WO2017158225A1 - Uso de aminoácidos cíclicos no prolínicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico - Google Patents

Uso de aminoácidos cíclicos no prolínicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico Download PDF

Info

Publication number
WO2017158225A1
WO2017158225A1 PCT/ES2017/070153 ES2017070153W WO2017158225A1 WO 2017158225 A1 WO2017158225 A1 WO 2017158225A1 ES 2017070153 W ES2017070153 W ES 2017070153W WO 2017158225 A1 WO2017158225 A1 WO 2017158225A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
formula
compound
plants
conditions
tolerance
Prior art date
Application number
PCT/ES2017/070153
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
David JIMÉNEZ ARIAS
Andrés BORGES RODRÍGUEZ
Alicia Boto Castro
Francisco VALDÉS GONZÁLEZ
José Antonio PÉREZ PÉREZ
Juan Cristo Luis Jorge
Original Assignee
Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic)
Universidad De La Laguna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic), Universidad De La Laguna filed Critical Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic)
Priority to ES17765908T priority Critical patent/ES2898638T3/es
Priority to BR112018068809-6A priority patent/BR112018068809B1/pt
Priority to EP17765908.3A priority patent/EP3430905B1/en
Priority to US16/085,465 priority patent/US20190159449A1/en
Priority to MX2018011301A priority patent/MX2018011301A/es
Priority to HRP20211694TT priority patent/HRP20211694T1/hr
Priority to PE2018001818A priority patent/PE20190167A1/es
Publication of WO2017158225A1 publication Critical patent/WO2017158225A1/es
Priority to ZA2018/06903A priority patent/ZA201806903B/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • 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
    • A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • A01N43/40—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom six-membered rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • 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
    • A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • A01N43/36—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom five-membered rings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • 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
    • A01N33/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic nitrogen compounds
    • A01N33/02—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • A01N33/06—Nitrogen directly attached to an aromatic ring system

Definitions

  • the present invention relates to the use of organic molecules to increase the tolerance of plants to conditions of osmotic stress caused by the difficulty in accessing the water in the environment, such as those caused by saline stress or water deficit. Based on the foregoing, this invention can be included in the area of the application of compounds and substances to favor the development of plants under the described conditions of osmotic stress.
  • Physiological drought occurs when soluble salts are found in high concentrations in the soil solution, limiting water intake by the plant due to the low water potential that is generated.
  • osmotic stress occurs in plants, which results in the generation of a very similar physiological, biochemical and molecular response that affects their development (Sairam and Tyagi, 2004. Current Science 86 (3), 407-421). It is known that plants, and as a survival strategy in these stress situations, can adjust their osmotic potential by generating a lower water potential than that of the soil solution, in order to access the water present in it (Munns and Tester, 2008 Annual Review of Plant Biology 59: 651-681).
  • amino acids specifically the non-proline cyclic amino acids of general formula (I), as an example of which include pipecolinic acid and pyroglutamic acid, are capable of stimulating Natural mechanisms of plants that allow them to overcome osmotic stress conditions, significantly increasing their biomass production in these adverse conditions and bringing it closer to the values of control plants not subjected to such stress (see example 2). They have also observed the effect of stimulating these amino acids on the use of water from plants treated with them in situations of osmotic stress caused by water deficit (see example 5). The inventors have also verified that the use of other different amino acids, used in the same conditions of experimentation, do not achieve a recovery of biomass production with respect to a control or if they achieve it is to a lesser extent (see examples 1 to 5) .
  • the invention relates to the use of at least one compound of formula (I) to increase the tolerance of plants to conditions of osmotic stress
  • n represents an integer between 0 and 1;
  • X represents -OH, -0-Ci. 4 alkyl or -NH-Ci_ 4 alkyl; Y
  • Z represents H, -OH, -SH or -S-Ci_ 4 alkyl
  • n a number between 0 and 1;
  • X represents -OH, -0-Ci_ 4 alkyl or -NH-Ci_ 4 alkyl
  • n a number between 0 and 1;
  • X represents -OH
  • the invention relates to the use of a compound of formula (I) as defined above where the compound of formula (I) is the compound of formula (II).
  • the invention in another embodiment relates to the use of a compound of formula (I) as defined above where the compound of formula (I) is the compound of formula (III).
  • Some compounds of formula (I) have chiral centers that give rise to several stereoisomers.
  • the present invention describes each of these stereoisomers and mixtures thereof.
  • the "conditions of osmotic stress” are caused by a difficulty in accessing the water available in the environment that houses a plant and that the expert in the state of the art knows as a common element to circumstances of meteorological, agricultural, hydrological drought ( situations of water deficit) or physiological (salinity situations), and that has similar effects on the activation of defense mechanisms of the plant and on the decline of its development (Sairam and Tyagi, 2004. Current Science 86 (3), 407 -421).
  • the invention relates to the use of a compound of formula (I) as defined above to increase tolerance to osmotic stress caused by a water deficit. In another embodiment the invention relates to the use of a compound of formula (I) as defined above to increase tolerance to osmotic stress produced by salinity.
  • some of the compounds of the present invention may exist as several diastereoisomers and / or several optical isomers.
  • the diastereoisomers can be separated by conventional techniques such as chromatography or fractional crystallization.
  • Optical isomers can be resolved by conventional optical resolution techniques to give optically pure isomers. This resolution can be carried out in any of the intermediate products of a compound of formula (I).
  • Optically pure isomers can also be obtained individually using enantioselective synthesis.
  • the present invention covers all individual isomers as well as mixtures thereof (for example racemic mixtures or mixtures of diastereoisomers), both obtained by synthesis and by physical mixing thereof.
  • the invention in a second aspect, relates to a method for improving tolerance to osmotic stress conditions, hereinafter method of the invention, which comprises administering to the plant an effective dose of at least one compound of formula (I) such and as defined above.
  • the method of the invention comprises using the compound of formula (I) in aqueous solution .
  • the method of the invention also comprises using the amino acid of the invention together with various vehicles and agents that facilitate its conservation, handling and application.
  • the invention relates to the method defined above where the compound of formula (I) can be used in conjunction with another active ingredient.
  • additional active ingredient are, by way of indication and not limitation, nematicides, insecticides, acaricides, fungicides, bactericides, herbicides, growth regulators, fertilizers, synergists, fertilizers and soil conditioners, and preferably where the additional active ingredient is selected from nematicide, insecticide, acaricide, fungicide, bactericide and herbicide.
  • the addition of only one of the amino acids of the invention causes beneficial effects on increasing tolerance to situations of osmotic stress, increasing its biomass production to values very similar to those of plants that are not subjected to this stress, the invention It also includes the simultaneous combination of more than one compound of formula (I), such as the compound of formula (II), also referred to as pipecolinic acid, and the compound of formula (III), also referred to as pyroglutamic acid.
  • compound of formula (II) such as the compound of formula (II), also referred to as pipecolinic acid
  • the compound of formula (III) also referred to as pyroglutamic acid.
  • the method of the invention is applicable to increase the tolerance to osmotic stress caused by a water or salinity deficit.
  • Ci. 4 alkyl as a group or part of a group, means a straight or branched chain alkyl group containing 1 to 4 C atoms; and includes the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl and te / f-butyl groups.
  • plant means indistinctly both an individual and a plurality thereof, whether considered in its entirety, that is, including aerial part and radical part irrespective of their stage of development, or partially considered , that is, any portion thereof that can be used as plant material for reproduction or multiplication.
  • Plant breeding material means both the seed and the fruit that comprises it.
  • Multiplication plant material means any fragment of a plant from which at least one new specimen can be obtained and which is normally used as a basis in propagation techniques, such as propagation by layers, cuttings, stakes, stolons, buds, rhizomes, tubers, bulbs or corms; graft propagation; micropropagation; or propagation by in-vitro culture.
  • propagation techniques such as propagation by layers, cuttings, stakes, stolons, buds, rhizomes, tubers, bulbs or corms; graft propagation; micropropagation; or propagation by in-vitro culture.
  • the most suitable techniques may include spraying the amino acid of the invention on the leaves, or injection into the stem, while for the root part, the application It can be done by incorporation into the irrigation water or the substrate that houses the plant.
  • the radical part in a solution comprising the amino acid of the invention or the total immersion of the plant material, either of reproduction or multiplication.
  • the application is by immersion of the radical part.
  • Examples of cultivation in which the method of the invention can be applied are any monocot or dicot crop, for indicative and non-limiting purposes, cereal, fruit, vegetable, vegetable, or ornamental plant crops.
  • an example of cultivation is tomato.
  • the invention relates to the method as defined above, which comprises the application in aqueous solution of the compound of formula (I) by immersion of the root system.
  • the invention relates to the method as defined above, which comprises the application in aqueous solution of the compound of formula (I) by immersion of the seeds.
  • the invention relates to the method as defined above, wherein the compound of formula (I) is the compound of formula (II).
  • the invention relates to the method as defined above, wherein the compound of formula (I) is the compound of formula (III).
  • the "effective dose” may optionally increase or decrease according to the amino acid of the selected invention, of the plant material, of its stage of development, of the type of formulation, of the time, of the place, of the frequency of application and of the degree of osmotic stress .
  • the amino acid of the invention is used in a concentration range of 0.1 ⁇ to 3 M.
  • FIGURES Fig. 1 Represents a scheme showing the culture conditions during the test.
  • Fig. 2. Represents the weight of tomato plants after 7 days of growth in the different solutions. * Significant differences with respect to the control group with the same treatment with a p value ⁇ 0.05; ** Significant differences with respect to the control group with the same treatment with a p value ⁇ 0.01.
  • the conditions described below were used as the basis for all the examples included below.
  • the culture conditions, such as the nutrient solution and the substrate used, have been optimized for carrying out this type of experiments.
  • the dose of NaCi used has been optimized for this type of experiments since 50 mM allows to assess whether a treatment is capable of increasing salinity tolerance (Jiménez-Arias ef al., 20 5. Environmental and Experimental Botany 120.23-30).
  • hydroponic culture system For the cultivation of the Arahidopsis thaiiana plants necessary for the tests, a hydroponic culture system was used. This system was established in hydroponic cuvettes with 1.9 L capacity (Araponics®) where 18 plants were grown per container. A mixture of river sand of two different particle sizes was used as a physical substrate.
  • seed-olders seed-olders
  • seed-olders seed-olders
  • a small greenhouse consisting of a high-density polyethylene tray with river sand (washed siliceous sand, with medium grating) with distilled water sterile covered with a transparent plastic sheet, which was deposited in a culture chamber at 22 ⁇ 2 o C, with a photoperiod of 16 hours of light (100-1 10 ⁇ m-2 s- of PAR) and with 100% relative humidity
  • the seed-holders with the seedlings were transferred to the hydroponics trays under the same photoperiod and light intensity conditions, but with 60-70% relative humidity.
  • the seedlings were kept without aeration during the first week, from which the solution (Table 1) was generously aerated by aeration pumps and was renewed every 7 days.
  • Table 1 Hydroponic solution used in the experiments
  • Example 1 Effect of alanine on the response of A. thal ⁇ ana to saline stress caused by the addition of aCI
  • a simple amino acid such as alanine was used.
  • Table 2 shows the results of the amino acid alanine on plant development.
  • Table 2 Effects of alanine on growth in optimal and saline conditions.
  • 21-day plants were treated for 24 hours in nutrient solution enriched with a concentration of 2.5 mM pyrogoglutamic acid or pipecolinic acid. Subsequently, the plants were deposited in normal nutrient solution for 24 hours and afterwards they grew for 7 days in nutrient solution with or without a 50 mM NaCI contribution. This experiment was repeated twice, using 12 plants per experiment, the value shown in Table 2 being the average of 24 plants for each of the conditions.
  • the salt again significantly decreased the growth, as shown by the fresh weight and the relative growth rate of the plant, after one week of being subjected to saline stress. This did not occur in a significant way in those plants that were previously treated with 2.5 mM of pyrogoglutamic acid or with 2.5 mM of pipecolinic acid, so its effect on increasing tolerance to saline stress is proven.
  • the second measure is a percentage of reduction of the relative growth rate of the plant subjected to saline stress conditions.
  • Table 4 shows the results. Table 4: Effects of pyroglutamic acid, pipecolinic acid or hydroxyproline on the sensitivity index
  • TCR (TCRs-TCRc TCRc) x100; TCRs being growth rate of plants grown under saline conditions; TCRc growth rate of plants grown under control conditions).
  • the data shown are the average of two independent experiments with 24 plants in total. The ** show significant differences with respect to the control group with a p ⁇ 0.01.
  • the crop used was the tomato (Solanum / ycopersicum) of the "Gransol" black layer.
  • the experiment was conducted in a glass greenhouse with four tables 10 meters long by 2 wide. Drip irrigation was used, supplied by self-compensated drippers to control the flow of water at all times.
  • Seedlings with five weeks of age were transplanted into pots of 2 liters capacity using a mixture of peat and river sand to facilitate drainage. In total, 120 tomato plants were used. After the transplant, four treatments (spaced every 15 days) were carried out on 40 plants, adding 50 ml of a 2.5 mM Pyroglutamic concentration to each pot. Another 40 plants were treated by root applications using 2.5 mM of pipecolinic acid. The rest of Plants randomly distributed throughout the greenhouse were treated with distilled water as a control. At the end of the four treatments, the drought test began, which was carried out by removing the dropper to 20 plants chosen randomly for each of the treatments. The plants were deprived of water for 10 days. The relative water content of the leaf was estimated at 10 days of drought for each of the treatments, under control conditions and drought conditions, using 15 leaves. For this, the following formula was used:
  • the CHR is the most widely used measure to estimate the possible water deficit of a plant leaf.
  • the data of the different variables were subjected to the normality test using the Kolmogorov-Smirnov test with the Lilliefors correction.
  • the Levene test was used to verify the homocedasticity of the data. As the data behaved following a normal distribution, their means were compared using one-way ANOVA and the significant differences were calculated using the Bonferroni post hoc test. Statistical analyzes were performed with the SSPS version 20 software package for Windows.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Pyrrole Compounds (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

La presente invención propone al uso de aminoácidos cíclicos no prolínicos de fórmula general (I), donde n, X, Y y Z tienen el significado descrito en la descripción, para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico, que tienen su origen en la falta de disponibilidad de agua del medio. Los aminoácidos no prolínicos que se usan en la invención son de origen natural y presentan una efectividad muy superior a la de otros aminoácidos ya conocidos y utilizados con el mismo fin, por lo que se considera que esta invención puede ser de gran utilidad para evitar las pérdidas económicas provocadas por descenso de productividad en cultivos agrícolas.

Description

USO DE AMINOÁCIDOS CÍCLICOS NO PROLÍNICOS PARA AUMENTAR LA TOLERANCIA DE PLANTAS A CONDICIONES DE ESTRÉS OSMÓTICO
D E S C R I P C I Ó N
La presente invención se refiere al uso de moléculas orgánicas para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico provocadas por la dificultad para acceder al agua del medio, tales como las provocadas por el estrés salino o el déficit hídrico. En base a lo anterior, esta invención se puede englobar en el área de la aplicación de compuestos y sustancias para favorecer el desarrollo de plantas en las condiciones descritas de estrés osmótico.
ESTADO DE LA TECNICA La falta de accesibilidad al agua por parte de las plantas es uno de los factores que influyen de manera más determinante en el descenso de productividad de los cultivos agrícolas. Esta falta de accesibilidad al agua puede ser debida tanto a condiciones de sequía meteorológica, agrícola o hidrológica, lo que en suma se refiere a un déficit hídrico en el medio, como a sequía fisiológica.
La sequía fisiológica ocurre cuando las sales solubles se encuentran en altas concentraciones en la solución del suelo, limitando la toma de agua por la planta debido al bajo potencial hídrico que se genera. En cualquiera de las situaciones de sequía anteriormente descritas, se produce un estrés osmótico en las plantas, que tiene como consecuencia la generación de una respuesta fisiológica, bioquímica y molecular muy similar que afecta a su desarrollo (Sairam y Tyagi, 2004. Current Science 86(3), 407-421). Es conocido que las plantas, y como estrategia de supervivencia ante estas situaciones de estrés, pueden ajusfar su potencial osmótico generando un potencial hídrico menor que el de la solución del suelo, para poder acceder al agua presente en la misma (Munns y Tester, 2008. Annual Review of Plant Biology 59: 651-681). Es también conocido que la adaptación de las plantas a diferentes condiciones de estrés, puede estimularse por medio de compuestos químicos para intentar anular el efecto negativo sobre su desarrollo, así por ejemplo, en la patente ES2332494B1 se reivindica el uso de la menadiona, un derivado de la vitamina K, para aumentar la tolerancia de las plantas al estrés osmótico producido por salinidad.
En relación al uso de aminoácidos para mejorar las condiciones de desarrollo de las plantas, es ampliamente conocido que se han utilizado mezclas de este tipo de moléculas orgánicas procedentes del hidrolizado de proteínas en Europa desde el año 1968 para: fertilizar el terreno, como plaguicidas, como herbicidas, como fungicidas y como reguladores de crecimiento mediante un efecto nutricional de los cultivos.
También existen documentos que refieren el uso de aminoácidos para aumentar la tolerancia a situaciones de baja disponibilidad de agua por sequía fisiológica. En este sentido, cabe destacar el trabajo de El-Samad et al. (201 1. Journal of Medicinal Plants Research 5:24, 5692-5699) que refiere el uso de aminoácidos no cíclicos como la fenilalanina o la prolina; o el documento de solicitud de patente US2009054241A1 , en el que se utiliza un derivado de la prolina, concretamente la hidroxiprolina. Sin embargo, en cualquiera de estos casos, la efectividad en relación con el aumento de la tolerancia es todavía limitada.
En base a lo anterior, se considera de interés la búsqueda de nuevos aminoácidos, que al ser aplicados a las plantas, sean capaces de estimular sus mecanismos naturales para aumentar la tolerancia a condiciones de estrés osmótico.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION
Se considera que el problema que resuelve la invención es la selección de moléculas orgánicas, concretamente aminoácidos, que al ser aplicados a plantas, permitan aumentar su tolerancia a las condiciones de estrés osmótico o hídrico y por ende no vean mermada su productividad en relación con plantas no sometidas a dicho estrés.
Los inventores han observado que algunos aminoácidos, concretamente los aminoácidos cíclicos no prolínicos de fórmula general (I), como ejemplo de los cuales se incluyen el ácido pipecolínico.y el ácido piroglutámico, son capaces de estimular los mecanismos naturales de las plantas que les permiten superar condiciones de estrés osmótico, aumentando de forma significativa su producción de biomasa en estas condiciones adversas y acercándola a los valores de plantas control no sometidas a dicho estrés (ver ejemplo 2). También han observado el efecto del estímulo de dichos aminoácidos en el uso del agua de las plantas tratadas con ellos en situación de estrés osmótico provocado por déficit hídrico (ver ejemplo 5). Los inventores también han comprobado que el uso de otros aminoácidos distintos, utilizados en las mismas condiciones de experimentación, no consiguen una recuperación de la producción de biomasa con respecto a un control o si lo consiguen es en menor medida (ver ejemplos 1 a 5).
Las ventajas del uso de los aminoácidos cíclicos no prolínicos de fórmula general (I) que se incluyen en el ámbito de la presente invención son: -tienen un efecto claramente superior al que han mostrado otros aminoácidos descritos en el estado de la técnica, como por ejemplo la alanina o la hidroxiprolina, en la mejora de la tolerancia a condiciones de estrés osmótico;
-se trata de aminoácidos naturales o derivados biodegradables que minimizan el impacto ambiental; y
- posibilitan un manejo seguro por parte de los operarios durante la aplicación.
En un primer aspecto, la invención se refiere al uso de al menos un compuesto de fórmula (I) para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico
Figure imgf000005_0001
dónde: n representa un número entero comprendido entre 0 y 1 ;
Y representa -C=0 o -CH2;
X representa -OH, -0-Ci.4alquilo o -NH-Ci_4alquilo; y
Z representa H, -OH, -SH o -S-Ci_4alquilo,
con la condición de que L-prolina y D-prolina están excluidas de la definición de un compuesto de fórmula (I).
En otra realización la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente donde:
n representa un número comprendido entre 0 y 1 ;
Y representa -C=0 o -CH2;
X representa -OH, -0-Ci_4alquilo o -NH-Ci_4alquilo; y
Z es H,
con la condición de que L-prolina y D-prolina están excluidas de la definición de un compuesto de fórmula (I).
En otra realización la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente donde:
n representa un número comprendido entre 0 y 1 ;
Y representa -C=0 o -CH2;
X representa -OH; y
Z es H,
con la condición de que L-prolina y D-prolina están excluidas de la definición de un compuesto de fórmula (I).
En otra realización la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente donde el compuesto de fórmula (I) es el compuesto de fórmula (II).
Figure imgf000006_0001
(II) En otra realización la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente donde el compuesto de fórmula (I) es el compuesto de fórmula (III).
Figure imgf000007_0001
(III)
Algunos compuestos de formula (I) presentan centros quirales que dan lugar a varios estereoisómeros. La presente invención describe cada uno de esos estereoisómeros y sus mezclas.
En el ámbito de la invención también se incluyen los derivados hidrosolubles del aminoácido de la invención. Las "condiciones de estrés osmótico" están provocadas por una dificultad en el acceso al agua disponible en el medio que alberga una planta y que el experto en el estado de la técnica conoce como un elemento común a circunstancias de sequía meteorológica, agrícola, hidrológica (situaciones de déficit hídrico) o fisiológica (situaciones de salinidad), y que tiene efectos similares sobre la activación de mecanismos de defensa de la planta y sobre el descenso de su desarrollo (Sairam y Tyagi, 2004. Current Science 86(3), 407-421).
Los resultados incluidos en este documento (ver ejemplo 2), han demostrado que el aminoácido de la invención es efectivo para aumentar la tolerancia en condiciones de estrés osmótico, como las que por ejemplo se provocan en condiciones de salinidad, y, también, en condiciones de estrés osmótico provocado por déficit hídrico (ver ejemplo 5).
En otra realización la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente para aumentar la tolerancia al estrés osmótico producido por un déficit hídrico. En otra realización la invención se refiere al uso de un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente para aumentar la tolerancia al estrés osmótico producido por salinidad.
Como se ha mencionado anteriormente, algunos de los compuestos de la presente invención pueden existir como varios diastereoisómeros y/o varios isómeros ópticos. Los diastereoisómeros se pueden separar por técnicas convencionales tales como cromatografía o cristalización fraccionada. Los isómeros ópticos pueden ser resueltos por técnicas convencionales de resolución óptica para dar isómeros ópticamente puros. Esta resolución puede llevarse a cabo en cualquiera de los productos intermedios de un compuesto de fórmula (I). Los isómeros ópticamente puros también se pueden obtener individualmente utilizando síntesis enantioselectiva. La presente invención cubre todos los isómeros individuales así como las mezclas de los mismos (por ejemplo mezclas racémicas o mezclas de diastereoisómeros), tanto obtenido por síntesis como por mezcla física de los mismos.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a un método para mejorar la tolerancia a condiciones de estrés osmótico, en adelante método de la invención, que comprende administrar a la planta una dosis eficaz de al menos un compuesto de fórmula (I) tal y como se ha definido anteriormente.
Aunque el experto en el estado de la técnica conocerá que es posible utilizar el aminoácido de la invención en cualquier soporte que favorezca su penetrabilidad en el material vegetal, preferentemente, el método de la invención comprende utilizar el compuesto de fórmula (I) en solución acuosa.
El método de la invención, también comprende utilizar el aminoácido de la invención junto con diversos vehículos y agentes que faciliten su conservación, manejo y aplicación.
En otra realización la invención se refiere al método definido anteriormente donde el compuesto de fórmula (I) se puede utilizar conjuntamente con otro ingrediente activo. Ejemplos de ingrediente activo adicional son, a título indicativo y no limitativo, nematicidas, insecticidas, acaricidas, fungicidas, bactericidas, herbicidas, reguladores del crecimiento, fertilizantes, sinérgicos, fertilizantes y acondicionadores del suelo, y preferiblemente donde el ingrediente activo adicional se selecciona de nematicida, insecticida, acaricida, fungicida, bactericida y herbicida.
Aunque la adición de uno solo de los aminoácidos de la invención provoca efectos beneficiosos sobre el aumento de la tolerancia ante situaciones de estrés osmótico, incrementando su producción de biomasa hasta valores muy similares a los de plantas que no están sometidas a este estrés, la invención también incluye la combinación simultánea de más de un compuesto de fórmula (I), como por ejemplo el compuesto de fórmula (II), también referido como ácido pipecolínico, y el compuesto de fórmula (I I I), también referido como ácido piroglutámico.
Tal y como se ha explicado con anterioridad, en la descripción del uso del aminoácido de la invención (compuesto de fórmula (I)), y de forma coherente, el método de la invención es de aplicación para aumentar la tolerancia al estrés osmótico provocado por un déficit hídrico o por salinidad.
La eficacia del método de la invención queda de manifiesto al comprobarse la reducción de los efectos negativos que ocasiona el estrés osmótico, tras la aplicación del aminoácido de la invención en plantas tratadas con dosis moderadas de NaCI (50 mM) (Attia et al., 2008. Physiologia Plantarum 132: 293-305), que aumenta de forma evidente la producción de biomasa hasta valores cercanos a los obtenido por plantas control sin estrés osmótico. Se comprueba además que la aplicación del aminoácido de la invención, ocasiona una respuesta de naturaleza sistémica y en consecuencia, sus efectos se extienden al resto de la planta desde las raíces.
En las definiciones anteriores, el término Ci.4alquilo, como grupo o parte de un grupo, significa un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que contiene de 1 a 4 átomos de C; e incluye los grupos metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo y te/f-butilo.
En el presente documento por "planta" se entiende indistintamente tanto a un individuo como a una pluralidad de los mismos, ya sea considerada en su totalidad, es decir, incluyendo parte aérea y parte radical con independencia de su estadio de desarrollo, o considerada parcialmente, es decir, cualquier porción de la misma que pueda utilizarse como material vegetal de reproducción o multiplicación. Por "material vegetal de reproducción" se entiende tanto la semilla, como el fruto que la comprende.
Por "material vegetal de multiplicación" se entiende cualquier fragmento de una planta a partir del cual se pueda obtener al menos un nuevo ejemplar y que se utiliza normalmente como base en técnicas de propagación, como por ejemplo, propagación por acodos, esquejes, estacas, estolones, yemas, rizomas, tubérculos, bulbos o cormos; propagación por injertos; micropropagación; o propagación por cultivo in-vitro. Como el experto en el estado de la técnica conoce, en función del estadio de desarrollo de la planta o del tipo de material vegetal, son posibles diferentes técnicas de aplicación de productos fitosanitarios. Así por ejemplo, para plantas ya establecidas en campo, para aplicación en la parte aérea las técnicas más adecuadas pueden comprender la pulverización del aminoácido de la invención sobre las hojas, o la inyección en el tallo, mientras que para la parte radicular, la aplicación puede hacerse por incorporación al agua de riego o al sustrato que alberga la planta.
Sin embargo, para material vegetal en estadios previos a su puesta en campo, adicionalmente a las técnicas anteriores, también es posible la inmersión de la parte radical en una solución que comprende el aminoácido de la invención o la inmersión total del material vegetal, ya sea de reproducción o multiplicación. Preferentemente, la aplicación es por inmersión de la parte radical.
Ejemplos de cultivo en los que se puede aplicar el método de la invención, son cualquier cultivo de monocotiledóneas o dicotiledóneas, a título indicativo y no limitativo, cultivos de cereales, de frutales, de legumbres, de hortalizas o de plantas ornamentales. En particular, un ejemplo de cultivo es el tomate.
En otra realización la invención se refiere al método tal y como se ha definido anteriormente, que comprende la aplicación en solución acuosa del compuesto de fórmula (I) por inmersión del sistema radicular.
En otra realización la invención se refiere al método tal y como se ha definido anteriormente, que comprende la aplicación en solución acuosa del compuesto de fórmula (I) por inmersión de las semillas. En otra realización la invención se refiere al método tal y como se ha definido anteriormente, donde el compuesto de fórmula (I) es el compuesto de fórmula (II). En otra realización la invención se refiere al método tal y como se ha definido anteriormente, donde el compuesto de fórmula (I) es el compuesto de fórmula (III).
La "dosis eficaz" puede aumentar o disminuir opcionalmente según el aminoácido de la invención seleccionado, del material vegetal, de su estadio de desarrollo, del tipo de formulación, del tiempo, del lugar, de la frecuencia de aplicación y del grado de estrés osmótico.
En una realización particular del método de la invención, el aminoácido de la invención se utiliza en un rango de concentraciones de 0, 1 μΜ a 3 M.
A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas. Para el experto en la materia, otros aspectos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Fig. 1. Representa un esquema donde se muestran las condiciones de cultivo durante el ensayo.
Fig. 2. Representa el peso de plantas de tomate tras 7 días de crecimiento en las diferentes soluciones. * Diferencias significativas con respecto al grupo testigo con el mismo tratamiento con un p valor<0,05;** Diferencias significativas con respecto al grupo testigo con el mismo tratamiento con un p valor <0,01.
Fig. 3. Representa el contenido hídrico relativo de los diferentes tratamientos tras 10 días de ensayo.** Diferencias significativas con respecto a su control con un p valor 0,01. Fig. 4. Representa las medidas de fotosíntesis neta.** Diferencias significativas con respecto al testigo sequía con un p valor <0,01 Fig. 5. Representa la eficiencia en el uso del agua (Evapotranspiración/Fotosíntesis neta. Evapotranspiración = pmol H20 s"1 ; Fotosíntesis neta = pmol CO2 m"2 s' ** Diferencias significativas con respecto al testigo sequía con un p valor <0,01
EJEMPLOS
Las condiciones que se describen a continuación se utilizaron como base para todos los ejemplos que se incluyen a continuación. Las condiciones de cultivo, tales como la solución nutritiva y el sustrato empleado han sido optimizadas para la realización de este tipo de experimentos. Del mismo modo la dosis de NaCi utilizada, ha sido optimizada para este tipo de experimentos puesto que 50 mM permite evaluar si un tratamiento es capaz de aumentar la tolerancia a la salinidad (Jiménez-Arias ef al., 20 5. Environmental and Experimental Botany 120,23-30).
Para el cultivo de las plantas de Arahidopsis thaiiana necesarias para los ensayos se empleó un sistema de cultivo hidropónico. Este sistema se estableció en cubetas de hidroponía con 1 ,9 L de capacidad (Araponics®) donde se hicieron crecer 18 plantas por recipiente. Una mezcla de arena de río de dos granulometrías distintas fue usada como sustrato físico. Las semillas fueron sembradas en contenedores de semillas (seed- olders), que se depositaron durante una semana en un pequeño invernadero, consistente en una bandeja de polietileno de alta densidad con arena de rio (arena silícea lavada, con granuiometría media) con agua destilada estéril cubierta con una lámina plástica transparente, que fue depositado en una cámara de cultivo a 22 ± 2o C, con un fotoperiodo de 16 horas de luz (100-1 10 μηιοΙ m-2 s- de PAR) y con un 100% de humedad relativa. Tras una semana, ios seed-holders con las plántulas fueron transferidas a las cubetas de hidroponía en las misma condiciones de fotoperiodo e intensidad lumínica, pero con un 60-70% de humedad relativa. Las plántulas se mantuvieron sin aireación durante la primera semana, a partir de ella la solución (Tabla 1 ) fue generosamente aireada mediante bombas de aireación y fue renovada cada 7 días. Tabla 1. Solución hidropónica utilizada en los experimentos
Macronutrientes (mM) icronutrientes (μ )
KN03 (1 ,25) H3B03 (50)
KH2PO4 (0,5) MnS04 x H20 (10)
MgS04 x 7H20 (0,75) ZnS04 x 7H20 (2)
Ca (N03)2 x 4H20 (0,75) CuS04 x 5H20 (1 ,5)
ÍNH4)6Mo7Q24 x 4H20 (0,075)
Sequestrene® (44,8)
Ejemplo 1. Efecto de la alanina sobre la respuesta de A. thalíana al estrés salino provocado por la adición de aCI Para comprobar si la estructura fundamental de ios aminoácidos produce efectos protectores frente al estrés salino, se utilizó un aminoácido sencillo como es la alanina.
De esta manera, plantas de 21 días fueron tratadas durante 24 horas en solución nutritiva enriquecida con una concentración de 2,5 mM de alanina. Posteriormente las plantas fueron depositadas en solución nutritiva normal durante 24 horas y posteriormente crecieron durante 7 días en solución nutritiva con o sin un aporte de 50 mM de NaCi. Este experimento se repitió dos veces, empleando 12 plantas por experimento, siendo el valor que se muestra en la tabla 2 la media de 24 plantas para cada una de las condiciones.
Posteriormente se procedió a determinar el peso húmedo de la parte aérea de las plantas.
En la siguiente tabla (Tabla 2) se muestran ios resultados del aminoácido alanina sobre el desarrollo de las plantas.
Tabla 2: Efectos de la alanina sobre el crecimiento en condiciones óptimas y salinas.
Sin tratar Alanina Sal Alanina-sa!
Peso Fresco (mg planta) 130±16 142±8 52±8** 36±2**
TCR 0,53 0,58 0,21** 0, 11** Los datos mostrados son la media de dos experimentos independientes con 24 plantas en total. Los ** muestran diferencias significativas con respecto al grupo control con un p<0.01. TCR: Tasa de crecimiento relativo (T.C.R= (in Ps2- In Ps1) / (T2-T1); siendo in logaritmo neperiano; Ps peso seco y T tiempo).
Como se puede observar, la estructura representada por el aminoácido alanina no fue capaz de promover el crecimiento, ni de aumentar la tolerancia a la salinidad, es más, parece que perjudicó a las plantas ante una misma dosis de sal. Ejemplo 2. Efecto de! ácido pirogiutámico o del ácido pipecolínico sobre la respuesta de A, thaíiana al estrés satino provocado por ia adición de NaCi
Plantas de 21 días fueron tratadas durante 24 horas en solución nutritiva enriquecida con una concentración de 2,5 mM de ácido pirogiutámico o el ácido pipecolínico. Posteriormente las plantas fueron depositadas en solución nutritiva normal durante 24 horas y postenormente crecieron durante 7 días en solución nutritiva con o sin un aporte de 50 mM de NaCI. Este experimento se repitió dos veces, empleando 12 plantas por experimento, siendo el valor que se muestra en la tabla 2 la media de 24 plantas para cada una de las condiciones.
El peso fresco de los ejemplares se muestra en la siguiente tabla (Tabla 3).
Tabla 3: Efectos de ácido pirogiutámico y Ac. Pipecolínico sobre el crecimiento en condiciones óptimas y salinas
Figure imgf000014_0001
Los datos mostrados son la media de dos experimentos independientes con 24 plantas en total. Los ** muestran diferencias significativas con respecto al grupo control con un p<0.01. TCR: Tasa de crecimiento relativo (T.C.R= (In Ps2- In Ps1 ) / (T2-T1 ); siendo !n logaritmo neperiano; Ps peso seco y T tiempo).
Como se puede observar, la sal nuevamente disminuyó considerablemente el crecimiento, como muestra el peso fresco y la tasa de crecimiento relativo de la planta, tras una semana de estar sometido a estrés salino. Esto no ocurrió de manera significativa en aquellas plantas que fueron tratadas previamente con 2,5 mM de ácido pirogiutámico o con 2,5 mM de ácido pipecolinico, por lo que queda probado su efecto sobre el aumento de tolerancia frente al estrés salino.
Ejemplo 3. Comparación de! efecto de! ácido pirogiutámico, de! ácido pipecolinico o de la hidroxiproüna sobre la respuesta de A, í aliana al estrés saüno provocado por !a adición de NaCl
Con el fin de demostrar que la utilización de estos compuestos es más efectiva que el uso de otros aminoácidos ya descritos, como es el caso de la hidroxiprolina (US20090054241 A1), se comparó el efecto de un tratamiento con dosis de 2,5 mM de ácido pirogiutámico o de ácido pipecolinico, o de hidroxiprolina. Las plantas fueron depositadas en solución nutritiva enriquecida con alguno de los compuestos anteriormente señalados durante 24 horas y posteriormente crecieron durante 7 días en solución nutritiva con un aporte de 50 mM de NaCl. Como control se utilizaron las plantas crecidas sobre solución nutritiva y NaCl. Este experimento se repitió dos veces, empleando 12 plantas por experimento, siendo el valor que se muestra en la tabla 2 la media de 24 plantas para cada una de las condiciones.
Con el fin de ilustrar la defensa frente al estrés salino se emplean dos medidas. Se muestra primero los valores para el índice de sensibilidad (S.i) descrito por Saadailah et a!. (2001 , Agronomie 21 , 627-634).
Cuanto mayor sea el valor negativo del S.I. mayor es el efecto negativo de la salinidad sobre la planta. La segunda medida, es un porcentaje de reducción de la tasa de crecimiento relativa de la planta sometida a condiciones de estrés salino.
En la siguiente tabla (Tabla 4) se muestran los resultados. Tabla 4: Efectos de ácido piroglutámico, ácido pipecolinico o la hidroxiprolina sobre el índice de sensibilidad
Figure imgf000016_0001
(8,!=PSs~PSc/PSc; siendo Peso seco plantas en condiciones salinas; Peso seco en condiciones control) y el porcentaje de reducción de la tasa de crecimiento relativo (% Red. T.C.R=(TCRs-TCRc TCRc)x100; siendo TCRs tasa de crecimiento de plantas crecidas en condiciones salinas; TCRc tasa de crecimiento de plantas crecidas en condiciones control). Los datos mostrados son la media de dos experimentos independientes con 24 plantas en total. Los ** muestran diferencias significativas con respecto al grupo control con un p<0.01.
Como se puede observar, la utilización de cualquiera de ios dos compuestos aumentó considerablemente la tolerancia con respecto a la hidroxiprolina, por lo que el empleo de estos compuestos a la misma dosis fue más beneficioso para el cultivo de la planta en condiciones de estrés salino.
Ejemplo 4. Comparación del efecto de! ácido piroglutámico, del ácido pipecolinico o de la hidroxiprolina sobre !a respuesta de
(tomate) ai estrés salino provocado por la adición de aC
Este ensayo permite demostrar que la utilización de ios compuestos de la invención es más efectiva que el uso de otros aminoácidos ya descritos, como es el caso de la hidroxiprolina antes comentada, para cultivos de plantas comerciales. Como ejemplo se usó tomate (Solanum ¡ycopersicum) de la variedad Pera realeza. El experimento se inició con tomates de tres semanas de edad, que se colocaron en cubetas de hidroponía, con 4 L de una mezcla de solución nutritiva (Tabla 1) y agua destilada en una proporción de 1 :1. Las cubetas fueron colocadas en una cámara de cultivo a 22 ± 2o C, con una humedad relativa del 60 -70%, utilizando un fotoperiodo de 16 horas de luz (100-1 10 μηιοΙ m"2 s"1 de PAR). Desde el primer día la solución fue generosamente aireada por bombas de aire (30 min al día). Las plantas se mantuvieron durante dos días con esta proporción de solución y agua destilada, y luego se retiraron del medio y se colocaron, bajo las mismas condiciones ambientales, en envases plásticos durante 24 horas con los distintos tratamientos en agua destilada (tabla 5):
Tabla 5: Tratamientos empleados en el ensayo
Tratamiento
Testigo
Piroglutámico 2,5 mM
Pipecolínico 2,5 mM
Hidroxiprolina (OH-Pro) a 2,5 mM
Prolina a 2,5 mM
Tras 24 horas, las plantas fueron nuevamente introducidas en las cubetas con la misma proporción de agua destilada/solución nutritiva antes mencionada y se mantuvieron así durante 48 horas. Entonces la solución nutritiva fue retirada de todas las cubetas y cambiada por 4 litros de una nueva solución con cada una de las condiciones a estudio (Figura 1) manteniéndose las plantas en estas condiciones durante 7 días (la cantidad de agua de cada una de las cubetas fue controlada cada dos días y en caso de necesitar se corregía con una solución de NaCI en agua destilada con la concentración establecida para la cubeta. A continuación se comparó el crecimiento de las plantas tratadas y las no tratadas, en condiciones normales y en condiciones de salinidad. Para el análisis estadístico, los datos recogidos se sometieron a la prueba de normalidad del test de Kolmogorov- Smirnov con la corrección Lilliefors. Para comprobar la homocedasticidad de los datos se empleó el test de Levene. Como los datos se comportaron siguiendo una distribución normal sus medias se compararon mediante one-way ANOVA y las diferencias significativas fueron calculadas utilizando el test post hoc de Bonferroni. Los análisis estadísticos se realizaron con el paquete informático SSPS versión 20 para Windows.
Como indica la figura 2, bajo condiciones control tan sólo las plantas tratadas con hidroxiprolina muestran un crecimiento significativamente diferente al del testigo. Estas muestran un descenso en su crecimiento (del 35%), por lo que podemos establecer que el tratamiento radicular con hidroxiprolina en nuestras condiciones ha sido perjudicial para la planta.
En cuanto al crecimiento en condiciones salinas, se puede observar como las plantas del grupo testigo disminuyen su crecimiento un 32%. Esta disminución se incrementa en las plantas tratadas con prolina mediante un tratamiento radicular de 24 horas (42% con respecto al crecimiento en la solución control) aunque no existen diferencias significativas cuando se compara con el testigo en condiciones salinas, por su parte la hidroxiprolina sólo disminuye un 17% su crecimiento. En cuanto a las plantas tratadas con ácido pipecolínico y piroglutámico el crecimiento disminuye tan sólo un 7 y un 9% respectivamente, siendo este valor de peso fresco muy significativo con respecto a su contrapartida en el grupo control. Esto supone un aumento de tolerancia del 72% (piroglutámico) y del 78% (pipecolínico) si comparamos con el control, y si comparamos con el tratamiento de prolina es del 78% (piroglutámico) y del 83% (pipecolínico). Ejemplo 5. Comparación del efecto de! ácido piroglutámico, del ácido pipecolínico o de la hidroxiprolina sobre !a respuesta de Solanum ¡ycopersicum (tomate) a la sequía en condiciones de invernadero (déficit hídrico).
El cultivo utilizado fue el tomate (Solanum /ycopersicum) de la variedad "Gransol" capa negra. El experimento fue realizado en un invernadero de cristal con cuatro mesas de 10 metros de largo por 2 de ancho. Se utilizó riego por goteo, suministrado por goteros autocompensados para controlar el flujo de agua en todo momento.
Se transplantaron plantas de semillero con cinco semanas de edad a macetas de 2 litros de capacidad utilizando una mezcla de turba y arena de rio para facilitar el drenaje. En total se utilizaron 120 plantas de tomates. Tras el trasplante, se realizaron cuatro tratamientos (espaciados cada 15 días) a 40 plantas, añadiendo a cada maceta 50 mi de una concentración 2,5 mM de Piroglutámico. Otras 40 plantas fueron tratadas mediante aplicaciones radiculares utilizando 2,5 mM de ácido pipecolínico. El resto de plantas distribuidas aleatoriamente por todo el invernadero, fueron tratadas con agua destilada a modo de control. Al finalizar los cuatro tratamientos comenzó el ensayo de sequía, que se realizó quitando el gotero a 20 plantas elegidas aleatoriamente para cada uno de los tratamientos. Las plantas fueron privadas de agua durante 10 días. El contenido hídrico relativo de la hoja se estimó a los 10 días de sequía para cada uno de los tratamientos, en condiciones control y condiciones de sequía, utilizando 15 hojas. Para ello se empleó la siguiente formula:
C.H.R (%)= [(Pf-Ps) / (Pt-Ps)] x 100
Siendo Pf: peso fresco; Ps: peso seco; Pt: peso de turgor. El CHR es la medida más empleada para estimar el posible déficit de agua que tenga una hoja de planta.
Por otra parte, se estimó la fotosíntesis con el sistema "Lc-pro sd" (ADC Bioscientific). Para ello las hojas de tomate fueron estimuladas con una fuente de luz a 1000 μηιοΙ m-2 s-1 , siendo esta intensidad de luz previamente estimada para lograr el máximo de fotosíntesis en nuestro cultivo y condiciones. Con ello se determinaron los parámetros de Fotosíntesis neta (A) y evapotranspiración (E), calculándose con ellos la eficiencia en el uso del agua (A/E) tal como describen Lambers et al. (2008. Plant Physiological Ecology. 2nd edition. Springer, New York). Las medidas fueron tomadas a los 10 días de ensayo de seis plantas para cada uno de los tratamientos.
Los datos de las diferentes variables fueron sometidos a la prueba de normalidad usando el test de Kolmogorov-Smirnov con la corrección Lilliefors. Para comprobar la homocedasticidad de los datos se empleó el test de Levene. Como los datos se comportaron siguiendo una distribución normal sus medias se compararon mediante one-way ANOVA y las diferencias significativas fueron calculadas utilizando el test post hoc de Bonferroni. Los análisis estadísticos se realizaron con el paquete informático SSPS versión 20 para Windows.
Los resultados del análisis estadístico se muestran en la Figura 3, donde puede observarse cómo tras diez días de sequía las plantas del testigo disminuyen significativamente su contenido hídrico relativo (un 10,2%), mientras que las plantas tratadas con cuatro tratamientos a 2,5 mM de piroglutámico no presentaron esta disminución. Las plantas tratadas con ácido pipecolínico si presentaron una disminución con respecto a su control, pero esta fue inferior a la ocurrida en las plantas testigo (5, 1 %); sin embargo, estas diferencias no resultaron significativas con respecto a su control.
Estos datos fueron corroborados por las medidas de intercambio gaseoso. Como muestra la figura 4, las plantas tratadas con piroglutámico o pipecolínico tuvieron una fotosíntesis neta superior a las plantas del testigo sequía.
El análisis de las medidas de fotosíntesis neta y de evapotranspi ración reveló que la eficiencia en el uso del agua fue significativamente mayor para las plantas tratadas (Figura 5). Esta eficiencia resultó casi el doble en las plantas tratadas que en el testigo sequía.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Uso de al menos un compuesto de fórmula (I) para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico
Figure imgf000021_0001
(i)
dónde:
n representa un número entero comprendido entre 0 y 1 ;
Y representa -C=0 o -CH2;
X representa -OH, -0-Ci.4alquilo o -NH-Ci_4alquilo; y
Z representa H, -OH, -SH o -S-Ci_4alquilo,
con la condición de que L-prolina y D-prolina están excluidas de la definición de un compuesto de fórmula (I).
2.- El uso de un compuesto de fórmula (I) según la reivindicación 1, donde el compuesto de fórmula (I) es el compuesto de fórmula (II):
Figure imgf000021_0002
(II).
3.- El uso de un compuesto de fórmula (I) según la reivindicación 1, donde el compuesto de fórmula (I) es el compuesto de fórmula (III).
Figure imgf000022_0001
(III).
4.- El uso de un compuesto de fórmula (I) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el estrés osmótico es producido por un déficit hídrico o por salinidad.
5.- Método para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico, caracterizado por que comprende administrar a la planta una dosis eficaz de al menos un compuesto de fórmula (I) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
6. - El método según la reivindicación 5, caracterizado por que el compuesto de fórmula (I) se utiliza en solución acuosa.
7. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que adicionalmente compuesto de fórmula (I) se utiliza un ingrediente activo que se selecciona un nematicida, insecticida, acaricida, fungicida, bactericida y herbicida.
8. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que el estrés osmótico está producido por un déficit hídrico o por salinidad.
9. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado por que la aplicación del compuesto de fórmula (I) se lleva a cabo utilizando una técnica seleccionada de pulverización, inyección, riego, inmersión y aplicación en sustrato.
10.- El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por que la aplicación del compuesto de fórmula (I) se lleva a cabo con una dosis entre 0,1 μΜ y 3 M.
1 1. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado por que:
- el compuesto de fórmula (I) se selecciona de un compuesto de fórmula (II) y un compuesto de fórmula (III); y
- la aplicación se hace por inmersión al sistema radicular.
12. - El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado por que:
- el compuesto de fórmula (I) se selecciona de un compuesto de fórmula (II) y un compuesto de fórmula (III); y
- y la aplicación se hace por inmersión de semillas.
PCT/ES2017/070153 2016-03-17 2017-03-17 Uso de aminoácidos cíclicos no prolínicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico WO2017158225A1 (es)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES17765908T ES2898638T3 (es) 2016-03-17 2017-03-17 Uso de ácido (l)-piroglutámico para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico
BR112018068809-6A BR112018068809B1 (pt) 2016-03-17 2017-03-17 Método para aumentar a tolerância de plantas a condições de estresse osmótico
EP17765908.3A EP3430905B1 (en) 2016-03-17 2017-03-17 Use of (l)-pyroglutamic acid to increase the tolerance of plants to conditions of osmotic stress
US16/085,465 US20190159449A1 (en) 2016-03-17 2017-03-17 Use of non-proline cyclic amino acids to increase the tolerance of plants to conditions of osmotic stress
MX2018011301A MX2018011301A (es) 2016-03-17 2017-03-17 Uso de aminoacidos ciclicos no prolinicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estres osmotico.
HRP20211694TT HRP20211694T1 (hr) 2016-03-17 2017-03-17 Uporaba (l)-piroglutamske kiseline za povećanje tolerancije biljaka na uvjete osmotičkog stresa
PE2018001818A PE20190167A1 (es) 2016-03-17 2017-03-17 Uso de aminoacidos ciclicos no prolinicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estres osmotico
ZA2018/06903A ZA201806903B (en) 2016-03-17 2018-10-16 Use of non-proline cyclic amino acids to increase the tolerance of plants to conditions of osmotic stress

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201630317A ES2638213B1 (es) 2016-03-17 2016-03-17 Uso de aminoácidos cíclicos no prolínicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico
ESP201630317 2016-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017158225A1 true WO2017158225A1 (es) 2017-09-21

Family

ID=59850742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2017/070153 WO2017158225A1 (es) 2016-03-17 2017-03-17 Uso de aminoácidos cíclicos no prolínicos para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20190159449A1 (es)
EP (1) EP3430905B1 (es)
BR (1) BR112018068809B1 (es)
CL (1) CL2018002634A1 (es)
ES (2) ES2638213B1 (es)
HR (1) HRP20211694T1 (es)
MX (1) MX2018011301A (es)
PE (1) PE20190167A1 (es)
PT (1) PT3430905T (es)
WO (1) WO2017158225A1 (es)
ZA (1) ZA201806903B (es)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020193819A1 (es) * 2019-03-27 2020-10-01 Fertinagro Biotech, S.L. Composición fertilizante que incluye un potenciador de potasio asimilable por las plantas y utilización de la misma
US20200367495A1 (en) * 2017-11-15 2020-11-26 Heinrich Heine Universitaet Duesseldorf Method for inducing acquired resistance in a plant
US20210345611A1 (en) * 2018-08-28 2021-11-11 Verdesian Life Sciences U.S., Llc Extended and continuous release compositions for plant health and method of use

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150051072A1 (en) * 2013-08-16 2015-02-19 Los Alamos National Security, Llc Compounds And Methods for Improving Plant Performance
WO2015107336A1 (en) * 2014-01-14 2015-07-23 Crop Intellect Ltd. Agrochemical composition comprising a ν,ν'-disubstituted (thio)urea for the improvement of crop productivity
US20160037772A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Mario Miguel Guerrero Mendez Increasing abiotic stress tolerance in plants

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8551917B2 (en) * 2005-11-07 2013-10-08 Los Alamos National Security, Llc Use of prolines for improving growth and/or yield
ITMI20060434A1 (it) * 2006-03-10 2007-09-11 Arterra Bioscience S R L Metodo per la preparazione di una composizione a base di 4-idrossiprolina e suoi usi in campo agronomo

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150051072A1 (en) * 2013-08-16 2015-02-19 Los Alamos National Security, Llc Compounds And Methods for Improving Plant Performance
WO2015107336A1 (en) * 2014-01-14 2015-07-23 Crop Intellect Ltd. Agrochemical composition comprising a ν,ν'-disubstituted (thio)urea for the improvement of crop productivity
US20160037772A1 (en) * 2014-08-08 2016-02-11 Mario Miguel Guerrero Mendez Increasing abiotic stress tolerance in plants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3430905A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200367495A1 (en) * 2017-11-15 2020-11-26 Heinrich Heine Universitaet Duesseldorf Method for inducing acquired resistance in a plant
US20210345611A1 (en) * 2018-08-28 2021-11-11 Verdesian Life Sciences U.S., Llc Extended and continuous release compositions for plant health and method of use
WO2020193819A1 (es) * 2019-03-27 2020-10-01 Fertinagro Biotech, S.L. Composición fertilizante que incluye un potenciador de potasio asimilable por las plantas y utilización de la misma

Also Published As

Publication number Publication date
ES2898638T3 (es) 2022-03-08
BR112018068809A2 (pt) 2019-01-22
CL2018002634A1 (es) 2018-12-28
US20190159449A1 (en) 2019-05-30
BR112018068809B1 (pt) 2022-09-06
ZA201806903B (en) 2024-09-25
ES2638213B1 (es) 2018-07-27
MX2018011301A (es) 2019-07-04
EP3430905A4 (en) 2019-09-04
EP3430905B1 (en) 2021-09-01
PE20190167A1 (es) 2019-02-01
HRP20211694T1 (hr) 2022-02-04
EP3430905A1 (en) 2019-01-23
ES2638213A1 (es) 2017-10-19
PT3430905T (pt) 2021-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2125796C1 (ru) Способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений
ES2727005T3 (es) Composición en forma de una microemulsión que contiene ácidos grasos libres y/o derivados de ácidos grasos libres
KR102362047B1 (ko) 출현 후 제초제
TWI330519B (es)
ES2513595T3 (es) Uso de aminoácidos individuales a bajas concentraciones para influir en los procesos vitales de cultivos
Negash Successful vegetative propagation techniques for the threatened African pencil cedar (Juniperus procera Hoechst. ex Endl.)
JP5967780B2 (ja) 植物のアミノ酸含量を高めるための化合物およびその利用
CN102123581A (zh) 植物种植方法
JP2009517018A (ja) ランの改良された栽培方法
BR112020021912A2 (pt) compostos de tetrapirrol macrocíclico, compostos e métodos para aumentar resistência a estresse abiótico em plantas
ES2898638T3 (es) Uso de ácido (l)-piroglutámico para aumentar la tolerancia de plantas a condiciones de estrés osmótico
Parvin et al. Proline, protein, RWC and MSI contents affected by paclobutrazol and water deficit treatments in strawberry cv. Paros
BR112020015547A2 (pt) composições de benzoxaborol que têm um efeito aprimorador de crescimento
ES2364684B1 (es) Procedimiento de obtención de un agente micorrizógeno.
ES2211723T3 (es) Procedimiento para preparar la activacion del retoño de plantas.
ES2222758T3 (es) Metodo para aumentar la productividad en plantas usando acido glutamico y acido glicolico.
CN102388736A (zh) 一种油橄榄微体快速繁殖方法
Abdel-Aziz et al. Effects of fogging system and nitric oxide on growth and yield of ‘naomi’mango trees exposed to frost stress
JP6789612B2 (ja) 植物用発育向上剤、およびそれを用いた植物の製造方法
ES2183745B1 (es) Planta de taxus m0dificada y procedimiento para su obtencion.
Dilipkumar et al. Phytotoxic activity of oil palm frond mulch in combination with selected pre-emergence herbicide.
ES2812756T3 (es) Uso de ácido 4-cloroindol-3-acético para el control de malas hierbas
Jiménez Arias et al. Use of (l)-pyroglutamic acid to increase the tolerance of plants to conditions of osmotic stress
WO2006078152A1 (es) Composición acuosa para la protección y fortalecimiento de plantas y su método de aplicación
Durlak et al. Effect of selected preparations on some biometric features of ‘Tardiva’panicled hydrangea (Hydrangea paniculata Siebold) depending on the irrigation frequency

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 001818-2018

Country of ref document: PE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2018/011301

Country of ref document: MX

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112018068809

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017765908

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017765908

Country of ref document: EP

Effective date: 20181017

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17765908

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112018068809

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20180917