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Una solución fresca de menta: usando un compuesto similar al mentol para activar los mecanismos inmunes de las plantas

Una solución fresca de menta: usando un compuesto similar al mentol para activar los mecanismos inmunes de las plantas
Un estudio reciente encontró que un compuesto derivado del mentol, que a su vez proviene de las hojas de menta, puede ayudar a los agricultores a reducir las pérdidas de cultivos relacionadas con las plagas sin tener que depender de pesticidas químicos Crédito: Travis Colbert en Unsplash

Aunque las plantas pueden parecer bastante inactivas para los observadores casuales, la investigación sobre biología vegetal ha demostrado que las plantas pueden enviarse señales entre sí sobre las amenazas en sus entornos locales. 


por la Universidad de Ciencias de Tokio


Estas señales toman la forma de químicos en el aire, llamados compuestos orgánicos volátiles (COV), liberados de una planta y detectados por otra, y los biólogos de plantas han descubierto que una clase diversa de químicos llamados terpenoides juegan un papel importante como señales de peligro en el aire.

Estudios anteriores han demostrado que las plantas de soja y frijol lima liberan señales terpenoides que activan genes relacionados con la defensa en plantas vecinas de la misma especie, y esta activación genética inducida químicamente puede ayudar a las plantas a protegerse de amenazas como plagas herbívoras.

En los últimos años, los científicos se han dado cuenta de que la capacidad de estas señales químicas para impulsar los mecanismos de defensa de las plantas podría convertirlas en herramientas útiles de control de plagas para la agricultura y la horticultura. Uno de esos científicos es el Prof. Gen-ichiro Arimura de la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón. El profesor Arimura señala que «el desarrollo de la tecnología agrícola hasta la fecha ha dependido en gran medida del uso de pesticidas y fertilizantes químicos, lo que ha provocado la contaminación ambiental y la destrucción de ecosistemas». Como alternativa más ecológica a los pesticidas, las moléculas de señalización de terpenoides pueden ayudar a los agricultores a continuar con la producción de alimentos vitales mientras se reducen los costos ambientales asociados.

En pos de este objetivo, el profesor Arimura y sus colegas decidieron investigar el mentol, compuesto terpenoide, que se deriva de las hojas de menta y puede activar el sistema inmunológico de las plantas. El objetivo de este proyecto, que los investigadores describen en un artículo publicado recientemente en la revista Plant Molecular Biology , era desarrollar compuestos que sean estructuralmente similares al mentol pero que mejoren la capacidad del mentol para activar el sistema inmunológico de las plantas. Por lo tanto, los investigadores experimentaron con la modificación química del mentol mediante la unión de aminoácidos, que son un conjunto de compuestos estructuralmente diverso que las células vivas utilizan para construir proteínas. En total, los investigadores sintetizaron seis derivados de mentol diferentes con aminoácidos adjuntos.

Una solución fresca de menta: usando un compuesto similar al mentol para activar los mecanismos inmunes de las plantas
Reducción del daño foliar causado por insectos por exposición al ment-Val. Crédito: Universidad de Ciencias de Tokio

Luego, los investigadores probaron los derivados de mentol resultantes para ver si los compuestos modificados podrían superar al mentol no modificado en la activación de los mecanismos de defensa de las plantas. Para hacer esto, trataron las hojas de soja con mentol o uno de los seis derivados del mentol para ver cuál de los derivados, si alguno, podría superar al mentol en sí mismo para aumentar los niveles de expresión de dos genes de la soja relacionados con la defensa después de 24 horas de exposición. Descubrieron que sólo uno de los compuestos modificados superó al mentol, y este compuesto se llama éster de mentilo de valina, o «ment-Val» para abreviar.

Los investigadores descubrieron que rociar hojas de soja una vez con una solución de ment-Val aumentó la expresión de los genes relacionados con la defensa durante tres días, y una segunda rociadura en el cuarto día funcionó para impulsar nuevamente la expresión de esos genes. Estos hallazgos sugieren que ment-Val podría proporcionar un control de plagas sostenible para los agricultores que cultivan soja. Otros experimentos mostraron que el ment-Val también aumentó la expresión de genes relacionados con las defensas en otros cultivos, incluidos los guisantes, el tabaco, la lechuga y el maíz. Ment-Val también demostró ser bastante estable en diversas condiciones, lo que sugiere que los agricultores probablemente no perderían el compuesto por degradación durante el almacenamiento.

En general, estos resultados sugieren que el ment-Val podría ser extremadamente útil como alternativa a los pesticidas químicos de los que dependen tantos agricultores. El profesor Arimura señala que rociar ment-Val puede ser una forma eficaz de «reducir el daño de las plagas a la soja y otros cultivos». Ha solicitado una patente sobre el uso de ment-Val como agente de protección de cultivos y predice que la comercialización de ment-Val «generará miles de millones de yenes en beneficios económicos a través de su uso por parte de empresas que operan en los campos de la horticultura y la agricultura. » También señala que las propiedades antiinflamatorias de ment-Val podrían hacerlo útil para la medicina humana.

El futuro ciertamente será emocionante para la investigación de derivados del mentol como ment-Val.



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