Pais: Brasil

Fecha: 20 de Agosto del 2021

El azúcar natural reduce los efectos de la sequía en los cultivos de maíz  por Embrapa, Brasil

    Un estudio de Embrapa y la Universidad Federal de Alfenas (MG) demostró que la trehalosa, un azúcar natural, es capaz de mitigar los efectos de la sequía en el maíz.

    Los experimentos mostraron que las plantas tratadas con derivados de este azúcar tenían una tasa de crecimiento más alta.

    Se utilizó una variedad híbrida de maíz susceptible a la sequía para optimizar los resultados.

    La gran novedad del estudio es la adición de dos nuevos grupos químicos de trehalosa (tosilo y azida) a la mezcla, lo que resultó en un aumento en la tasa fotosintética de las plantas.

    El estudio allana el camino para el desarrollo de bioestimulantes para reducir el estrés hídrico en el cultivo de este cereal en Brasil.

    El país es actualmente el segundo exportador de maíz a nivel mundial. La búsqueda de nuevas tecnologías es fundamental para mantenerte destacado en este ranking.

    El azúcar trehalosa es una opción muy demandada por la industria porque es natural y no presenta toxicidad.

La investigación llevada a cabo en asociación entre la Universidad Federal de Alfenas ( Unifal , MG) y Embrapa Milho e Sorgo (MG) evaluó el potencial de dos nuevos grupos químicos del azúcar natural trehalosa - tosilo y azida - ( ver explicaciones en la tabla a continuación ) para mitigar los efectos de la sequía en el maíz. Los experimentos con una variedad híbrida sensible a la sequía en invernadero mostraron un mayor crecimiento de plantas tratadas con estos derivados. Esto prueba el efecto bioestimulante de la sustancia y abre el camino a nuevos estudios a favor de la reducción del estrés hídrico en el cultivo de este cereal en Brasil. Como es natural, el azúcar trehalosa se ha sugerido como una alternativa para diabéticos y en dietas con glucosa reducida.

Los resultados de la investigación se publicaron en el artículo “ Una mezcla de derivados de trehalosa mitiga los efectos adversos de los déficits hídricos en el maíz: un análisis de la eficiencia fotosintética mezcla de derivados de la trehalosa mitiga los efectos adversos de los déficits hídricos en el maíz: un análisis de la ” ( Una fotosintética eficiencia ) y en la revista Photosynthetica  - Revista Internacional de Investigación en Fotosíntesis .

Según los investigadores Paulo César Magalhães , de Embrapa Milho e Sorgo, y Thiago Corrêa de Souza, de la Universidad Federal de Alfenas, el híbrido de maíz sensible a la sequía se utilizó para evaluar mejor el efecto del tratamiento con una mezcla de derivados de trehalosa. “El resultado principal fue un aumento en la tasa de fotosíntesis (intensidad de la fotosíntesis) en las plantas sometidas a las sustancias. Este incremento se debió a la mayor densidad de los estomas (estructuras microscópicas que se encuentran en la epidermis de las hojas), que son estructuras encargadas de realizar el intercambio de gases foliar ”, explican los expertos.

Magalhães destaca que, a pesar de haber sido un estudio básico, abre perspectivas para que en el futuro se utilicen nuevos bioestimulantes para mitigar el estrés hídrico en las plantas de maíz.

Embrapa tiene una gran y muy productiva trayectoria de investigación realizada en conjunto con el profesor Thiago Souza. “El Instituto de Química (IQ), representado por la profesora Danielle F. Dias, y el Instituto de Ciencias de la Naturaleza (ICN) de la Universidad tienen una muy buena infraestructura, con colegas capacitados y una excelente experiencia en el tema tratado”, agrega Magalhães. El artículo publicado en Photosynthetica fue generado a partir de la tesis de maestría del Programa de Posgrado en Ciencias Ambientales (PPGCA-UNIFAL) de la estudiante Alexandra dos Santos Ambrósio, titulada Aplicación de derivados de trehalosa en hojas de maíz bajo déficit hídrico: evaluación anatómica y fotosintética .

El uso de tecnología asegura la posición de Brasil en el mercado internacional

El profesor de la Universidad Federal de Alfenas señala que Brasil es uno de los grandes productores mundiales de maíz. Según el estudio de Embrapa Agro en Brasil y en el Mundo: resumen del período 2000 a 2020 , el país ocupa el tercer puesto en producción de maíz, con 100 millones de toneladas (8,2% del total), superado solo por Estados Unidos. Estados y China. En las últimas décadas, la posición relativa de Brasil no ha cambiado al considerar la producción de granos, pero ha crecido en términos de exportaciones.

En 2020, los productores brasileños de maíz exportaron 38 millones de toneladas, es decir, el 19,8% de las exportaciones totales del producto, siendo el segundo mayor exportador del grano, solo detrás de Estados Unidos. Solo el año pasado, las exportaciones nacionales de maíz totalizaron US $ 6 mil millones.

“Debe haber una búsqueda de nuevas tecnologías para enfrentar los diferentes estreses que pueden dañar la producción agrícola y, por lo tanto, no comprometer la economía brasileña. El azúcar trehalosa se ha utilizado para inducir tolerancia al déficit hídrico, pudiendo generar cambios anatómicos, morfológicos y fisiológicos para que la planta sobreviva y mantenga su alta productividad en condiciones de sequía ”, explica Thiago.

¿Qué es la trehalosa de azúcar y cuál es su papel en la mitigación de la sequía en el maíz?

El azúcar trehalosa se clasifica como disacárido porque su estructura consta de dos glucosas. Es un producto muy apreciado por las industrias porque se encuentra ampliamente en la naturaleza (en hongos, camarones, insectos, bacterias y plantas), además de no ser tóxico.

“En las plantas, la trehalosa se produce en las células, en pequeñas cantidades, con la función de proteger contra la desecación y el estrés por déficit hídrico. Varios artículos científicos han demostrado que una aspersión foliar de trehalosa, es decir, una aplicación exógena de este producto, puede inducir tolerancia al déficit hídrico, aumentando los parámetros fisiológicos, la biomasa y, en consecuencia, la producción de grano ”, explica Souza.

Paulo César Magalhães agrega que la búsqueda de soluciones para paliar el déficit hídrico es una de las prioridades de la investigación agrícola brasileña, ya que conduce a una disminución de la productividad en varios cultivos. “En el caso del maíz, la preocupación es aún mayor en la segunda cosecha, cuando el estrés por falta de agua es inminente”, enfatiza.

El conocimiento de la química orgánica permite realizar modificaciones en la estructura de la trehalosa y producir derivados de esta sustancia, como fue el caso de la investigación realizada en alianza entre Embrapa y la Universidad Federal de Alfenas. “Dado que la trehalosa es una sustancia natural y, a partir de ella, llegamos a derivados, estos compuestos se pueden llamar semisintéticos”, dice Souza.

Según él, además de los resultados para el área agrícola, también existen estudios sobre sustancias semisintéticas derivadas de la trehalosa dirigidas a la salud humana, como los agentes antiinflamatorios, por ejemplo. “A pesar de los avances, aún dependemos de una mayor contribución científica en este tema, especialmente en lo que respecta a la aspersión de nuevos derivados en la agricultura para potenciar el efecto mitigante de la trehalosa en las plantas”, señala.

La investigación demuestra una mayor tasa de fotosíntesis

La trehalosa ya tiene un efecto comprobado de mitigación del estrés por déficit de agua. La novedad del estudio desarrollado por Embrapa y la Universidad Federal de Alfenas fue incorporar dos nuevos grupos químicos (tosilo y azida) para medir la eficiencia fotosintética en maíz bajo déficit hídrico, considerando el intercambio gaseoso foliar, la fluorescencia de la clorofila y la anatomía foliar.

La mezcla utilizada en el experimento se aplicó con un aspersor manual en dos momentos: 12 horas antes de la imposición de estrés por déficit hídrico y cinco días después de la imposición de estrés. Las plantas que contenían de cinco a seis hojas completamente expandidas se sometieron a estrés hídrico durante 12 días, seguido de rehidratación. “En pocas palabras, se midieron la fluorescencia de la clorofila y los parámetros de intercambio de gases foliares, además de las medidas anatómicas de las plantas de maíz”, explica el profesor de la Universidad Federal de Alfenas.

“La mezcla de derivados de trehalosa aumentó las tasas de transporte de electrones y fotosintéticos, así como también redujo el daño al aparato fotosintético. Tomó el cambios anatómicos en la hoja que pueden favorecer la tasa fotosintética, como el aumento de la densidad de los estomas, que son apéndices de la epidermis foliar responsables del intercambio de gases. Todos estos efectos son fundamentales para una mayor tolerancia al déficit hídrico del maíz ”, añade Souza.

El estudio mostró que la adición de los dos nuevos grupos químicos potencia la trehalosa en su función de mitigación del estrés hídrico. La mezcla de derivados desencadenó respuestas de las plantas a favor de mantener la actividad fotosintética, incluso si hubo pérdida de agua.

“Estos resultados contribuyen a futuras investigaciones para la prospección de productos que alivien los estreses climáticos, conocidos como bioestimulantes, para expandir y explotar mejor la actividad agrícola, reduciendo los riesgos climáticos”, concluyen los investigadores.

Traducido del portugués.

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