PRODUCCIÓN DE FITOHORMONAS

Las hormonas vegetales o fitohormonas son compuestos producidos internamente por la planta, trabajan en muy bajas concentraciones y su principal efecto se produce a nivel celular. Se sintetizan en un determinado lugar del planta y se transportan a otro a través del xilema o del floema. Regulan y controlan un gran número de procesos, entre ellos el crecimiento y desarrollo vegetativo, la división celular, la extensión de la raíz, la caída de las hojas, la germinación, la floración y la formación del fruto.

Los efectos fisiológicos producidos no dependen de una sola fitohormona, sino de la interacción entre muchas de ellas. De modo que, una misma fitohormona actúa sobre muchos procesos, de la misma forma que sobre un proceso específico pueden actuar varias fitohormonas. Además, tienen diferentes efectos según el momento y el órgano en el actúan.

Se reconocen 5 grupos de fitohormonas y se dividen en:

1. Inhibidoras del crecimiento: Etileno y Ácido Abscísico (ABA). 
2. Estimuladoras del crecimiento: Giberelinas, Citoquinias y Auxinas.

INHIBIDORAS DEL CRECIMIENTO

• ETILENO

Se le conoce como la ‘hormona de la maduración’ siendo la principal responsable de la maduración de los frutos. Está implicada en procesos como germinación de semillas, abscisión y senescencia de flores, hojas y frutos, etc. A diferencia de otras fitohormonas, el etileno se sintetiza en el mismo órgano donde actúa.

Es un importante mediador en la respuesta a distintos tipos de estrés tanto bióticos (ataque por patógenos) como abióticos (hipoxia, frío, sequía, salinidad…) y se ha demostrado que determinadas bacterias PGPR productoras de la enzima ACC-desaminasa son capaces de llevar a cabo la descomposición del precursor del etileno, el ACC, aliviando o atenuando el estrés de las plantas en situaciones ambientales adversas.

• ÁCIDO ABSCÍSICO (ABA)

Esta fitohormona desempeña un papel crucial en la respuesta de la planta ante situaciones de estrés abiótico (temperaturas extremas, estrés hídrico, exceso de radiación UV, sequía, salinidad, etc.), así como en la regulación del crecimiento y desarrollo vegetal.

Se sintetiza fundamentalmente en los cloroplastos, estructura donde se detectan las señales de estrés abiótico y, desde allí, producen señales que viajan al resto de las células para activar mecanismos de protección de la planta como la activación del cierre estomático para evitar la pérdida de agua por evapotranspiración.

El ABA también está vinculado con la generación y degradación de pigmentos como la clorofila en el caso de las hojas o los flavonoides que incrementan la coloración de los frutos.

ESTIMULADORAS DEL CRECIMIENTO

• GEBERELINAS (GAs)

Actúan como reguladores del crecimiento controlando diversos procesos del desarrollo de las plantas como la germinación, la elongación del tallo, la expansión de las hojas y la inducción de flores y frutos. Estas hormonas son transportadas desde las raíces a las partes aéreas de la planta donde ejercen su acción.

Aunque la producción de giberelinas por bacterias PGPR es muy poco frecuente, hay algunas especies de bacterias pertenecientes al género Bacillus que logran sintetizar cuatro tipos de giberelinas fisiológicamente activas: GA₁, GA₃, GA₄ y GA₇.

• CITOQUININAS

Conocidas como las ‘fitohormonas de la división celular’, estas fitohormonas promueven y mantienen la división celular de las plantas y están involucradas en varios procesos de diferenciación incluyendo la formación de los brotes o el crecimiento primario de la raíz. También inducen la formación de órganos en cultivo de tejidos, activan el crecimiento de yemas laterales, retardan la senescencia en las hojas, estimulan la movilización de nutrientes y la pérdida de agua por transpiración, etc.

Los principales microorganismos sintetizadores de citoquininas son de los géneros Pseudomonas, Azospirillum y Bacillus. Aunque recientemente también se ha comprobado que géneros como Proteus, Klebsiella, Escherichia y Xanthomonas tienen también esta capacidad.

• AUXINAS

Las auxinas son las fitohormonas que juegan el rol más importante en el desarrollo de las plantas y las de mayor interés desde el punto de vista agrícola. Fueron las primeras fitohormonas en ser descubiertas. El término auxina deriva del griego auxein: crecer. Se encuentran en toda la planta, pero se producen principalmente en las regiones meristemáticas de crecimiento activo (ej. ápices).

Se han descrito cuatro auxinas naturales sintetizadas por plantas:

1. Ácido Indolacético (AIA)
2. Ácido indol-3-butírico (IBA)
3. Ácido 4-cloroindol-3-acético (4-Cl- AIA)
4. Ácido fenilacético (PAA)

El AIA es la principal auxina y está involucrado en el crecimiento y desarrollo vegetativo, principalmente en una serie de procesos fisiológicos que incluyen el alargamiento y división celular, la diferenciación de tejido, la regulación de los tropismos* concretamente el fototropismo y el gravitropismo. Y en respuestas defensivas, destacando un importante rol en la formación del xilema y la raíz favoreciendo del desarrollo de las raíces absorbentes lo que permite absorber mejor el agua y los nutrientes.

Determinadas bacterias PGPR tienen la capacidad de sintetizar auxinas como producto de su metabolismo a través de un ruta de biosíntesis en la que utilizan el triptófano como precursor del AIA. Debido a la producción de exudados de la raíz ricos en triptófano gran cantidad de bacterias habitantes en la rizosfera producen de manera natural AIA activando esta ruta de biosíntesis. La producción de AIA por estas bacterias puede afectar al desarrollo óptimo de las plantas cuya consecuencia depende de la cantidad de AIA producido y la sensibilidad del tejido de la planta a los cambios en la concentración de éste.

En nuestro laboratorio de Innovación Vegetal centramos los ensayos y estudios en las auxinas sintetizadas por las bacterias PGPR utilizando estas bacterias como modelo de experimentación debido a su rápido crecimiento y actividad. Además, aportan información muy relevante en cuanto al estado de la rizosfera y del suelo agrícola, ya que, si existen altas concentraciones de esta hormona, podemos deducir que hay un gran cantidad de biomasa en ese suelo, por lo que, estaríamos ante un suelo fértil y sano. 

EFECTOS EN EL OLIVO

• Activan el crecimiento y desarrollo de la planta.
• Influyen en el alargamiento, división celular y diferenciación de tejidos.
• Regulan el fototropismo y el gravitropismo de la planta.
• Favorece el crecimiento de las raíces absorbentes aumentando la captación de agua y nutrientes.
• Rol importante en la formación del xilema.

¿CÓMO RECUPERAR Y POTENCIAR LA FERTILIDAD DEL SUELO? 

Cada suelo agrícola tiene sus propias características que lo hacen único y responde de forma distinta a los tratamientos. De aquí la importancia de realizar un estudio bioquímico personalizado del suelo, testando y seleccionando aquellos bioestimulantes con mayor actividad sobre las poblaciones de bacterias PGPR que mejor se adapten a las necesidades del suelo y diseñar tratamientos personalizados capaces de mejorar sus propiedades fisicoquímicas y biológicas del suelo y favorecer su fertilidad y biodiversidad.