ES2311420B1 - Uso de composiciones que contienen menadiona y/o alguno (s) de sus derivados hidrosolubles a fin de inducir en los cultivos tratados una mejora de sus frutos a la manipulacion y al transporte. - Google Patents
Uso de composiciones que contienen menadiona y/o alguno (s) de sus derivados hidrosolubles a fin de inducir en los cultivos tratados una mejora de sus frutos a la manipulacion y al transporte. Download PDFInfo
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- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N41/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a sulfur atom bound to a hetero atom
- A01N41/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a sulfur atom bound to a hetero atom containing a sulfur-to-oxygen double bond
- A01N41/04—Sulfonic acids; Derivatives thereof
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Abstract
Uso de composiciones que contienen menadiona y/o
alguno(s) de sus derivados hidrosolubles a fin de inducir en
los cultivos tratados una mejora de sus frutos a la manipulación y
al transporte.
Uso de composiciones que contienen menadiona y/o
sus derivados hidrosolubles para bioestimular los mecanismos
naturales de absorción y transporte del Ca2+ por la planta,
contribuyendo por una parte, a prevenir la fisiopatía del fruto por
la carencia de Ca2+, contrarrestando en parte las pérdidas en la
producción por este concepto, y por otra, mejorando la resistencia
a la manipulación y transporte de frutos.
Estas soluciones acuosas pueden contener
indistinta o conjuntamente Vitamina K3, derivados solubles
[menadiona sodio bisulfito] o escasamente solubles [menadiona
nicotinamida bisulfito]. Se aplican preferentemente por
pulverización de la parte aérea de la planta o por el sistema de
riego, pudiéndose mezclar con varios aditivos, como fertilizantes,
insecticidas, nematocidas, fungicidas, bactericidas y
herbicidas.
Description
Uso de composiciones que contienen menadiona y/o
alguno(s) de sus derivados hidrosolubles a fin de inducir en
los cultivos tratados una mejora de sus frutos a la manipulación y
al transporte.
Bioestimulación de los mecanismos naturales de
las plantas. Mecanismos naturales de absorción y transporte del
Ca2+ por la planta. Mejora características tecnológicas de frutas.
Resistencia a la manipulación y transporte. Tratamientos
postcosecha.
Las fisiopatías que afectan a los frutos de los
principales cultivos así como los problemas asociados a los mismos
en la post-cosecha disminuyen la calidad de la
cosecha al mismo tiempo que representan un problema para la
manipulación, transporte de los frutos y vegetales cosechados. El
fenómeno del pardeamiento de frutos y vegetales durante el
crecimiento, recogida y almacenamiento, así como de sus derivados y
productos procesados, tales como zumos, extractos, etc,
constituyen un problema de primera magnitud para la industria
agroalimentaria. En general, este fenómeno se reconoce como una de
las principales causas de pérdida de calidad y valor comercial.
Este pardeamiento puede producir cambios importantes tanto en la
apariencia (coloración oscura) como en las propiedades
organolépticas de vegetales comestibles, además de ir acompañado de
olores y del deterioro del valor nutricional.
Diferentes fisiopatías que afectan al tomate
(Blosson-end rot) o al manzano
(Bitter-pit) han sido objeto de numerosos
estudios dada la elevada repercusión económica que tendría su
reducción. Ambas fisiopatías se atribuyen a alteraciones en los
procesos de absorción y transporte de calcio desde las raíces a los
frutos, concretamente a la parte distal. Este hecho se ha podido
demostrar induciendo la aparición de esta fisiopatía mediante la
restricción del contenido de las sales de calcio en la disolución
nutritiva del suelo o bien mediante experimentos realizados en
cultivo hidropónico. También se ha podido correlacionar una mayor
incidencia con otros factores que afectan directa o indirectamente
a la absorción y transporte de calcio en la planta, como son el
incremento de la salinidad en el suelo, condiciones de estrés
hídrico, falta de aireación de las raíces, entre otros factores
abióticos.
El porcentaje de frutos afectados por este tipo
de fisiopatías se intensifica en condiciones de invernadero, donde
los requerimientos de calcio por parte de los frutos, como
principales sumideros de elementos nutricionales durante la etapa
de crecimiento celular rápido, aumentan por unidad de área y
tiempo. Situaciones de déficit de calcio provocan una pérdida de
integridad de las membranas y paredes celulares que conforman el
tejido de los frutos. Este hecho provoca la rotura de las paredes
celulares de las células de los tejidos e induce una mezcla de los
componentes del citoplasma y de los contenidos de los diferentes
compartimentos celulares. En el tomate, por ejemplo, estos procesos
a nivel celular se traducen a nivel macroscópico en una pérdida de
turgencia en las partes apicales de los frutos que avanza en forma
de círculos concéntricos sobre todo en la etapa de crecimiento
rápido de las células que componen los tejidos de los frutos de
tomate jóvenes, seguido de un ennegrecimiento (necrosis) de los
tejidos afectados. La aparición de estos síntomas constituye la
fisiopatía que se denomina podredumbre apical. Los síntomas típicos
de esta fisiopatía son el pardeamiento y necrosis de los
frutos.
El aumento de la demanda de calcio para la
síntesis de la pared celular, como resultado de una rápida
expansión celular debida a un importe elevado de sacarosa al fruto,
parece inducir el desarrollo de podredumbre apical en frutos de
tomate. La aparición de esta fisiopatía en el tomate tiene además
un componente genético. La eficiencia en la distribución o
transporte de calcio varía con la línea genética existiendo
variedades con un mayor o menor grado de susceptibilidad.
En los últimos años se ha suscitado un enorme
interés por el papel del calcio (Ca2+) en las células vegetales, ya
que, entre otras funciones, es el único elemento químico reconocido
que actúa como mensajero en plantas. Es un hecho conocido que los
iones Ca2+ una vez liberados por el retículo endoplasmático al
citoplasma son atrapados por unas proteínas denominadas
calmodulinas, presentes en todas las células eucariotas.
Recientemente se ha demostrado que se producen cambios en la ruta
biosintética de Ca2+-calmodulina y proteínas similares como
consecuencia de señales externas. Asimismo, se han identificado
canales de Ca2+ y se han caracterizado, a escala bioquímica y
molecular, quinasas dependientes de calcio.
Numerosos estudios han señalado la importancia
que tienen dos importantes mecanismos de transporte de calcio al
fruto: las auxinas y flujo de transpiración. Las auxinas han sido
implicadas en la activación de la transcripción de genes que
codifican la síntesis de calmodulina, la cual es capaz de unirse a
los iones de Ca2+ y de movilizarlo dentro de la célula,
incrementando de esta forma la plasticidad de las paredes
celulares, factor esencial necesario para la expansión celular
asociada al crecimiento vegetal.
Los reguladores del crecimiento en general
tienen la capacidad de modular a través del metabolismo de las
auxinas el desarrollo y crecimiento de los plantas.
En los últimos 25 años hemos venido investigando
sobre el efecto que los reguladores del crecimiento de las plantas
podrían producir en el reforzamiento de los mecanismos naturales de
defensa de las plantas y, como consecuencia, en la inducción de
resistencia a patógenos y plagas en las plantas tratadas con dichos
reguladores. En estas investigaciones hemos observado como un
determinado tipo de reguladores del crecimiento de las plantas, los
derivados hidrosolubles de la Vitamina K, eran capaces de estimular
los mecanismos naturales de defensa de las plantas tratadas y
consecuentemente de inducir resistencia frente a los ataques de
patógenos y plagas: ["Compositions for inducing resistance to
tracheomycosis in plants". Patente: WO 95/03702, publicada:
09.02.95]; ["Uso de composiciones que contienen menadiona, para
bioestimular el metabolismo de plantas a fin de inducir su
resistencia a patógenos y plagas". Patente: 95ES - 9500522,
publicada: 16.04.99].
La bibliografía sobre los reguladores del
crecimiento de las plantas basados en la Vitamina K y sus derivados
solubles en agua es muy reducida, apareciendo la primera referencia
como Patente, en 1985 ["Plant growth regulator - - -
contg. menadione bisulphite - - - giving cold
resistance to rice, vegetables, flowers and fruti trees". 83JP -
179430, publicada: 24.04.85.], y seguida cronológicamente por las
siguientes Patentes: ["Citrus fruit quality improving agent
- - - contains water - soluble Vitamin K deriv. As
active component" 85JP - 055993, publicada: 25.09.86]; ["Plant
growth regulator promoting increase in harvest yield - contains
water - soluble Vitamin K other than menadione bisulphite
adduct". 85JP - 054297, 25.09.86]; ["Agent for promoting
maturity crops - contains water - soluble Vitamin-K
deriv. e.g. menadiol dinicotinate". 86JP - 028878, publicada:
20.08.87]; ["Additive for rice seedlings cultivating mat
- - - contains water sol. Vitamin-K
deriv. as active component". 86JP - 030770, publicada:
20.08.87]; ["Fatigue of strawberry root preventing agent
- - - contains water soluble Vitamin-K
deriv. as active component". 86JP - 032021, publicada:
22.08.87]; ["Plant growth accelerator compsn.
- - - - based on Vitamin-K, contg.
menadione and menadiol cpds. With aromatic amine salts and a
carrier". 85ES - 542475, publicada: 16.06.88]; ["Plant growth
regulation". 76US - 4764201, publicada: 16.08.88]; ["Seed
treatment compsn. - - - - - contg.water -
sol. Vitamin-K deriv. Of álcali metal, alkaline
earth metal, etc.". 89JP - 040255, publicada: 04.09.90];
["Plant growth regulator for increase yield and quality
- - - - Vitamin-K3 and choline
salt as active components". 89JP - 155629, publicada: 01.02.91];
["Plant growth promotion - with menadione bisulphite adducts of
vitamin (s) or aminoacid (s)". 90IT - 020777, publicada:
15.01.92]; ["Growth activator contg. Vitamin-K
derives - for agricultural or horticultural crop plant alleviating
of chemical injury caused herbicide". 90JP - 153870,
publicada:16.01.92].
Hasta la publicación (16.04.99) de nuestra
Patente: 95ES-9500522, antes señalada, no aparecen
en la bibliografía referencias que relacionaran este tipo
específico de reguladores del crecimiento de las plantas, la
Vitamina-K y sus derivados hidrosolubles, con la
inducción de resistencia a patógenos y plagas en las plantas
tratadas con dicho tipo de reguladores. Hemos seguido investigando,
especialmente, en el cultivo de platanera (banana) y observamos
como un derivado hidrosoluble de la Vitamina K3, la menadiona sodio
bisulfito ó MSB, estimulaba el adelanto de la floración de
las plantas tratadas, frente a las no-tratadas.
Consecuencia de estas investigaciones fue la publicación de las dos
Patentes siguientes:["Uso de composiciones que contienen
menadiona, para bioestimular el metabolismo de las plantas a fin de
adelantar la floración en los cultivos de plátanos". 95ES -
9500523, publicada: 01.10.98]; ["Utilization of compositions
which contain menadione for the biostimulation of plant metabolism
in order to induce their resistance to pathogens and pests and/or
accelerate their blooming". WO 96/28026].
Hemos demostrado que las plantas tratadas con
derivados hidrosolubles de la Vitamina K3, especialmente con el
MSB, no solamente inducen resistencia a patógenos y plagas
[Patentes: WO 95/03702; 95ES - 9500522; WO 96/28026], sino que
además originan el desarrollo de propiedades antialimentarias
frente a los ataques de patógenos y plagas, en las plantas tratadas
[Patente ES-200601179].
Hemos seguido investigando sobre las propiedades
del MSB en relación a las fisiopatías que afectan a
numerosos cultivos, asociadas a una deficiente absorción y
transporte del calcio a los frutos y, sorprendentemente, hemos
observado un efecto positivo frente a la aparición de las mismas en
las plantas tratadas con MSB. Ninguna referencia ha aparecido hasta
la fecha en la bibliografía que relacione la vitamina K_{3} y/o
alguno de sus derivados hidrosolubles con la inducción de una mayor
resistencia a la manipulación y transporte de frutos en aquellas
plantas tratadas con alguno de los citados componentes activos.
Esta invención está relacionada con el tema
general de las fisiopatías que afectan a los cultivos y con la
posibilidad que existe de inducir una mayor resistencia a las
mismas mediante el uso de composiciones que contienen menadiona
(vitamina K_{3}). La aplicación a las plantas de composiciones
que contienen menadiona y/o alguno de sus derivados hidrosolubles,
principalmente menadiona sodio bisulfito (MSB), es capaz de inducir
a través de la bioestimulación de la absorción y transporte del
calcio por la planta, una mayor resistencia a las fisiopatías
causadas por deficiencias en el metabolismo de este elemento. De
esta forma el tratamiento con MSS, por un lado, contrarresta en
parte la incidencia de este tipo de fisiopatías disminuyendo los
costes debidos a las mermas en la producción por este concepto, y
por otro, a través de un aumento de la dureza de los frutos, mejora
la manipulación y el transporte de los
mismos.
mismos.
Esta invención está relacionada con el uso de
composiciones que contienen menadiona y/o alguno (s) de sus
derivados hidrosolubles que cuando son aplicadas a las plantas son
capaces de bioestimular los mecanismos naturales de absorción y
transporte del calcio de la planta, a fin de inducir en los
cultivos tratados una mejora de sus frutos a la manipulación y al
transporte.
Esta invención describe el uso de una clase de
compuestos que son sistémicos, biodegradables, no pesticidas, no
tóxicos e inocuos desde el punto de vista medioambiental, y que no
son peligrosos para las plantas, los animales y las personas.
Dichos compuestos, que originan el desarrollo de propiedades que
afectan positivamente al transporte de calcio en la planta
induciendo en los cultivos tratados una mejora de la manipulación y
del transporte de los frutos cosechados, son:
La menadiona o Vitamina K3
(2-metil-1,4-naftalendiona
ó
2-metil-1,4-naftoquinona),
Merk index = 5714,
C.A.R.N.=[58 -27 - 5] y sus derivados solubles en agua {preferentemente los diferentes compuestos de adición formados con bisulfito sódico (menadiona sodio bisulfito ó MSB, M.I. = 5716, C.A.R.N.= [130-37-0], o con bisulfito potásico, o con bisulfito amónico, o con bisulfito magnésico}, y otros derivados de la Vitamina K3 de bajo nivel de solubilidad en agua {preferentemente menadiona nicotinamida bisulfito o MNB, menadiona ácido p-aminobenzoico bisulfito menadiona histidina bisulfito, menadiona adenina bisulfito, menadiona ácido nicotínico bisulfito y menadiona triptofano bisulfito}.
C.A.R.N.=[58 -27 - 5] y sus derivados solubles en agua {preferentemente los diferentes compuestos de adición formados con bisulfito sódico (menadiona sodio bisulfito ó MSB, M.I. = 5716, C.A.R.N.= [130-37-0], o con bisulfito potásico, o con bisulfito amónico, o con bisulfito magnésico}, y otros derivados de la Vitamina K3 de bajo nivel de solubilidad en agua {preferentemente menadiona nicotinamida bisulfito o MNB, menadiona ácido p-aminobenzoico bisulfito menadiona histidina bisulfito, menadiona adenina bisulfito, menadiona ácido nicotínico bisulfito y menadiona triptofano bisulfito}.
Las composiciones que originan el desarrollo de
propiedades que afectan positivamente al transporte de calcio en
las plantas tratadas, induciendo en los cultivos tratados una
mejora de la manipulación y transporte de los frutos cosechados,
contienen:
Vitamina K3 y/o al menos uno de sus
derivados solubles en agua [preferentemente el menadiona sodio
bisulfito o MSB] y/o al menos uno de sus derivados de bajo
nivel de solubilidad en agua [preferentemente el menadiona
nicotinamida bisulfito o MNB].
La aplicación a la superficie de la planta de
una de las composiciones anteriormente señaladas, conteniendo una
cantidad efectiva de uno o más de los compuestos descritos, origina
una respuesta protectora frente a las fisiopatías originadas por
las deficiencias de calcio en el fruto.
La forma recomendada para aplicar las diferentes
composiciones es la pulverización de la parte aérea de la planta,
lo que no excluye, por ejemplo, inyección en el tallo, aplicación
directa al suelo u otro medio de crecimiento de la planta, o
indirectamente a través del agua de riego (o solución de cultivo),
o por inmersión en las composiciones del sistema radicular o de la
totalidad de la planta.
La efectividad de los componentes activos de las
composiciones, referida a Vitamina K3, MSB y
MNB puede esperarse a las siguientes concentraciones:
Vitamina K3 entre 0.0001 y 200 p.p.m.; MSB entre
0.001 y 10000 p.m.m.; MNB entre 0.001 y 10000 p.p.m.;
preferentemente Vitamina K3 entre 0.001 y 100 p.p.m.,
MSB entre 0.01 y 5000 p.p.m., MNB entre 0.01 y 5000
p.p.m.
La concentración de los componentes activos de
las composiciones dependerá del tipo de planta, fase de desarrollo
de la misma, así como de la frecuencia y forma de aplicación de las
composiciones.
Asimismo, dichas composiciones se pueden mezclar
con varios aditivos, por ejemplo: fertilizantes orgánicos e
inorgánicos, insecticidas, nematocidas, fungicidas, bactericidas,
herbicidas.
Figura 1. Expresión del gen calmodulina en las
hojas de tomate 6 días post-tratamiento.
Ejemplo
1
Descripción del experimento: Se tomaron
hojas de tomate (3 réplicas/trat/día) de 8 semanas correspondientes
a los diferentes tratamientos ensayados (MSB 60 p.p.m., Control
agua destilada) a los 3 y 6 días posteriores al tratamiento
(pulverización foliar de 200 ml/planta). Una vez cortadas las hojas
fueron convenientemente etiquetadas guardadas en bolsas plásticas y
conservadas a - 80°C hasta su procesamiento. Para medir la
expresión del gen objetivo se utilizó la técnica conocida como
relativa- cuantitativa RT-PCR (retrotranscripción
acoplada a una reacción en cadena de la polimerasa de ADN). En
primer lugar se procedió a la extracción del RNA total. Una vez
aislado el RNA se partió de 1 \mug del mismo para sintetizar la
primera hebra de complementario de ADN. Para el análisis del gen en
cuestión, calmodulina, se llevaron a cabo reacciones multiplex
RT-PCR consistentes en la amplificación simultánea
de transcriptos del gen de la calmodulina (GenBank Accession number
M67472) y de un gen constitutivamente expresado (estándar interno).
Las reacciones de de PCR fueron llevadas a cabo en un volumen
total de 15 \mul con 1.5 \mul de buffer 5X, 0.3 \mul de dNTP
mix, 1.2 \mul de cada cebador de calmodulina (5 \muM de cada
cebador: Izdo: 5'- GAG GAG CAG ATC GCT GAG TT-3';
dcho: 5'- CAC TTG GCA AGC ATC ATA CG -3', cebador derecho e
izquierdo respectivamente), 1.2 \mul de 18S:Competimers Kit de
Ambion® (ratio 2:8), 0.06 \mul de Taq polimerasa, 0.75 \mul
MgC12 y 8.5 \mul de agua. Condiciones PCR: desnaturalización
inicial de 94°C 2 min. seguido de 35 ciclos de 94°C 30 sec., 60°C
30 sec., 72°C 30 sec. y una extensión final a 72°C durante 5
min.
Para el análisis de los geles de agarosa tras la
electroforesis se utilizó el Kodak 1D Image Analysis Software. En
el tratamiento Control no fue detectada ninguna expresión de este
gen, a los 3 y 6 días posteriores al tratamiento (dpt), en cambio,
tanto a los 3 como a los 6 dpt se pudo observar expresión del gen
de la calmodulina (en la figura 1 sólo se muestra la expresión a
los 6 dpt).
El gen que codifica para la síntesis de la
proteína calmodulina no es un gen constitutivo de la planta sino
que es inducible. Los resultados obtenidos muestran claramente que
el tratamiento con MSB de las plantas de tomate indujo la
expresión de este gen, lo que implica una relación entre el
tratamiento de las plantas con MSB y la movilización de cationes
calcio en la planta a través de su unión específica con la
calmodulina.
Ejemplo
2
Descripción del experimento: Se ensayó en
una parcela de un cultivo de fresón la eficacia del tratamiento con
MSB sobre el grado de dureza del fruto. La determinación del grado
de dureza se realizó tanto en la parcela tratada (tratamiento MSB)
como en otra parcela no tratada con MSB del mismo cultivo de fresón
(tratamiento Control). Las plantas fueron tratadas foliarmente (con
60 p.p.m. de MSB o solo con agua) cada 15 días a partir del
transplante hasta 2 semanas antes de la recolección. Se
recolectaron nueve frutos al azar por cada tratamiento. Se dejaron
los frutos dos días en una cámara a 2°C. Para la determinación de
la dureza de la fruta se utilizó un penetrómetro
(0-5 Kg-fuerza/cm^{2}), haciéndose
varias medidas para cada fruto. La determinación fue realizada a
20°C.
Estos resultados muestran claramente que el
tratamiento con MSB de las plantas de fresón aumenta
significativamente la dureza de la fruta recolectada, lo que implica
por una parte, una mayor resistencia a la manipulación y al
transporte de los frutos, y por otra, que éstos como consecuencia
sean más durables.
El tratamiento con estas composiciones, por un
lado, contrarresta en parte la incidencia de este tipo de
fisiopatías disminuyendo los costes debidos a las mermas en la
producción por este concepto, y por otro, a través de un aumento de
la dureza de los frutos, mejora la manipulación y transporte de los
mismos.
Claims (7)
1. Uso de composiciones para bioestimular la
absorción y transporte del calcio por la planta
caracterizadas porque contienen en solución acuosa, al menos
uno de los siguientes componentes activos
- -
- 0.0001 a 200 p.p.m. de Vitamina K3;
- -
- 0.001 a 10000 p.p.m. de un derivado de Vitamina K3 soluble en agua, preferentemente un bisulfito;
- -
- 0.01 a 10000 p.p.m. de un derivado de Vitamina K3 de bajo nivel de solubilidad en agua preferentemente un bisulfito;
a fin de aumentar la dureza del
fruto en al menos un 15% y con ello mejora la manipulación y
transporte de los
mismos.
2. Uso de composiciones según la reivindicación
1, caracterizadas porque se aplican a la parte aérea de la
planta, preferentemente mediante pulverización.
3. Uso de composiciones según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizadas porque se aplican al
tallo de la planta, preferentemente por inyección.
4. Uso de composiciones, según las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque se aplican
directamente al suelo u otro medio de crecimiento de las plantas, o
indirectamente a través del agua de riego (o solución de cultivo),
o por inmersión del sistema radicular de las plantas en las
composiciones reivindicadas en 1.
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Cited By (1)
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EP2725002A1 (en) | 2011-06-24 | 2014-04-30 | AGRO Stock S.A. | Fertilizing compound for increasing the calcium content of plants and improving the preservation thereof |
Families Citing this family (1)
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FR2028171A1 (en) * | 1969-01-13 | 1970-10-09 | Camici Maria | Preserving vegetable products during - transportation |
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2007
- 2007-07-30 ES ES200702119A patent/ES2311420B1/es active Active
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2008
- 2008-07-29 WO PCT/ES2008/070149 patent/WO2009024634A1/es active Application Filing
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---|---|
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