Utilización de sustancias húmicas como activadores de agentes moleculares específicos de la absorción de hierro en plantas.

Utilizacion de una composicion que comprende sustancias humicas como activador de la expresion genica quecodifica los agentes moleculares especificos de la absorcion de hierro en las plantas,

en condiciones de suficienciade hierro.

Utilización de sustancias húmicas como activadores de agentes moleculares específicos de la absorción de hierro en 5 plantas La presente invención tiene por objeto esencialmente una nueva utilización de las sustancias húmicas, naturales o sintéticas.

Más específicamente, la presente invención se refiere a la utilización de una composición que comprende sustancias húmicas como activadores de la expresión génica que codifica los agentes moleculares específicos de la absorción de hierro en las plantas. La utilización de esta composición tiene una aplicación particularmente ventajosa cuando las plantas se encuentran en condiciones del que disponen de suficiente hierro.

Entre los minerales esenciales, el hierro desempeña un papel importante en los procesos biológicos fundamentales tales como el crecimiento, el desarrollo, la fotosíntesis y la respiración de los vegetales.

La reacción del hierro con el oxígeno conlleva su gran insolubilidad y una toxicidad potencial, lo que hace que su utilización sea difícil para los organismos aeróbico. Su concentración en el suelo en una forma asimilable para las plantas es, por lo tanto, muy a menudo un factor que limita la producción vegetal.

La carencia de hierro de las plantas puede alterar considerablemente su fisiología, y representa pues uno de los problemas más importantes que tienen que resolver los agricultores para los cultivos desarrollados en suelos básicos y calcáreos.

Al contrario, un exceso de hierro ferroso soluble, como por ejemplo el que se encuentra en suelos ácidos, puede llevar a una toxicidad ferrosa debida a la reacción del hierro con las formas reducidas del oxígeno y a la producción de especies radicalarias.

Por lo tanto, existe una ventana óptima de concentración de hierro para que una planta funcione correctamente y adopte un crecimiento normal. Esta concentración óptima es objeto de numerosas regulaciones que controlan los sistemas activos de adquisición de hierro del suelo por las raíces, así como su transporte y distribución a todos los órganos de la planta.

A nivel de sus raíces, las plantas disponen de sistemas activos que permiten absorber el hierro del suelo. En las plantas denominadas “no gramíneas”, la asimilación de hierro se basa en un mecanismo con tres etapas: (i) una HT-ATPasa de raíces libera protones, lo que permite la acidificación del suelo y la solubilización de hierro férrico (Fe3+) ,

(ii) una reductasa férrica reduce el hierro férrico a hierro ferroso (Fe2+) , y (iii) este último se transporta por el interior de las plantas mediante un transportador altamente específico de hierro.

En condiciones de carencia de hierro, la expresión génica que codifica la quelato-reductasa y el transportador específico de hierro está considerablemente inducida en la epidermis de las raíces. Si la regulación de estos genes por el estado en cuanto a hierro está bien documentada, los elementos sensores, las vías de transducción de la señal y las regiones promotoras implicadas siguen sin ser muy conocidas.

El aporte de quelatos de hierro de síntesis con capacidad de complejarse con el hierro y de volverlo asimilable para las plantas es el medio de uso más común para corregir las carencias de hierro. Sin embargo, estos productos pueden plantear problemas medioambientales y de salud.

Las sustancias húmicas son capaces de complejarse con los metales presentes en el suelo, y en particular, el hierro. La formación de estos complejos permite volver los metales estén disponibles para los procesos nutricionales de las plantas, ya que evitan que los metales no se precipiten en forma de óxidos, hidróxidos o carbonatos que son insolubles y, por lo tanto, inaccesibles para las raíces de las plantas.

Una alternativa sería poder estimular los mecanismos naturales que las plantas poseen para aumentar la eficacia de la absorción del hierro presente en el suelo.

Es en este contexto que los inventores han constatado, de una forma totalmente inesperada, que la utilización de una composición que comprende sustancias húmicas permite activar la expresión génica que codifica los agentes moleculares que están naturalmente implicados de forma específica en la absorción de hierro en las plantas.

En particular, las sustancias húmicas son capaces de activar la respuesta natural de las plantas que se encuentran en condiciones del que disponen de suficiente hierro.

Si otras moléculas, tales como el etileno o el óxido nítrico, pueden aumentar la respuesta de las raíces de las plantas en condiciones de carencia de hierro, no son capaces de inducir sin embargo esta respuesta en condiciones en las que disponen de hierro suficiente.

Por lo tanto, existen dos categorías de moléculas capaces de actuar sobre la absorción de hierro en las plantas: las que pueden restaurar una absorción de hierro con el fin de evitar las consecuencias de una carencia (simple retorno a un nivel normal de absorción) pero que son incapaces de actuar en condiciones en las que hay suficiente hierro, y las que son capaces de restaurar la absorción de hierro en condiciones de carencia de hierro y de continuar a estimularla en condiciones en las que hay suficiente hierro, es decir, que son capaces de continuar activando la respuesta natural de las plantas para absorber hierro en exceso más allá del nivel estrictamente necesario.

Los inventores han demostrado de este modo que las sustancias húmicas pertenecen a esta segunda categoría de moléculas cuya utilización en condiciones en las que hay suficiente hierro permite conferir un cierto número de ventajas asociadas a las plantas.

De hecho, el “exceso de absorción” de hierro por parte de las plantas después de la utilización de sustancias húmicas confiere unas ventajas para la propia planta, en particular como un mejor crecimiento, una fotosíntesis mejorada, una resistencia incrementada a las patologías. Además, los diferentes efectos de las sustancias húmicas permiten mejorar el rendimiento de los cultivos y mejorar el contenido en hierro de las semillas de las plantas. Por otro lado, la utilización de las sustancias húmicas, de acuerdo con la invención, permite obtener plantas que poseen una ventaja nutricional puesto que están enriquecidas con hierro.

Las sustancias húmicas constituyen los elementos principales del humus que representa la materia orgánica natural del suelo. De composición heterogénea y compleja, estas sustancias pueden subdividirse en diferentes fracciones (ácidos fúlvicos, ácidos húmicos, humina) y en sub-fracciones (ácido glucídico, ácido úlmico, ácido apocrénico, ácido himatomelánico, etc.) en función de diferentes criterios, tales como su acidez, su color, su solubilidad, etc.

El siguiente esquema es una posible representación de las propiedades físico-químicas de las sustancias húmicas, de acuerdo con Stevenson, F. J., 1994. Humus Chemistr y , Segunda Edition, Wiley, New York.

Sustancias húmicas (polímeros pigmentados) 30

Ácidos fúlvicos Ácidos húmicos Humina

Amarillo claro Marrón amarillo Marrón oscuro Gris-negro Negro

aumento de la intensidad del color

aumento del grado de polimerización

2000 aumento del peso molecular 300.000

45% aumento del contenido de carbono 62%

48% disminución del contenido de oxígeno 30%

1400 disminución de intercambio de acidez 500

disminución del grado de solubilidad

De este modo, los ácidos húmicos representan una fracción de las sustancias húmicas que no es soluble en el agua en condiciones ácidas (pH < 2) pero soluble en valores de pH superiores.

Los ácidos fúlvicos representan, en cuanto a ellos, una fracción soluble en agua, sean cuales sean los valores del pH.

La humina representa la fracción de las sustancias húmicas que no es soluble en agua, sea cual sea el valor del pH.

En el marco de la presente invención, el término “condición de carencia de hierro” representa las condiciones en las que las plantas presentan signos exteriores o síntomas de carencia de hierro, tales como clorosis férrica (amarilleo de las hojas) .

De este modo, el término “condición de suficiencia de hierro” significa unas condiciones en las que las plantas no 45 presentan los síntomas de carencia de hierro mencionadas anteriormente.

La presente invención tiene por objeto la utilización de una composición que comprende sustancias húmicas como activador de la expresión génica que codifica los agentes moleculares que están específicamente implicados en la absorción de hierro en las plantas. La utilización de una composición de este tipo... [Seguir leyendo]

1. Utilización de una composición que comprende sustancias húmicas como activador de la expresión génica que codifica los agentes moleculares específicos de la absorción de hierro en las plantas, en condiciones de suficiencia 5 de hierro.

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que las plantas son plantas “no gramíneas”.

3. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las 10 sustancias húmicas se extraen de materias orgánicas naturales.

4. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las sustancias húmicas son el resultado de un procedimiento de síntesis o de la transformación de sustancias húmicas naturales.

5. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las sustancias húmicas son las de la leonardita.

6. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las 20 sustancias húmicas son ácidos húmicos y/o ácidos fúlvicos.

7. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las sustancias húmicas están constituidas por la fracción marrón y/o por la fracción gris de los ácidos húmicos.

8. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las sustancias húmicas se presentan en forma de sales potásicas.

9. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dicha composición contiene de un 5 a un 70% de sustancias húmicas. 30

10. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dicha composición contiene uno o varios compuestos adicionales escogidos entre los nutrientes minerales y los compuestos bioestimulantes de las plantas.

11. Utilización de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada por que dicha composición contiene L-triptófano.

12. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dicha composición se presenta en forma sólida o líquida, soluble, parcialmente soluble o insoluble en el agua.

13. Utilización de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada por que dicha composición se presenta en forma líquida.

14. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dicha composición se utiliza en cantidades que oscilan de 5 a 50 litros por hectárea en el caso de una composición en 45 forma líquida y que oscila de 100 a 750 kg por hectárea en el caso de una composición en forma sólida.