Estrés oxidativo y otras respuestas fisiológicas inducidas por el alpeorujo transformado por hongos saprobios en plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.)

Abstract

El cultivo del olivar y la obtención industrial de aceite de oliva tienen una extraordinaria importancia económica y social en España y, particularmente, en Andalucía. Actualmente, el sistema de extracción de aceite de oliva es la centrifugación de dos fases tras el que se obtiene una fase oleosa o aceite y un residuo semisólido denominado alpeorujo. Se ha observado, que el alpeorujo presenta un elevado contenido en materia orgánica, nutrientes minerales y un pH ligeramente ácido lo que plantea la posibilidad de reutilizarlo o valorizarlo como un enmendante orgánico para el suelo y fertilizante para las plantas. Sin embargo dicho residuo, de naturaleza lignocelulósica, presenta sustancias fitotóxicas (Casa et al., 1987; Martín et al., 2002; Kotsou et al., 2004) y antimicrobianas (Moreno et al., 1987; Kotsou et al 2004), principalmente compuestos fenólicos (Moreno et al., 1987; Perez et al., 1992; Martín et al., 2002), por lo que debe estabilizarse antes de aplicarlo mediante un tratamiento con hongos saprobios debido a su capacidad bioremediadora. Se ha descrito que los fenoles son compuestos capaces de incrementar la producción de Especies Reactivas del Oxigeno (ROS) tales como el Peróxido de Hidrógeno o Radicales Superóxido, moléculas altamente peligrosas ya que provocan daños a nivel de membranas celulares, DNA o proteínas y dando lugar a un estrés biótico o estrés aleloquímico. Es por ello que las plantas han desarrollado mecanismos de defensa, tales como los antioxidantes que controlan la excesiva producción de ROS y evitan o inhiben su reacción con estructuras biológicas. Los antioxidantes pueden ser de naturaleza enzimática y no enzimática. Los antioxidantes enzimáticos son agentes que eliminan catalíticamente radicales libres y otras especies reactivas entre las que podemos destacar la Superóxido Dismutasa (SOD), Catalasa (CAT) y las enzimas participantes en el ciclo del Ascorbato-Glutation, entre las que destacan: Ascorbato Peroxidasa (APX), Glutation Reductasa (GR), Monodehidroascorbato Reductasa (MDHAR), Dehidroascorbato Reductasa (DHAR). Como antioxidantes no enzimáticos cabe destacar el Ascorbato y el Glutation (antioxidantes del ciclo de Ascorbato-Glutation), así como compuestos de naturaleza fenólica. El objetivo de la tesis doctoral es estudiar el efecto del Extracto Acuoso del Alpeorujo (ADOR) incubado y no incubado con hongos saprobios en la fisiología de la planta y semilla de tomate (Solanum lycopersicum L.); analizar si el ADOR incubado y no incubado produce un estrés oxidativo y si se activan los sistemas antioxidantes; Estudiar el efecto del hongo micorrízico arbuscular (Glomus mosseae) en plantas de tomate tratadas con ADOR incubado o no con hongos saprobios. Como hongos saprobios para la detoxificación del ADOR se utilizaran: Coriolopsis rígida, Trametes versicolor, Pycnoporus cinnabarinus y Penicillium crysogenum debido a su efectiva maquinaria enzimática eliminando fenoles del ADOR. Tras el tratamiento del resido, éste se aplica en semillas de tomate y en plantas de tomate a la dosis de 2.5%, 5% y 10% en el caso de las semillas y del 5% para las plantas de tomate. Las semillas se exponen durante un máximo de 72 horas y las plantas de tomate durante 4 días, 10 días y 30 días, en el caso de las plantas micorrizadas el cultivo será de 45 días máximo. Se realizará el análisis bioquímico e isoenzimático de las siguientes enzimas: Catalasa, Superóxido Dismutasa, Ascorbato Peroxidasa, Dehidroascorbato Reductasa, Monodehidroascorbato Reductasa, Glutatión Reductasa, Peroxidasa y Glutation-S-Transferasa tanto en semillas como en la raíz y hoja de plantas. Aparte se determinaran los marcadores de estrés oxidativo tales como la Peroxidación lipídica, que nos indica el nivel de daño a nivel de las membranas celulares por los ROS, así como el contenido de Peróxido de Hidrógeno. Paralelamente, se realizará un estudio de los antioxidantes no enzimáticos como el Ascorbato y Glutation, así como de los fenoles totales y los antioxidantes totales.

De este estudio se podrá afirmar el carácter fitotóxico del alpeorujo y como los hongos saprobios son capaces de disminuir este efecto fitotóxico, así como comprender los mecanismos que la planta pone en marcha para protegerse frente a un estrés, y si es capaz de resistir, adaptarse o morir frente al mismo.