La tecnología utiliza campos eléctricos para proteger los cultivos contra patógenos

Las esporas de "Phytophthora palmivora" exhiben un comportamiento electrotáctico, es decir, se sienten atraídas naturalmente por cargas eléctricas positivas

25.10.2024 | 15:51 (UTC -3)
Revista Cultivar
Esquema de la configuración de V-box impresa en 3D para ensayos de infección de raíces con zoosporas de P. palmivora en presencia de campos eléctricos externos. Los electrodos negativo y positivo están conectados a una fuente de alimentación externa. (A) Configuración global del campo eléctrico. Las raíces están envueltas en una corriente iónica constante. (B) Configuración del campo eléctrico local. Los electrodos están montados sobre una raíz simulada ubicada en un lado de la caja en V, por lo que las raíces no están involucradas en la corriente iónica. (C) Raíz simulada utilizada para generar el campo eléctrico local, con ranuras utilizadas para insertar los electrodos positivo y negativo.
Esquema de la configuración de V-box impresa en 3D para ensayos de infección de raíces con zoosporas de P. palmivora en presencia de campos eléctricos externos. Los electrodos negativo y positivo están conectados a una fuente de alimentación externa. (A) Configuración del campo eléctrico global. Las raíces están envueltas en una corriente iónica constante. (B) Configuración del campo eléctrico local. Los electrodos están montados sobre una raíz simulada ubicada en un lado de la caja en V, por lo que las raíces no están involucradas en la corriente iónica. (C) Raíz simulada utilizada para generar el campo eléctrico local, con ranuras utilizadas para insertar los electrodos positivo y negativo.

Los científicos han desarrollado un método para proteger las plantas contra ataques de patógenos utilizando campos eléctricos débiles. La investigación revela que la aplicación de campos eléctricos cerca de las raíces de las plantas puede reducir significativamente la adherencia de esporas dañinas, ofreciendo una alternativa sostenible a los métodos tradicionales de control de plagas.

El estudio demostró que las esporas de Phytophthora palmívora exhiben un comportamiento electrotáctico, es decir, se sienten atraídos naturalmente por cargas eléctricas positivas. Colocando dispositivos generadores de campos eléctricos cerca de las raíces de las plantas, como Arabidopsis thaliana e Medicago truncatula, el equipo logró reducir considerablemente el número de esporas adheridas a las raíces. Sin comprometer la salud de las plantas.

Las investigaciones han indicado que los campos eléctricos no sólo disminuyen la adhesión de las esporas, sino que también inhiben el crecimiento micelial del patógeno en las raíces de las plantas después de 24 horas de exposición. Esto sugiere que la aplicación de corrientes iónicas puede interrumpir múltiples pasos en el proceso de infección de P. palmivora en sistemas hidropónicos.

La metodología adoptada implicó dos configuraciones de aplicación de campos eléctricos: una global, que involucra las raíces de las plantas con corrientes iónicas, y otra local, donde las corrientes son inducidas a distancia de las raíces. Ambas configuraciones mostraron efectividad en la reducción de la adhesión de esporas, aunque la configuración global demostró mayor eficiencia en Arabidopsis. En Medicago truncatula, ambas configuraciones tuvieron un impacto similar, posiblemente debido a la respuesta más fuerte de las esporas a los gradientes químicos en lugar de eléctricos.

Los investigadores sugieren que este enfoque podría ser especialmente útil para cultivos grandes como el cacao, la papaya y el açaí, donde la colocación de "raíces ficticias" generadoras de campos eléctricos podría proteger eficazmente las plantas.

Es importante resaltar que los campos eléctricos aplicados no afectaron negativamente el crecimiento ni la salud general de las plantas, registrándose sólo una ligera reducción en el crecimiento de las raíces primarias de Arabidopsis, sin comprometer su gravitropía.

Los investigadores enfatizaron que "al estudiar el componente bioeléctrico de las interacciones huésped-patógeno en niveles fundamentales, tenemos la oportunidad de desarrollar nuevos métodos para la protección de cultivos". Esta estrategia se puede utilizar en conjunto con otras prácticas agrícolas, minimizando la carga de patógenos y contribuyendo a la sostenibilidad y productividad agrícola.

Se puede obtener más información en doi.org/10.1038/s41598-024-68730-y

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