La búsqueda de nuevas alternativas para combatir microorganismos fitopatogénicos ha cambiado drásticamente en los últimos años y ya no se enfoca únicamente hacia la síntesis y optimización de sustancias químicas. El conocimiento de las interacciones entre los metabolitos secundarios de la planta y de los microorganismos, de sus efectos, de los mecanismos de invasión y del metabolismo, ha permitido diseñar nuevas moléculas mas activas y especificas.
La resistencia en las plantas a microorganismos patogénicos depende de dos factores principales. De un lado, una alta capacidad de la planta para reconocer la presencia del microorganismos (mediante elicitores) y de otro, generar mecanismos o sustancias de defensa (tales como las fitoalexinas) que limiten su colonización.
Los elicitores hacen referencia a una amplia variedad de compuestos (carbohidratos, salicilatos, etc), los cuales pueden ser derivados a partir de plagas de plantas u de otros microorganismos, así como a partir de preparados biológicos de origen vegetal o de análogos producidos sintéticamente.
Por su parte, las fitoalexinas son sustancias antimicrobianas producidas por las plantas como consecuencia del ataque de microorganismos; su papel como un mecanismo activo de defensa contra patógenos ha sido ampliamente demostrado (están ausentes en plantas sanas). No obstante esta característica no ha sido debidamente explorada ni explotada para diseñar y desarrollar nuevas moléculas con propiedades antibióticas; esto se debe en parte a que se conoce muy poco acerca de los mecanismos y eventos que regulan su producción. Hoy existen varios fungicidas comerciales cuyo mecanismo de acción involucra fitoalexinas y las expectativas de emplearlas para proteger cosechas se han incrementado notablemente, desde puntos de vista muy diversos. Estas incluyen desde las practicas habituales de síntesis y aplicación de sustancias químicas hasta la generación de plantas transgénicas. A continuación se describen:
-Usarlas como tales, haciendo uso de su potencial antibiótico directo.
-Con base en su núcleo o estructura, diseñar nuevos antibióticos vegetales, estructuralmente muy diferentes a los actualmente conocidos en los fungicidas corrientes.
-Emplear sustancias que induzcan su producción (elicitores).
-Desarrollar métodos de análisis químico para detectar aquellas variedades que acumulen altos niveles de fitoalexinas, y por tanto tengan mejores perspectivas de resistencia a enfermedades (para los programas de fitomejoramiento).
-Obtener plantas transgénicas que produzcan fitoalexinas espontáneamente.
En el presente proyecto se explorarán dichas perspectivas para los cítricos en Colombia, así:
-De un lado se desarrollará un protocolo para aislar, purificar, detectar y cuantificar las fitoalexinas por cromatografía líquida (CC, HPLC). La identificación de las fitoalexinas se llevará a cabo por métodos espectroscópicos (RMN). Se analizarán tejidos enfermos (o inducidos) y sanos, para establecer cuales sustancias se producen en respuesta a la infección (o el elicitor).
-Se evaluará el efecto de diferentes elicitores en la acumulación de fitoalexinas en diferentes cítricos. Para lo anterior se establecerán concentraciones para los diferentes elicitores y tiempos de acumulación de las fitoalexinas.
-Se sintetizaran análogos y derivados de las fitoalexinas para evaluar sus propiedades antifúngicas. Con este estudio determinaremos el tipo de modificaciones que se requieren a la estructura para potenciar su actividad antifúngica. Igualmente se establecerá la porción de la estructura que ejerce la mayor actividad inhibitoria contra los hongos fitopatógenos. Finalmente, se estudiará el metabolismo de la fitoalexina (o un análogo) por parte del hongo fitopatógeno.
Además se contribuirá con la formación de 4 magisters y y 3 profesionales (semillero), la divulgación de por lo menos 2 artículos y asistencia a 2 eventos especializados. |