bases para efectos de las hormonas y reguladores de ... · orgánicas que ejercen efectos como...
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Seminario Internacional “Manejo del palto: Herramientas para enfrentar
nuevos desafíos”. Viña del Mar, 26-27 de Noviembre de 2014
Bases para efectos de las
hormonas y reguladores de
crecimiento en el cultivo del palto
Dr. Julio Retamales
April 18, 2006 – Untreated limbs
marked with white ribbon and
treated with latex paint/water
April 18, 2006 – Treated limbs
marked with orange ribbon and
treated with latex paint/Tree-Hold
(NAA)/water
Uso de auxinas en paltos permite reducir excesivos rebrotes
después de fuertes intervenciones de poda. La auxina más
empleada para tal uso ha sido NAA (ácido naftalén-acético)
Fuente: Holden Research and Consulting, California, 2007
August 22, 2006 – Untreated limbs
marked with white ribbon showing
vigorous re-growth
August 22, 2006 – Treated limbs
marked with orange ribbon
showing reduced re-growth
Reducción de rebrote con uso de NAA (Tree-Hold) en
pintura látex con agua
Fuente: Holden Research and Consulting, California, 2007
Las giberelinas corresponden a un grupo de moléculas
orgánicas que ejercen efectos como hormonas endógenas y
que, por el hecho de ser producidas a escala industrial, dan
origen al mismo tiempo a importantes reguladores de
crecimiento. Dentro de ellas, el ácido giberélico (GA3) es el
más usado.
Davière y Achard, 2013
Las giberelinas biológicamente activas (GAs bioactivas) son un
número reducido de entre todas las moléculas de giberelinas
existentes
La historia de las giberelinas (GAs) comenzó en Japón...
Stowe y Yamaki, 1959
..a partir de una enfermedad
del arroz (bakanae, o “planta
loca”) causada por el hongo
Gibberella fujikuroi
; CPC, 2004
Las giberelinas fueron
primeramente aisladas del hongo
Gibberella fujikuroi (Fusarium
moniliforme), responsable de una
enfermedad en arroz, y por ello
recibieron tal nombre.
Se demostró que aplicaciones de
giberelinas podían reproducir
síntomas análogos a los de la
enfermedad causada por el
hongo: exagerado crecimiento de
elongación y coloración más
pálida del follaje
Aplicación de
giberelinas puede
inducir crecimiento
de elongación con
mayor altura de
plantas
Ejemplo histórico
de elongación en
plantas de repollo
por aplicaciones
repetidas de ácido
giberélico (GA3).
Der.: plantas
aplicadas con GA3.
Izq. abajo: plantas
sin tratar
Sylvan Wittwer
(aprox. 1955);
Michigan State
University
Sadava et al.,
2008
Sun, 2011
Giberelinas biológicamente activas (GAs bioactivas) son
aquéllas que poseen actividad biológica per se
¿Qué características las hacen ser activas?
El primer requisito para que una
giberelina sea activa es haber
perdido un carbono (C) en la
posición 20 (C-20), esto es,
pasar de ser una giberelina de
20 carbonos (C20-GA) a una
giberelina de 19 carbonos (C19-
GA).
Este paso de biosíntesis es
catalizado por una enzima
específica: GA 20-oxidasa
El segundo requisito para actividad biológica es que una C19-
GA incorpore un grupo hidroxilo en una posición específica
(carbono 3)
Martin y Hedden, 1997
Este paso de oxidación es catalizado por otra enzima (GA
3b-hidroxilasa o GA 3-oxidasa)
PERO: Si, en vez de incorporar un grupo hidroxilo en el
carbono 3, la hidroxilación ocurre en carbono 2, esa GA se
torna inactiva
Por lo tanto, la hidroxilación del carbono 2 corresponde a
un paso de inactivación en metabolismo de GAs
Este paso es catalizado por otra enzima: GA 2 oxidasa
(GA2ox)
HO
xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxx
xxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
Metabolismo de giberelinas. Pasos claves: 1. Giberelinas precursoras de GAs bioactivas
2. Oxidación y remoción de carbono 20 por enzimas específicas
3. Hidroxilación en carbono 3 por enzimas específicas
4. Hidroxilación en carbono 2 por enzimas específicas.
¡¡¡Inactivación!!!
Claeys et al., 2013
Incremento de la acción de GAs
(derivado tanto de GAs sintetizadas
endógenamente o aplicadas
exógenamente), determina reducción de
GAs activas principalmente mediante
inhibición de actividades de GA 20-
oxidasa y GA 3-oxidasa (feed-back
negativo) e incremento de inactivación
de GAs por mayor actividad GA 2-
oxidasa (feedforward positivo)
Así, la célula vegetal es capaz de lograr
un equilibrio en niveles de GAs
bioactivas mediante diversos
mecanismos simultáneos
¿Quién dijo que las plantas son
simples?
Regulación de estatura de
plantas en arroz con adición
de GA3 (izquierda) y de
Uniconazole (derecha), un
inhibidor de la biosíntesis de
giberelinas.
Centro: planta no tratada
Ikeda et al., 2001
Ribeiro et al., 2012
Por lo tanto, la
aplicación de GAs
activas (como GA3) o
de inhibidores de
giberelinas (como
Paclobutrazol) da como
resultado efectos
contrapuestos
característicos en
crecimiento de plantas.
Por otra parte,
aplicaciones de GAs
activas revierte efecto
enanizante de
inhibidores de
giberelinas
Burns et al., 1966
Es conocido que paltos responden a aplicaciones de giberelinas
(GA3) con mayor crecimiento de elongación
Ensayo en Chile: Aplicación de ácido giberélico (GA3; 50 ppm)
en floración a paltos Fuerte induce retención de frutos
partenocárpicos
Razeto, 1987
Sponsel y Hedden, 2005
Estructuras de diferentes
tipos de inhibidores de
biosíntesis de giberelinas
actuando como retardantes
de crecimiento en cultivos
Rademacher, 2000
Acción de diferentes
inhibidores de
biosíntesis de
giberelinas y pasos
involucrados
X = actividad mayor
x = actividad menor
También en cultivos frutales: Efecto de Prohexadione-Ca, un inhibidor
de GA 3b-hidroxilasa, en crecimiento de ramillas de cerezos Bing
Manríquez, Defilippi y Retamales, 2005
Aspersión de
Paclobutrazol (400
ppm) a ramas
individuales de paltos
Fuerte inhiben
crecimiento vegetativo
en “flush” de
primavera
A consecuencia de
aspersión se produce
algún incremento de
retención de frutos por
inhibición de caída inicial
Adaptado de: Köhne y
Kremer-Köhne, 1987
Köhne y Kremer-
Köhne, 1989
Tanto Paclobutrazol
como Uniconazole
son capaces de
inhibir crecimiento
de brotes en palto
en función de dosis
aplicada
Ensayos en
plántulas de var.
Edranol asperjados
por una vez con
diferentes dosis de
reguladores de
crecimiento
Efectos de
Paclobutrazol en
inhibir crecimiento
de brotes son
proporcionales a
dosis aplicada.
Ensayos en árboles
de var. Fuerte
asperjados con
Paclobutrazol a dos
dosis
Adato, 1990
Wolstenholme et al., 1990
Resultados en Australia en Hass: Altas dosis asperjadas de
Paclobutrazol (PP333) produjeron algunos incrementos de peso
medio de frutos y de forma más redondeada
Trasladando estos conceptos a condiciones de manejo de
huertos, considerando que no siempre con ensayos de una
sola temporada se consiguen diferencias en producción:
Whiley et al., 1992
Resultados en Australia:
Rendimiento de fruta en
primer año (1988) y
segundo año (1989) de
palto Hass con una
aspersión por temporada
de concentraciones
decrecientes de
Paclobutrazol efectuadas
a mitad de floración
Cummulative =
Rendimiento acumulado
de fruta en ambas
temporadas
Whiley et al., 1992
Resultados en
Australia:
Interesantemente las
concentraciones de calcio
interno en la fruta tratada
con Paclobutrazol se
incrementaron, en
especial durante la
primera fase de
desarrollo. Se asume que
esto debería tener
efectos favorable en
calidad de fruta y
comportamiento en
postcosecha.
Resultados en Sudáfrica:
Rendimiento de fruta en dos temporadas de paltos Hass no
tratados (Control) y tratados con una aspersión anual de
Paclobutrazol (250 ppm) en plena flor. Proporción de fruta
exportable (en % de frutos >160 g) de ambos tratamientos
Kremer-Köhne y Köhne, 1996
Tamaño y número
de células en palta
Fruto pequeño
Fruto grande
Cowan et al., 1997
Por lo tanto, posibles
incrementos de tamaño se
deben lograr a través de
incremento en división
celular de frutos (mayor
número de células
Curiosamente la mayor información sobre paltos en Chile
se encuentra en una excelente base de datos en la Web:
Avocado Source; ver en: http://www.avocadosource.com/
Por cierto que esta gran base de datos reúne información
de todos los países en que se cultivan paltos y se debe a
la iniciativa y labor permanente de Reuben Hofshi, un
experto en paltos residente en California.
O A M J J S D N E F M A
Fruto
Yema Floral
Floración
Brotación
Raíces
Caída Frutos
A A
B B
A = Inhibidores de GAs
B = Inhibidor de C2H4
C = Promotor división cel.
C C
Usos potenciales de reguladores de crecimiento
según fenología de palto
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
Tratamientos % frutos retenidos a cosecha
Testigo 0,19 a
Pitón 1% 0,25 a
Electrost. 1% 0,28 a
Electrost. 0,5% 0,34 a
ENSAYO CULTAR PALTAS
Cuadro 27: Nivel de retención de fruta final a cosecha en ramas marcadas
en paltos tratados con Cultar en un 10% de flor abierta. Llay-Llay, V región.
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
ENSAYO CULTAR PALTAS
Cuadro 28: Distribución porcentual de calibres en paltas provenientes de
árboles tratados con Cultar en un 10% de flor abierta. Llay-Llay, V región.
Tratamientos Precalibre Cal.28 Cal.32 Cal.36 Cal.40 Cal.50 Cal.60 Cal.70 Cal.84
Testigo 7,69 a* 0,00 a 0,74 a 2,62 a 11,18 a 33,09 a 25,31 a 14,62 a 4,74 a
Pitón 1% 5,35 a 0,15 a 1,62 a 4,22 a 14,86 a 37,20 a 22,47 a 9,60 a 4,51 a
Electrost. 1% 4,67 a 0,00 a 0,00 a 1,45 a 8,36 a 40,07 a 26,17 a 14,88 a 4,38 a
Electrost. 0,5% 5,66 a 0,00 a 0,23 a 1,65 a 10,27 a 35,33 a 25,50 a 15,78 a 5,57 a
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
0
5
10
15
20
25
30
35
Control Sunny en
flor
Sunny flush Cultar en flor Cultar flush
% f
ruto
s b
ajo
cali
bre
Efecto de distintos reguladores de crecimiento y época
de aplicación sobre porcentaje de paltas bajo calibre
Penter y Stassen, 1999
Efecto de la aplicación de Uniconazole (1%),
Paclobutrazol (0,4%) o Cycocel (2000 mg/L) sobre la
distribución de calibres en palta Hass.
Penter y Stassen, 1999
Un aspecto clave en determinar el empleo entre Paclobutrazol y
Uniconazole tiene que ver, más allá de la eficacia, con la
degradación más rápida del producto en frutos. Curva de residuos
en paltas aplicadas con Uniconazole (Sunny); PUCV, Chile
Völker, 2003
¿Qué tan importantes son los residuos?
Por lo tanto el residuo máximo permisible (MRL) de
Paclobutrazol en frutos en países de la Unión Europea es de 0,5
mg/kg (0,5 ppm)
Mientras tanto Uniconazole no aparece registrado para uso en
cultivos en ningún país de la Unión Europea
¿Qué pasa con residuos de Uniconazole, entonces, en Europa?
A Uniconazole se le aplica (“by default”) un límite máximo de
residuos (MRL) de 0,01 mg/kg (0,01 ppm) para cualquier
producto, equivalente al límite detectable
• Además de Pacloburazol y Uniconazole, que actúan
inhibiendo la formación de giberelinas en una fase temprana,
se han efectuado ensayos con otros inhibidores de GAs
(retardantes de crecimiento) como Prohexadione-Ca y
Trinexapac-ethyl, que actúan en los últimos pasos de síntesis
y degradación de GAs activas.
• El potencial de Prohexadione-Ca (Regalis, Apogee) y
Trinexapac (Moddus, Circle) podría estar dado por una más
rápida degradación que los triazoles y, por consiguiente, una
reducción temprana de residuos detectables. Sin embargo,
por su efectividad, los retardantes de crecimiento más usados
en control de vigor en paltos siguen siendo Paclobutrazol y
Uniconazole
• Debe tenerse presente, además, que Prohexadiona-Ca y
Trinexapac no solo actúan en vía de biosíntesis de giberelinas,
sino que también sobre otras actividades enzimáticas (p.ej. en
vías de síntesis de antocianinas)
Resultados en Nueva
Zelanda:
Efectos de aplicaciones
de Prohexadiona-Ca en
primavera sobre
crecimiento de brotes
(largo final) en paltos
Hass
Mandemaker et al., 2005
Resultados en Nueva Zelanda: Efectos de aplicaciones de
Prohexadiona-Ca en primavera sobre crecimiento de brotes de
inflorescencia
Mandemaker et al., 2005
ENSAYO RC EN PALTOS (Uniconazole, Paclobutrazol
y Trinexapac)
Aplicaciones por tratamiento
Tratamiento Sunny Cultar Circle
T0 0 0 0
T1 1% 0 0
T2 0,7% + 0,3% 0 0
T3 0 1% 0
T4 0 0,7% + 0,3% 0
T5 0 0 0,8%
T6 0 0 0,5% + 0,3%
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
NS: no hay diferencias estadísticamente significativas.
Carga frutal y eficiencia productiva por tratamiento.
ENSAYO RC EN PALTOS (Uniconazole, Paclobutrazol
y Trinexapac)
Tratamiento Carga Frutal Ef. Productiva Testigo 0,94 a 0,15 a
Sunny 1% 1,79 a 0,23 a Sunny0,7+0,3 1,45 a 0,23 a
Cultar 1% 1,73 a 0,24 a Cultar0,7+0,3 1,22 a 0,17 a Circle 0,8% 0,92 a 0,14 a
Circle0,5+0,3 1,29 a 0,17 a
N.S. N.S.
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
Tratamiento Russet Golpe de Sol Circle Deforme Testigo 3,86 a 6,74 ab 0,00 a 0,78 a
Sunny 1% 9,24 ab 5,16 a 0,00 a 1,00 a Sunny0,7+0,3 8,70 ab 8,14 ab 0,00 a 0,36 a
Cultar 1% 14,12 ab 3,36 a 0,00 a 2,12 a Cultar0,7+0,3 14,10 ab 2,16 a 0,00 a 0,56 a Circle 0,8% 17,58 b 7,40 ab 8,98 ab 0,42 a
Circle0,5+0,3 2,94 a 10,40 b 12,04 b 0,18 a
N.S.
Letras distintas en sentido vertical indican diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos (p<0,05). NS:
no hay diferencias estadísticamente significativas.
Calidad de la fruta al momento de cosecha.
ENSAYO RC EN PALTOS (Uniconazole, Paclobutrazol
y Trinexapac)
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
El daño por Circle es catalogado por varias características a la vez: piel
lisa, fruto redondo y golpe de sol.
ENSAYO RC EN PALTOS (Uniconazole, Paclobutrazol
y Trinexapac)
Gentileza: Dr. Thomas Fichet
Estrategias para ensayar con PGRs:
• Citoquininas (BA, CPPU) en crecimiento de
frutos
• ABA versus Calcio en Frutos
• ABA combinado con Uniconazole
¿Por qué?
CPPU (y GA3) en crecimiento de frutos
Zilkah et al., 1995
Resultados en Israel: Aplicaciones repetidas de
CPPU (citoquinina sintética) y GA3 en paltos
ABA versus Calcio en Frutos
En paltas existen desórdenes fisiológicos, como
pardeamiento difuso, que se presentan después de
cosecha y que se han relacionado con deficiencias
localizadas de Ca predeterminadas desde el huerto por
condiciones de manejo.
¿Un ejemplo?
ABA determina disminución en desorden fisiológico (BER)
relacionado con Calcio en tomates
¿Cómo funciona?
Barickman et al., 2014
Incrementos en concentración de Ca determinados por
aporte diferencial de Ca en medio de cultivo y por
aplicación de ABA
Barickman et al., 2014
Concentración de Ca en distintas partes del fruto de
tomate en función de Ca en medio de cultivo y
aplicación de ABA
Barickman et al., 2014
Incidencia de BER (“blossom end rot”) en frutos de tomate
en relación a tratamiento de Ca y aplicación de ABA
ABA combinado con Uniconazole
¿Por qué?
• Se sabe que Uniconazole, además de inhibir síntesis de
precursores de GAs, también inhibe el principal paso de
degradación de ABA (hidroxilación de carbono 8). Aunque
Paclobutrazol también lo hace, su efectividad es
considerablemente menor a Uniconazole.
• Es posible, entonces, pensar en teoría que aplicaciones
conjuntas de ABA y Uniconazole pueden permitir que se
reduzca degradación de ABA en la planta, posibilitando
efectos más prolongados en cierre estomático y,
consiguientemente, en economía de agua en paltos.
CONCLUSIONES
• El uso de reguladores de crecimiento constituye una
importante herramienta en el manejo de huertos de palto,
aunque no sustituye por un manejo deficiente de otros
aspectos
• La adopción de un manejo que incluya un determinado
regulador de crecimiento se debe sustentar en ensayos
locales que consideren los distintos factores del huerto
en cuestión
• Se debe tener presente que el empleo de los
reguladores de crecimiento, por ser agroquímicos, debe
ceñirse a las normas vigentes en el lugar de origen y en los mercados de destino.