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A. Vicent Civera1, R. Baigorri Ekisoain2, S. San Francisco Elia2, J. García-Mina Freire3, J. Sancho Ortega2
1 Centro para el Desarrollo de Agricultura Sostenible. IVIA. Moncada (Valencia)2 Dpto. Técnico y de Desarrollo. Timac AGRO. Lodosa (Navarra)3 Dpto de Biología Ambiental (BACh Group), Facultad de Ciencias, Universidad de Navarra
El efecto de los antioxidantes sobre
el estrés oxidativo en los cultivos
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EN LOS ÚLTIMOS 50 AÑOS….
¿Qué es? • El estrés
oxidativo• Los radicales
libres• Las especies
reactivas del oxígeno (ROS)
• Los antioxidantes
Y su especial impacto en…• Bioquímica• Biología• Medicina• Cosmética
También en
agronomía
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EL ESTRÉS OXIDATIVO
¿QUÉ ES?Todo estrés que causa daño celular por oxidación.
(Proteínas, lípidos, hidratos de carbono e incluso las propias moléculas de ADN).
¿CÓMO SE PRODUCE?Desequilibrio en la síntesis de
ROS vs. Antioxidantes.
¿QUÉ LO CAUSA?Causado por diferentes agentes externos: Estrés hídrico, térmico, salino, nutricional, patógenos, etc.
ROS
Peralta-Pérez y Volke-Sepúlveda, 2011; UAC-UAMI
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ROS: ESPECIES DE OXÍGENO REACTIVO
ROS: ‘Reactive Oxygen Species’.
Incluyen radicales libres, peróxidos e iones de
oxígeno. Especies químicas con un electrón
impar: • Inestables• Muy reactivas• Vida media corta• Sintetizados por diferentes
mecanismos naturales en la célula.
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ROS: ESPECIES DE OXÍGENO REACTIVO
ROSH2O2 y ·O2-
Segundos mensajeros en la regulación del desarrollo de la raíz y otros procesos metabólicos.Interacción vías hormonales.
¡Adecuado rango de concentración!
Calderín et al., 2016; UFRRJ-UNAV
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ROS: ESPECIES DE OXÍGENO REACTIVO
O2
•O2-
HO2•
Radical
superóxido
Radical
hidroperóxido
O22-
Ión
peróxido
2H+
H2O2
Peróxido de
hidrógeno
H+
e-
•OHRadical
hidroxilo
•O2-H2O2 y Inactiva enzimas
HO2•
•OH El ROS mas reactivo
Reacciona rápidamente con todo tipo de macromoléculas
No hay un mecanismo enzimático que la elimine
Su sobreproducción conduce a la muerte celular
Puede atravesar membranas
Oxida lípidos y aminoácidos
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ANTIOXIDANTES
Sustancias naturales que retrasan o previenen la
oxidación de los tejidos mediante una acción directa.
Glutation
Ascorbato
Se sacrifican inhibiendo los ROS, para evitar
que dañen células vitales o más importantes.
Radical
superóxido
Ión
peróxidoCiclo ascorbato-glutatión
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ACCIÓN DE LOS ANTIOXIDANTES
3. Ciclo ascorbato-glutatión: APX y GPX
Catalizan H2O2 H2O2 + O2
2. Catalasa y peroxidasas
Catalizan H2O2 H2O2 + O2
•O2-
HO2•Radical hidroperóxido
O22-
2H+
H2O2
Peróxido de
hidrógeno
H+
e-
H2O
•OHRadical
hidroxilo
1. SOD: Superóxido Dismutasa.
Catalizan ·O2 H2O2
O2
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Incremento de los antioxidantes
Ensayo en Lechuga ‘Matinale’: Ensayo de aplicación foliar y radicular con muestreo de tejido foliar a 60 días post tratamiento en condiciones de cámara de crecimiento.
Foliar
+204%
Radic.
+227%
• Incremento efectivo de los niveles antioxidantes
Ensayos: Universidad de Navarra y Departamento Técnico y
de Desarrollo de Timac AGRO España, S.A.• Sistemia de la aplicación
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Ensayo en Naranjo ‘Pineapple’: ensayo sobre individuos de 4-5 meses de edad. Aplicación foliar en invernadero.
ControlVitalfit
1dVitalfit
7d
Catalasa 118* 65,7* 142*
Peroxidasa 309* 257* 370*
Superóxido Dismutasa
1,2** 1,43** 1,96**
*Valores en mM-1 H2O2g-1 min-1
**Valores en %Actividad g-1 PF
+20%
+20%
+76%
Incremento de los antioxidantes
• Incremento de los niveles antioxidantes a los 7 días
Ensayos: IVIA. Instituto Valenciano de Investigaciones
Agrarias en colaboración, Universidad de Navarra y
Departamento Técnico y de Desarrollo de Timac AGRO
España, S.A.
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Ensayo en Mandarino ‘Garbi’ (semicampo): Inoculación de patógeno phytophthora citrophthora.Evaluación del diámetro de la lesión. Aplicaciones preventivas (7 d.a.i.) más positivas que las curativas (7 d.d.i.).
CONTROL DEL ESTRÉS OXIDATIVO
Ensayos: IVIA. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias en
colaboración, Universidad de Navarra y Departamento Técnico y de
Desarrollo de Timac AGRO España, S.A.
100%40% 60% 80%20%0%
Curativo
Preventivo
Testigo
Vitalfit
Eurofit Max
* % Tamaño de chancro
TRATAM.Á. LESIÓN
(mm2)
7 d
.a.i
.
VITALFIT 1246 (cd)
Eurofit Max 1771 (cd)
7 d
.d.i
.
VITALFIT 2284 (bc)
Eurofit Max 2144 (bc)
TESTIGO 4433 (a)-72%
-49%
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