Utilización de antídotos para el aumento de la tolerancia de las plantas frente a agentes estresores abióticos.

Utilización de compuestos, que ya son conocidos en su utilización como antídotos en la protección de las plantas,

escogidos entre el conjunto que se compone de mefenpir-dietilo, isoxadifeno-etilo, y 4-ciclopropilaminocarbonil-N- (2 metoxibenzoíl) -bencenosulfonamida, para el aumento del rendimiento de las cosechas en plantas cultivadas mediante aumento de la tolerancia frente al estrés por sequedad y/o por calor.

Utilización de antídotos para el aumento de la tolerancia de las plantas frente a agentes estresores abióticos El invento se refiere a la utilización de antídotos (en inglés "safener") para el aumento de la tolerancia de las plantas frente a agentes estresores abióticos tales como el calor y la sequedad mediante aumento de la expresión de proteínas endógenas para las plantas, Es conocido que las plantas reaccionan contra condiciones naturales de estrés, tales como por ejemplo frío, calor, sequedad, lesión, infestación por patógenos (virus, bacterias, hongos, insectos) , etc., pero también contra herbicidas con mecanismos de defensa específicos o inespecíficos [Pflanzenbiochemie [Bioquímica vegetal], páginas 393-462, editorial Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlín, Oxford, Hans W. Heldt, 1996.; Biochemistr y and Molecular Biology of Plants [Bioquímica y biología molecular de las plantas], páginas 1102-1203, American Society of Plant Physiologists, Rockville, Mar y land, coordinadores de edición Buchanan, Gruissem, Jones, 2000].

En las plantas, se conocen numerosas proteínas y los genes que las codifican, los/las cuales participan en reacciones de defensa frente a un estrés abiótico (p.ej. frío, calor, sequedad, sales) . Éstos/as pertenecen parcialmente a cadenas de transducción de señales (p.ej. factores de transcripción, cinasas, fosfatasas) o dan lugar a una respuesta fisiológica de las células de las plantas (p.ej. transporte de iones, descontaminación de especies oxigenadas reactivas) . A los genes de cadenas de señales de la reacción a un estrés abiótico pertenecen, entre otros, factores de transcripción de las clases DREB y CBF (Jaglo-Ottosen y colaboradores, 1998, Science 280: 104106) . En la reacción frente a un estrés salino participan fosfatasas de los tipos ATPK y MP2C. Además, en el caso de un estrés salino se activa frecuentemente la biosíntesis de osmolitos tales como prolina o sacarosa. Participan aquí p.ej. la sacarosa - sintasa y los transportadores de prolina (Hasegawa y colaboradores, 2000, Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 51: 463-499) . La defensa al estrés de las plantas contra el frío y la sequedad usa en parte los mismos mecanismos moleculares. Se conoce la acumulación de las denominadas proteínas abundantes en embriogénesis tardía, en inglés Late Embr y ogenesis Abundant Proteins (LEA-Proteins) , a las que pertenecen como clase importante las deshidrinas (Ingram y Bartels, 1996, Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 47: 277-403, Close, 1997, Physiol Plant 100: 291-296) . Se trata en este caso de chaperonas, que estabilizan a las vesículas, las proteínas y las estructuras membranales en plantas estresadas (Bray, 1993, Plant Physiol 103: 1035-1040) . Además se efectúa frecuentemente una inducción de aldehído -deshidrogenasas que desintoxican a las especies oxigenadas reactivas (ROS, de Reactive Oxigenated Species) que resultan en el caso de un estrés oxidativo (Kirch y colaboradores, 2005, Plant Mol Biol 57: 315-332) . Los factores de choque por calor, en inglés Heat Shock Factors (HSF) , y las proteínas de choque por calor, en inglés Heat Shock Proteins (HSP) se activan en el caso de un estrés por calor y desempeñan aquí como chaperonas un cometido similar al de las deshidrinas en los casos de estrés por frío y por sequedad (Yu y colaboradores, 2005, Mol Cells 19: 328-333) .

La mayor parte de los mecanismos moleculares descritos son activados mediante una inducción de la expresión de genes. De esta manera se establece la interesante posibilidad de caracterizar respuestas específicas al estrés de las plantas con ayuda del análisis del transcriptoma, p.ej. mediante un perfilamiento de la expresión de genes, del inglés Gene Expression Profiling (GEP) con microconjuntos de ADN (del inglés DNA Microarrays) o por técnicas comparables (Rensink y colaboradores, 2005, Genome 48: 598-605, Cheong y colaboradores, 2002, Plant Physiology 129: 661-677) . De esta manera se pueden determinar unos modelos específicos de expresión de genes reactivos frente al estrés y se pueden comparar unos con otros.

Es conocido además que ciertas sustancias químicas pueden aumentar la tolerancia de las plantas frente a un estrés abiótico. Tales sustancias son aplicadas en tal caso ya sea mediante una desinfección de la simiente, por riego de las hojas o mediante tratamiento del suelo. Así, se ha descrito una elevación de la tolerancia frente a un estrés abiótico de las plantas cultivadas mediante tratamiento con elicitores de la resistencia adquirida sistémica (del inglés Systemic Acquired Resistance (SAR) ) o con derivados del ácido abscísico (Schading y Wei, documento de solicitud de patente internacional WO-200028055, Abrams y Gusta, documento de patente de los EE.UU. US5201931, Churchill y colaboradores, 1998, Plant Growth Regul 25: 35-45) .

También en el caso de la utilización de fungicidas, en particular los del conjunto de las estrobilurinas, se observan unos efectos similares, que con frecuencia van acompañados también por un aumento del rendimiento de las cosechas (Draber y colaboradores, documento de patente alemana DE-3534948, Bartlett y colaboradores, 2002, Pest Manag Sci 60: 309) .

Además, se describieron efectos de agentes reguladores del crecimiento sobre la tolerancia al estrés de las plantas cultivadas (Morrison y Andrews, 1992, J Plant Growth Regul 11: 113-117, documento de patente de la República Dominicana RD-259027) . En el caso de un estrés osmótico se ha observado un efecto protector mediante una aplicación de osmolitos tales como p.ej. glicina-betaína o sus compuestos precursores bioquímicos, p.ej. derivados de colina (Chen y colaboradores, 2000, Plant Cell Environ 23: 609-618, Bergmann y colaboradores, documento DE-4103253) . También se describió el efecto de agentes antioxidantes, tales como p.ej. naftoles y xantinas, para aumentar la tolerancia frente a un estrés abiótico en plantas (Bergmann y colaboradores, documento de patente de la República Democrática Alemana DD-277832, Bergmann y colaboradores, documento DD-277835) . Las causas moleculares del efecto frente a un estrés de estas sustancias son sin embargo ampliamente desconocidas.

Por consiguiente, es conocido que las plantas disponen de varios mecanismos endógenos de reacción, que pueden dar lugar a una defensa eficaz frente a los más diferentes organismos dañinos y/o frente a un estrés abiótico natural. Sin embargo, no se conocía hasta ahora una predicción acerca de cuáles reacciones de defensa pueden ser provocadas o moduladas deliberadamente mediante utilización de sustancias activas.

Existe por consiguiente una necesidad de un método para el descubrimiento planificado de activadores moleculares de mecanismos de defensa endógenos para las plantas frente a un estrés abiótico (tal como por ejemplo por calor, frío, sequedad, salinidad, así como carga con ácidos y bases) con lo cual se descubrieron nuevos tipos de sustancias activas, se identificaron nuevas propiedades de sustancias activas conocidas, pero que actúan de otro modo, o sino se pueden optimizar moléculas o estructuras directoras ya conocidas para la utilización como agentes inductores de los mecanismos de defensa endógenos para las plantas frente a agentes estresores abióticos.

Definiciones de los conceptos seguidamente utilizados El concepto de "análisis de Blast" (Blast = acrónimo de Basic Local Alignment Search Tool = herramienta de búsqueda por alineación local básica) ", tal como aquí se utiliza, describe la utilización de adecuados programas de ordenador para la clasificación y para el descubrimiento de secuencias potencialmente homólogas (Altschul y colaboradores, J. Mol. Biol. 1990, 215: 403-410) , efectuándose una comparación (por alineación, en inglés Alignment) entre una secuencia de búsqueda (en inglés quer y sequence) y todas las secuencias de uno o varios bancos de datos mediando preestablecimiento de una deseada coincidencia en forma de "un criterio de significancia" (en inglés scoring function = función de calificación) , (R. Rauhut, Bioinformatik, páginas 38-107, editorial Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, 2001) .

El concepto de ADNc = „cDNA" (complementar y DNA = ADN complementario) , tal como se utiliza aquí, describe una cadena individual de un ADN, que es complementaria con un ARN, y que es sintetizada in vitro mediante una transcripción inversa enzimática. El ADNc puede corresponder o bien a la longitud total del ARN, o sino puede constituir solamente una secuencia parcial del ARN que sirve como matriz.

El concepto de análisis de racimos (en inglés "cluster-analysis") , tal como aquí... [Seguir leyendo]

1. Utilización de compuestos, que ya son conocidos en su utilización como antídotos en la protección de las plantas, escogidos entre el conjunto que se compone de mefenpir-dietilo, isoxadifeno-etilo, y 4-ciclopropilaminocarbonil-N- (2

metoxibenzoíl) -bencenosulfonamida, para el aumento del rendimiento de las cosechas en plantas cultivadas mediante aumento de la tolerancia frente al estrés por sequedad y/o por calor.

2. Utilización de compuestos de acuerdo con la reivindicación 1, escogidos entre el conjunto que se compone de mefenpir-dietilo y 4-ciclopropilaminocarbonil-N- (2-metoxibenzoíl) -bencenosulfonamida, 10

3. Utilización de compuestos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2 para el aumento del rendimiento de las cosechas mediante aumento de la tolerancia frente al estrés por sequedad y/o por calor en las plantas cultivadas maíz, trigo, cebada, centeno, avena, arroz, soja, girasol, colza y remolacha azucarera.

4. Procedimiento para el aumento del rendimiento de las cosechas en cultivos de plantas útiles, que son sometidas a un estrés por sequedad y/o por calor, caracterizado porque las plantas útiles son tratadas mediante desinfección de la simiente, mediante riego de las hojas o mediante aplicación sobre el suelo, con uno o varios compuestos, escogidos entre el conjunto que se compone de mefenpir-dietilo, isoxadifeno-etilo y 4-ciclopropilaminocarbonil-N- (2metoxibenzoíl) -bencenosulfonamida.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el compuesto se escoge entre el conjunto que se compone de mefenpir-diºetilo y 4-ciclopropilaminocarbonil-N- (2-metoxibenzoíl) -bencenosulfonamida.