Para obtener un mayor rendimiento en las cosechas, científicos del Cuerpo Académico 149 de la BUAP, liderados por el doctor Jesús Sandoval Ramírez de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ), diseñaron compuestos colestánicos análogos de brasinoesteroides, capaces de estimular el crecimiento vegetal en tiempos cortos y a bajo costo. Se trata de una nueva familia de compuestos promotores del crecimiento vegetal, altamente efectivas que no modifican la constitución genética (la planta mantiene su genoma), como sucede con los transgénicos donde se inserta un gen externo.

Al aplicar dichos compuestos vegetales sólo se estimulan ciertas rutas metabólicas o celulares, acción que se traduce en una mayor producción, porque se acelera e incrementa la biomasa y la resistencia de los cultivos al estrés biótico y abiótico, por ejemplo la existencia de suelos poco fértiles o salinos. También, se mejora la resistencia de las plantas a cambios bruscos de temperatura o sequías, entre otros efectos benéficos.

Los análogos de brasinoesteroides han mostrado una alta actividad como promotores de crecimiento vegetal en cultivos de maíz, frijol y tomate. Los rendimientos van desde el 30 por ciento en granos de maíz y del 300 por ciento en plantas de forraje, como la alfalfa.

El doctor Jesús Sandoval Ramírez, nivel III del Sistema Nacional de Investigadores,  destacó que por medio de esta investigación se encontró una nueva familia de promotores de crecimiento vegetal similar a los brasinoesteroides, hormonas vegetales de tipo esteroidal que actúan como potentes reguladores del crecimiento vegetal, aplicándose en mínimas cantidades. Cabe mencionar que el académico, especialista en el área de síntesis orgánica y productos naturales de la FCQ, fue el creador de estos productos en 2006.

Por su relevancia y trascendencia, en el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), la investigación cuenta con la solicitud de registro de patente número MX/a/2013/007856, denominada “Síntesis de compuestos colestánicos promotores del crecimiento vegetal”.

Este trabajo es un esfuerzo coordinado entre el grupo de Síntesis y Modificación de Productos Naturales, de la FCQ, encargado de sintetizar las moléculas químicas, y el Jardín Botánico-BUAP, donde se realizan los bioensayos para seleccionar aquellas sustancias que incrementan biomasa y rendimiento.

Nuevo valor a las sapogeninas esteroidales

Desde 1994, el Doctor en Química por la Universidad de Paris XI (tesis desarrollada bajo la dirección del Premio Nobel de Química Sir Derek H. R. Barton) realiza estudios para dar nuevo valor a las sapogeninas esteroidales, compuestos que están presentes en una gran diversidad de plantas que crecen en el campo mexicano. A la fecha, ha publicado nuevas transformaciones con lo que demuestra que las sapogeninas esteroidales son compuestos que pueden ser transformados en muy diversas direcciones.

Jesús Sandoval Ramírez indicó que los nuevos promotores de crecimiento vegetal se pueden aplicar mediante imbibición de semillas o por aspersión foliar, en diversas etapas del crecimiento de la planta. En ambos casos, a los 10 días se observa un crecimiento mayor, en comparación a las semillas y plántulas no tratadas. Además, únicamente se utilizan unos cuantos miligramos de la sustancia activa para toda una hectárea.

El siguiente paso de la investigación es desarrollar un trabajo de biología molecular; es decir, conocer qué instrucciones se estimulan a nivel celular al aplicar compuestos análogos de brasinoesteroides, señaló el también integrante del Cuerpo Académico 149.

Sustancias de crecimiento presentes en todos los seres vivos

En la naturaleza todos los seres vivos producen sustancias promotoras de crecimiento. En el caso de las plantas, los brasinoesteroides se crean de manera natural y son capaces de regular, de manera predominante, los fenómenos fisiológicos de crecimiento: germinación, floración, formación del fruto y reproducción celular.

Desde el descubrimiento de los brasinoesteroides, inicios de 1970, se sintetizan análogos y se realizan estudios de estructura-actividad, a través de bioensayos específicos como la evaluación de la inclinación de la lámina de arroz, la elongación del segundo internodo en plantas de frijol y otros cultivos, así como pruebas de trabajo en campo.

En países con gran desarrollo en el ámbito de la agricultura se aplican hormonas de crecimiento vegetal, tal es el caso de los Países Bajos, China, Bielorrusia y Cuba, entre otros. Por otra parte, dichos compuestos se pueden producir a partir de materias primas a un costo relativamente bajo, mediante síntesis química con altos rendimientos, siendo accesibles a gran escala.

Por esta razón, científicos de la BUAP incursionan en el desarrollo de síntesis de compuestos colestánicos promotores del crecimiento vegetal, con la finalidad de aportar nuevos conocimientos y estar a la par de otros países desarrollados, en la utilización de estas sustancias.