Introducción
Los aminoácidos son moléculas componentes de péptidos y proteínas de
gran importancia producidos
por las plantas. Los aminoácidos son sintetizados de manera normal cumpliendo diversas funciones en la planta; entre las funciones que desarrollan están la mejora en la absorción de nitrógeno, el efecto quelatante de algunos aminoácidos como L-prolina y la actividad antioxidante de la L-glicina betaína y la prolina. Actualmente su uso en la bioestimulación de los cultivos está dirigido principalmente a la mitigación del estrés biótico y abiótico. Los aminoácidos exógenos son herramientas seguras, libres de genotoxicidad, ecotoxicidad o fitotoxicidad, razón por la cual recientemente han sido estudiados por sus beneficios directos e indirectos en las plantas. Su uso ha crecido en los últimos años, ya que son compuestos aptos para los cultivos hortofrutícolas que requieran mejoras en el manejo de la nutrición, fisiología y estrés vegetal.
por las plantas. Los aminoácidos son sintetizados de manera normal cumpliendo diversas funciones en la planta; entre las funciones que desarrollan están la mejora en la absorción de nitrógeno, el efecto quelatante de algunos aminoácidos como L-prolina y la actividad antioxidante de la L-glicina betaína y la prolina. Actualmente su uso en la bioestimulación de los cultivos está dirigido principalmente a la mitigación del estrés biótico y abiótico. Los aminoácidos exógenos son herramientas seguras, libres de genotoxicidad, ecotoxicidad o fitotoxicidad, razón por la cual recientemente han sido estudiados por sus beneficios directos e indirectos en las plantas. Su uso ha crecido en los últimos años, ya que son compuestos aptos para los cultivos hortofrutícolas que requieran mejoras en el manejo de la nutrición, fisiología y estrés vegetal.
Características de los aminoácidos
Los aminoácidos son las sustancias más difíciles de producir por la
planta e intervienen en muchos procesos, principalmente en la
recuperación de vegetales que han estado sometidos bajo algún tipo de
estrés, ya que cuando una planta está bajo estrés evita producir estas
sustancias que consumen mucha energía y las concentra en los puntos que
necesita vía floema. A continuación las características más importantes
de estos compuestos.
En cuanto al contenido de aminoácidos libres en los productos
comercializados en el
Estructura. Las
cualidades de estos compuestos dependen en gran medida de su arreglo
estructural. La posición del grupo amino y carboxilo provoca que haya
dos tipos de aminoácidos llamadas levógiros (L) y dextrógiros (D), de
los cuales solo los L-aminoácidos tienen acción benéfica en las plantas.
Libertad. Se consideran aminoácidos no libres cuando entre éstos hay
enlaces peptídicos que los unen, pero cuando son libres se encuentran de
manera individual y son fácilmente aprovechados por las plantas de
manera rápida, pues de lo contrario se requiere por medio de procesos
metabólicos, romper enlaces y disponer de cada aminoácido en el orden
que lo requiera la planta.
Polaridad. Los
aminoácidos pueden comportarse como ácidos, bases o neutros. Sus
configuraciones y composiciones diversas les atribuyen propiedades
variadas, entre ellas el pH.
No polares:
poseen grupos alifáticos o aromáticos, son insolubles en agua. Por
ejemplo: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina,
fenilalanina, prolina y triptófano.
Polares neutros: tienen grupos hidroxilos, son fácilmente solubles en
agua. Por ejemplo: serina, treonina, tirosina, asparagina, glutamina y
cisteína.
Polares básicos: poseen grupos amino con carga positiva por lo que
actúan como bases. Por ejemplo: lisina, arginina e histidina.
Polares ácidos: poseen grupos carboxilo con carga negativa. Por ejemplo:
ácido aspártico y ácido glutámico.
Usos de los aminoácidos como bioestimulantes en plantas
En cuanto al contenido de aminoácidos libres en los productos
comercializados en el
mercado hay tres importantes métodos de obtención,
los cuales difieren en el contenido final de L-aminoácidos libres;
estos métodos son: hidrolisis ácida, alcalina y enzimática. Cada una
provee un nivel bajo (menor a 30 %), medio (30 – 50 %) o alto (mayor a
90 %) de L-aminoácidos libres, respectivamente. Los objetivos del uso de
los aminoácidos en la bioestimulación de los cultivos dependen de la
composición, fuente y modo de extracción de estos compuestos. Los
productos comerciales a base de aminoácidos se pueden utilizar en:
Estrés vegetal. Es el uso actual más difundido de los aminoácidos, ya sea para mitigar los efectos de las altas o las bajas temperaturas.
Altas
temperaturas: la L-prolina promueve la retención de mayor cantidad de
agua en el citoplasma de las células vegetales. El ácido glutámico
refuerza la permeabilidad de la membrana citoplasmática ante el estrés
hídrico. La L-serina actúa sobre las acuaporinas (proteínas
especializadas) que regulan la entrada de agua en la planta a nivel
celular aún cuando existan limitaciones para hacerlo, mientras que la
L-valina mantiene la integridad de la membrana celular.
Bajas
temperaturas: una de las respuestas de la planta es acumular aminoácidos
hacia los puntos débiles, razón por la cual se trasladan los
aminoácidos libres por el floema para que se acumulen en donde la planta
los requiere. El principal aminoácido es la L-prolina, cuya función es
ayudar a reducir el daño por congelación.
Fotosíntesis:
la L-glicina, L-alanina, L-ácido glutámico y L-arginina mejoran la
producción de clorofila, lo cual promueve el proceso de fotosíntesis y
genera mayores foto-asimilados, también aumentan la cantidad de
clorofila en las hojas y por consecuencia la eficiencia en la luz
aprovechada.
Salinidad: La
L-prolina actúa reteniendo agua ante una alta concentración de sales en
la célula, además ayuda a la absorción de agua incrementando la presión
negativa del xilema aún en suelos salinos. Otro aminoácido que mantiene
el potencial osmótico de la célula es la glicina-betaína.
Absorción de
nutrientes: se ha comprobado que los aminoácidos mejoran la absorción de
agua y nutrientes debido a que tienen una acción de acomplejamiento con
nutrientes; los aminoácidos con este efecto son acido L-glutámico,
L-glicina y acido L-aspártico. Específicamente el ácido glutámico es el
primer aminoácido formado después de la absorción de nitrógeno, y mejora
el metabolismo del nitrógeno por medio de la enzima glutamina
sintetasa.
Crecimiento
radical: la L-metionina estimula la microbiota benéfica del suelo que a
su vez estimula el proceso de producción de raíces, mientras que
L-arginina promueve el crecimiento. Estos aminoácidos en conjunto tienen
efecto positivo sobre la renovación de raíces.
Polinización:
los aminoácidos L-lisina, L-metionina y L-ácido glutámico ayudan al
crecimiento del polen. Lo anterior se logra al aumentar el potencial de
germinación y la elongación del tubo polínico, lo cual aumenta a su vez
el cuajado de frutos . La prolina favorece la polinización
bajo condiciones adversas de temperaturas.
Reservorios de
nutrientes: los aminoácidos pueden actuar como reservas de nutrientes;
en árboles frutales tal es el caso de L-arginina con nitrógeno. El ácido
L-glutámico también es una reserva de nitrógeno pero además puede
transformarse en otros aminoácidos por medio de la enzima transaminasa,
razón por la cual se considera un aminoácido multifuncional que por
diferentes rutas cubre las necesidades de la planta.
Precursores
hormonales: son aminoácidos que favorecen la síntesis de hormonas
vegetales en la planta. Por ejemplo, el L-triptófano es precursor de
auxinas, la L-arginina de citoquininas y la L-metionina de etileno,
entre otros
Conclusión
Las aplicaciones de productos con aminoácidos se realizan cuando las
plantas están bajo un estrés por cualquier factor biótico o abiótico
(daños mecánicos, enfermedades, temperaturas altas, temperaturas bajas,
etc.) con la finalidad evitar una reducción en el rendimiento. Al
momento de seleccionar un bioestimulante a base de aminoácidos se debe
tomar en cuenta cual es el objetivo de la aplicación, la concentración
de aminoácidos L-alfa-libres, el tipo de aminoácidos con que cuenta y
las cantidades específicas de éstos.
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