película de Quitosano retraso la
senectud en el pepino y el pimentón fue probablemente debido a su habilidad para aliviar
el estrés hídrico.
Aplicación de film de Quitosano en paltas variedad Hass
Leticia Salvador, Susana Miranda, Nidia Aragon y Virginia Lara
Universidad Nacional autonoma de Mexico
Publicado en la Revista de la Sociedad Quimica de Mexico, Vol 43, Nª1 1999, Pag 18 a 23
La Palta Hass es susceptible de perder su calidad al verse alterada por el ataque de
microorganismos y por las condiciones Post-Cosecha a las que se ve sujeta. Teniendo
como antecedentes las características Antifungicas del Quitosano, en el desarrollo del
trabajo se probo dicha actividad para lo cual se aislaron e identificaron de Paltas
enfermas las cepas Colletrotrichum sp y Diplodia sp causantes de la antracnosis y
pudrición del pedunculo respectivamente. El objetivo especifico de esta investigacion fue
de aplicar distintos tipos de film de Quitosano a la PALTA e investigar sus efectos en la
calidad y apariencia externa. Los resultados demostraron que el Quitosano actúa como
inhibidor del crecimiento de los microorganismos que causan la antracnosis y la pudrición
16
del pedúnculo, lo protege de la deshidratación, y produce un aumento en la preservación
del fruto hasta por 24 días a temperaturas de almacenamiento entre 3 y 10 grados Celcius,
y hasta 6 días entre 27 y 29 grados Celcius.
Las propiedades antifungicas del Quitosano en jugo de manzana en laboratorio.
S. Roller, N. Covill. Escuela de Ciencias Aplicadas, South Bank University, Londres, U.K.
Internacional Journal of Food Microbiology 47 (1999) pg. 67-77.
Mucho del interés de las actividades antimicrobiales del Quitosano se han enfocado en su
posible rol como protector de plantas. Concentraciones inhibitorias mínimas tan bajas
como 0.075g/l para un Quitosano particulado y 0.018g/l para Quitosano soluble usadas
contra algunos hongos patogénicos en un medio de cultivo han sido reportados (Allan and
Hadwiger, 1979; Kendra y Hadwiger, 1989). Sin embargo, otros autores han encontrado
que niveles tan altos como 10 g/l fueron necesarios para inhibir el crecimiento de algunas
cepas fungicas (Stossel y Leuba, 1984). El Quitosano a una concentración de 1g/l se ha
encontrado que reduce el crecimiento de hasta un 50% en placas de agar a 25°C de varios
hongos fitopatogenos importantes en la destrucción post-cosecha de frutas y vegetales,
incluyendo a la Botrytis cinerea (Hirano 1997). El uso de soluciones ácidas de Quitosano
(conteniendo 0.1% de quitosano como agente activo) como agente desinfectante bañando
Frutillas inoculadas con B. Sinerea y almacenadas a 13°C han demostrado que reducen la
perdida a niveles similares como las tratadas con el fungicida convencional químico
iprodione (El Ghaouth et al. 1991).
Control Biologico
Por ultimo cabe mencionar que BIOAGRO se encuentra desarrollando nuevas
alternativas de Control Biológico, a través de la combinación de agentes
biocontroladores(Trichodermas,
Hongos
Entomopatogenos
y
Nematodos
Entomopatogenos) con Biorend.
El modo de acción y espectro de actividad de ambos ingredientes se fundamenta en que
se complementan de una forma sinérgica consiguiendo conjuntamente una alta y doble
eficacia, por lo que además de controlar las plagas, se mejora la resistencia de los cultivos
frente a enfermedades, aumentando así su capacidad de supervivencia en condiciones
ambientales adversas, y obteniendo mejoras en el crecimiento y rendimiento de dichos
cultivos.
17
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REFERENCIAS
1.- Esquerre-Tugaye, M.T.;Lafitte, C.;Mazau, D.;Topan, A;& Touze, A. “Cell surfaces in plant
microorganism interaction. II.-Evidence for the accumulation of hydroxyproline rich glycoproteins
in the cellwall of diseased plant as a defense mechanism “ Plant Physiol. 64, 320 - 326 (1979).
2.- Showalter, A.M., Bell, J.N., Cramer, C. L. Bailey , J.A., Varner, J.E. & Lamb, C.J. Proc.
Natl.Acad. Sci., USA 82, 6551 - 6555 (1985).
3.- Vance, C.P.;Kirk,T.K.&Sherwood,R.T.“Lignification as a mechanism of disease resistance”.
4.- Espelie, K.E. ; Francheschi, V. R. & Kolattukudy, P.E. “Inmunochemical localization and time
- course of appearance of an anionic peroxidase associated with suberization in wound healing
potato tuber tissue” Plant Physiol. 81, 487 - 492 (1986).
5.- Ride , J.P. “Cell walls and other structural barriers in defense”.
In Biochemical Plant
Pathology ( ED. J.A. Callow ), John Wiley & Sons, New York , pp. 215 - 236 (1983).
6.- Bonhoff, A.; Reith, B.; Golecky, J. & Grisebach, H. “ Race cultivar - specific differences in
callose deposition in soybean roots followed infection with Phytophtora megasperma”. Planta 172
, 101 - 105 (1987).
7.- Matta, A. , Gentile, U. & Giai, I. “I. - Accumulation of phenols in tomato plants infected with
dIfferent forms of Fusarium oxysporum”. Phytopathology 59, 512-513 (1969).
8.- Hunter, R.E. “Inactivation of pectic enzimes by polyphenols in cotton seedlings of different
ages infected with Rhizoctonia solani”. Physiol.Plant, Pathol, 4 151 - 159 (1974)
9.- Bell, A.A. “ Biochemical mechanism of disease resisteance “. Ann. Rev. Plant Physiol. 32, 21 81 (1981)
10.- Darwill, A, G. & Albersheim , P. “ Phytoalexins and their elicitors. A defense against
microbial infections in plants “ Ann. Rev. Plant Physiol. 35 , 243 - 275 (1984).
11.- Hahlbrock , K. & Grisebach, H “ Enzymic controls in the biosynthesis of lignins and
flavonoids” . Ann. Rev. Plant Physiol. 30 105 - 130 (1979).
12.- Dixon, R. A. , Day , P.M. & Lamb , C.J. “ Phytoalexins : Enzymology and
biology “ Adv. Enzymol. 55, 1 - 136 (1983).
molecular
13.- Ryan, C.A. “Proteolytic enzimes and their inhibitor activity in plants” Ann . Rev Plant Physiol
. 24, 173 -196 (1973).
14.- Peng, F. H.&Black, L.L.“Increased proteinase inhibitor activity in reponse to infection of
resistant tomato palnts by Phytophtora infectants” Phytopathology 66,958-963 (1976).
15.- Albersheim, P. “ Complex carbohydrates in active defense”. In Active Defense mechanism in
plants. Nato ASI Series, Springer Verlag, p. 380 (1981).
19
16.- Van Loon, L.C. Pathogenesis- related proteins” Plant Molec. Biol. 4 ,111-116 (1985).
17.- Bol, J. , Linthorst, H. & Cornelissen. “ Pathogenesis - related proteins induced by virus
infection”. “ Ann. Rev. Plant Phytophatol. 28 , 113 - 138 (1990).
18.- Linthorst, H. “ Pathogenesis - related proteins of plants” . Critical Reviews in Plant Sciences
10, 123 - 150 (1991)
19.- Bowles, D. J. “Defense-Related proteins in higher plants”. Ann Rev. Biochem. 59, 873 - 907
(1990).
20.- Ryan, C. A. Ann Rev. Cell Biol. 3, 295 - 317 (1987)
21.- Mauch, F. & Staehelin, L. A. “ Functional implication of the subcellular localization of
ethylene-reduced chitinase and B-1 3- glucanase in bean leaves “Plant Cell. 1,447-456 (1989).
22.- Lamb,CJ.,Lawton,M.A.;Dron,M.&.Dixon,R.A. Signals and transduction mechanisms for
activation of plant defenses against microbial atack” Cell 56, 215-220(1989).
23.- Roby, D& Esquerre-Tugaye, M. “Induction of chitinases and translatable in RNA for these
enzymes in melon plants infected with Colletotrichum lagenarum” .Plant Sci. 52 , 175-185(1982).
24.- Kurosaki, F.; Nobuhiko, T.&Arasuke, N. “ Induction, Purification and possible funtion of a
chitinase in culture carrot cells”. Physiol. Molec. Plant Pathol. 31, 211-216(1987).
25.- Martin, M.N. “ The latex of Hevea brasilensis contains high level of both chitinases and
chitinase / lizozymes”. Plant Physiol. 95 , 469 - 476 (1991).
26.- Shinshi, H.; Neuhaus, J:M.;Ryals,J. & Meins, F. Jr. “ Structure of tobacco
endochitinase
genes can arise by transposition of sequences encoding a cysteine - rich domain” . Plant Molec.
Biol. 14, 357 -368 (1990).
27.- Raikhel, n.V.; Lee, H.I. & broeckaert, W. F. “ structural and Function of chitin - binding
proteins “. Ann . Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. 44, 591 - 615 (1993).
28.- Bernasconi, P.; Locher, R. ; Pilet, R.E.; Jolles, J. & Jolles , P. “Purification and N - terminal
amino acid sequence of a basic lisozyme from Parthenocissus quinquifolia cultured in vitro” .
Biochem. Biophys. Acta 915 , 254 - 260 (1987).
29.- Metraux, J.P.; Burkhart, W.; Moyer , M. et al. “Isolation of a complementary DNA encoding a
chitinase with structural homology to a bifunctional lisozyme / chitinase “. proc. Natl. Acad. Sci.
USA 86, 896 - 900 ( 1989).
30.- Samac, D.A. & Shah, D.M.” Developmental and pathogen - induced activation of the
arabidopsis acidic chitinase promoter “. Plant Cell 3, 1063 - 1072 (1991).
31.- Schlumbaum, A.; Mauch, F.; Vogeli, U. & Boller , T. “ plant chitinase are potent inhibitors of
fungal growth” . Nature 324, 265 - 367 (1986).
20
32.- Mauch, F.; Mauch - Mani, B. & Boller, T. “Antifungal hydrolases in pea tissue. II.- Inhibition
of fungal growth by a combination of chitinase and B-1, 3 - gluconase “. Plant Physiol. 88, 936 942 (1988).
33.- Roberts, W.K. & Selitrennikoff, C.P. “ Plant and bacterial chitinases deffer in antifungal
activity”. J. Gen. Microbiol. 134 , 169 - 176 (1988).
34.- Broeckaert, W. F. ; Van Parricjs, J. ; Allen, A. K. & Peumans, W.J.
“Comparison of
some molecular, enzymatic and antifungal properties of chitinase from thornapple, tobaco and
wheat “ . Physiol. Mol. Plant Pathol. 33, 319 - 331 (1988).
35.- Verburg, J,G.. & Huynh, C. H. “Purification and characterization of an
chitinase from Arabidopsis Thaliana” Plant Physiol. 95, 450 - 455 (1991).
antifungal
36.- Broglie, K.E.; Chet, I.;Holliday, M.J.et al. “ Transgenic plants with enhanced resistance to the
fungal pathogen Rhizoctonia solani” Science 254, 1194 - 1197 (1991).
37.- Molano, J.; Polachek, I.;Duran, A. & calib, E. “ An endochitinase from wheat germ”. J. Biol.
Chem. 254, 4901 -4907 (1979).
38.- Benhamiou, N.; broglie, K.E.; Broglie R. M. & chet, I. “Antifungal effects of bean
endochitinase on Rhizoctonia solani: Ultrastructural changes and cytochemical aspects of chitin
breakdown”. Can. J. Microbiol. 39, 318 - 328 (1993).
39.- Jach, G.; Logermann, S. Wolf, G.; Oppenheim, A.; chet, Y.; Schell, J. & Logermann, J. J.
Biopractice 1, 33 - 40 (1992).
40.- Melchers, L S. Tigelaar, H.; Van rockel, J. S.C. et al. “ Syneristic activIty of chitinases and B 1, 3 - gluconases enhances fungal resistance in transgenic tomato plants” . Submitted (1993).
41.- Sela- Buurlage, M. B.; Ponstein, A:S:; Vloemans, S.A.; Melchers, L.S.; Van der Elzen, P.J.M.
& Cornelissen, B.J.C: “Only specific chitinases and ß -1, 3- glucanases exhibit antifungal activity ”.
Plant Physiol. 101, 857 - 863 (1993).
42.- Kohle,H;Jeblick,W;Poten,F; Blascheck,W&Kauss, H.Plant Physiol. 77,544-551(1985)
43.- Hadwiger, L.; Beckman. J M. & Adams, M:J: Plant Physiol. 67, 170 175 (1985).
44.- Kauss, H. Ann Rev. Plant Physiol. 38,447,472 (1987).
45.- Kauss, H. In The Plant Plasma Membrane Structure, Function and Molecular Biology, Ed. C.
H. Larsson, M. Moller Berlin , Springer (1990).
46.- Kauss, H.; Jeblick, W. & Domard, A planta 178, 385 - 392(1989)
47.- Mirelman, D; Galum E.; Sharon, N & Lotan, R. Nature 256, 414-416(1975)
48.- Sequeira. L.A. Rev Physiol. 16, 453 - 481 (1978).
21
49.- Etzler, M.E.A. Rev. Plant Physiol. 36, 209 - 234 (1985).
50.- Hadwiger , L.A: & Beckman, J.M. Plant Physiol. 66, 205 - 211 (1980)
51.- Walker - Simmons , M.; Hardwinger , L. & Ryan, C.A. Biochem. Biophys Res. Comm. 110,
194 - 199 (1983).
52.- Paxton;J.D. “Phytoalexins:A working redefinition “Phytopathol Z.101 ,106-109(1981)
53.- Darwill, A. & Albersheim, P. “ Phytoalexins and their elicitors. A defense against microbial
infection in plants”. Ann Rev. Plant Physiol. 35, 243 - 275 (1984).
54.- Wagner, W.; Hadwiger, L.A. & loschke, D.C. Plant Physiol. 69 Suppl. 6 (1982).
55.- Hahlbrock, K.; Lamb , C.J.; Purwin, C.; Ebel , J.; Fautz, E. & Schaefer, E. Plant Physiol. 67 ,
768- 773 (1981).
56.- Schroeder, J. Arch. Biochem. Biophys. 182, 488 - 496 (1976)
57.- Hilder, V.A.; Gatehouse , A.M,.R.; Sheerman , S.E.; Barker. R.F. & Boulter, D. Nature 330 ,
160 - 163 ( 1987).
58.- Van der Elzen, P:J:M ;Jongedijk, E.; Melchers, L.. & Cornelissen, B.J:C: “ Virus and fungal
resistance:From laboratory to field” Phil.Trans.R.Soc.Lond.B. 342, 271-278(1993).
59.- Allan, C.R. & Hadwiger, L:A: “ The fugicidal effect of chitosan on fungi of varyng cell wall
composition” Experim. Mycol. 3, 285 - 287 (1979).
60.- Nichols, E.J.; Beckman, A. J. & Hadwiger, L.A. Glycosidic enzyme activity in pea tissue and
pea - Fusarium interaccions”. Plant Physiol. 66, 205 - 211 (1980).
61.- Parodi, P.C:“La quitina y su acción sobre la quitinasa en la expresión del rendimiento”
Pontific. Universidad Católica de Chile, Fac. Agron. y Ing.Forestal (1996).
22