Biofortificación con yodo en plantas de lechuga (lactuca sativa l.)implicaciones fisiológicas y nutricionales

Resumen

Desde el punto de vista de la calidad nutricional las dosis más apropiadas a aplicar en un cultivo hidropónico son 40 ¿M de I- o 80 µM de IO3- ya que, además de no causar reducción de la biomasa respecto a las plantas control provocan un incremento de los compuestos antioxidantes de mayor relevancia para los vegetales. Asimismo, estas dosis dan lugar a una acumulación foliar de yodo suficiente como para cubrir las necesidades fisiológicas de este elemento en humanos, garantizándose así la viabilidad del uso del cultivo de lechuga en un programa de biofortificación. La respuesta frente al estrés oxidativo es variable y depende de la forma de aplicación del yodo. En el caso de su aplicación bajo la forma de I- se produjo una disminución de la actividad SOD que estaría provocando una acumulación de O2¿-. Ante esta situación, la planta incrementó las actividad CAT y las actividades biosintéticas y de regeneración del ascorbato, L-GalDH y MDHAR respectivamente, que daría como resultado un importante pool de este antioxidante que estaría detoxificando directamente dicho radical. Sin embargo, este mecanismo parece no ser muy eficaz a elevadas dosis puesto que existe peroxidación de lípidos y reducción de biomasa en los tratamientos de 80 µM de I-. Por otra parte, la aplicación de IO3- provoca un incremento de la actividad de las enzimas detoxificadoras de las ROS y del ciclo de Halliwell-Asada indicando una mejora del sistema antioxidante de las plantas. Aunque sería necesario el desarrollo de experiencias complementarias, estos datos indican que la aplicación de yodo en forma de IO3- podría ser una estrategia eficaz para mejorar la respuesta de las plantas ante diferentes tipos de estrés. La aplicación de 80 µM de I- provoca un estrés en la planta que en este caso, queda reflejado en la disminución de la biomasa y en general, del estatus nitrogenado de la planta. Por otra parte, la aplicación de IO3- dio como resultado una mayor producción de la parte comestible y un incremento y optimización del proceso foterrespiratorio. Finalmente, esta situación puede resultar interesante desde el punto de vista agronómico, ya que se podría reducir el aporte de fertilizantes nitrogenados y en consecuencia se abaratarían costes económicos derivados de la aplicación en exceso de este tipo de fertilizantes. El I- a dosis iguales o inferiores a 40 uM produce una disminución en la concentración de NO3- sin que se vea afectada la producción. Este hecho puede suponer un incremento de la calidad nutricional de las plantas de lechuga, ya que de esta forma se reduciría la ingesta de NO3- a través del consumo de este vegetal. La aplicación de IO3- en dosis iguales o inferiores a 40 uM puede ser una forma de obtener una mayor producción vegetal con un menor aporte de fertilizantes nitrogenados, ya que se ven incrementados todos los aspectos relativos a la eficiencia en el uso del nitrógeno. Además, la posible reducción en la fertilización N por la aplicación de IO3- se verá reflejada tanto en la disminución del impacto ambiental como en una reducción en los costes económicos derivados de la aplicación de este tipo de fertilizantes. Siempre y cuando no existan condiciones hídricas limitantes en el medio de cultivo, para futuros programas de biofortificación sería recomendable la aplicación de IO3-. Su aplicación bajo esta forma química produce una optimización del proceso fotosintético lo que repercutiría positivamente en la producción del cultivo. La aplicación de elevadas dosis de I- produce una reducción significativa de los nutrientes N, P y K por debajo de los rangos óptimos establecidos para este cultivo, hecho que podría ser una de las causas de la fitotoxicidad de este tratamiento en plantas de lechuga. Por el contrario, la aplicación de IO3- supone un mantenimiento optimo del estado nutricional para la mayoría de los nutrientes e incluso una mejora de elementos tan importantes como el Mg y el Fe. Finalmente y considerando los resultados obtenidos en este trabajo de investigación, la elección de la forma química de aplicación de yodo va a depender del propósito que se quiera obtener del cultivo de lechuga. Así, si lo que se pretende es llevar a cabo un programa de biofortificación, la utilización de dosis iguales o inferiores a 40 µM de I- potencian la suficiente acumulación de yodo en las partes comestibles de la planta y la calidad nutricional de hojas de lechuga destinadas al consumo humano. Por otra parte, desde un punto de vista agronómico la aplicación de IO3- optimiza procesos fisiológicos básicos de las plantas (fotosíntesis, fotorrespiración, asimilación y eficiencia en el uso del N y estado nutricional de las plantas) y mejora la respuesta de la planta frente al estrés oxidativo, lo que da lugar a una mayor producción de biomasa. En definitiva y aunque es necesario el desarrollo de experimentos complementarios, estos resultados sugieren la posibilidad de definir al yodo como elemento beneficioso para las plantas.