Plantas atípicas de Cymbalaria aequitriloba (Viv.) A.Chev. cultivadas en la comarca del Matarraña (Teruel)

Cymbalaria aequitriloba (Viv.) A.Chev., es una planta endémica del área Tirrénica (Sicilia, Córcega, Cerdeña y algunos puntos de Italia peninsular), que también alcanza las Islas Baleares. Ha sido encontrada en Torre de Arcas (Teruel) como una planta cultivada o accidental, presente en jardineras de floración invernal, constituyendo un elemento muy particular de la jardinería popular del Matarraña aragonés. Que sepamos, es la primera vez que se cita esta especie en España peninsular. Presenta una gran variabilidad morfológica lo que dificulta su identificación, no obstante es fácilmente diferenciable de C. muralis, la especie más cultivada en la zona. En esta región, tienen por costumbre remover la tierra tras la floración pues la planta pierde belleza, luego vuelve a aparecer en la siguiente estación por renuevo vegetativo o algunas plantas de semilla, motivo que no nos ha permitido estudiar plantas en fructificación. Todo Aragón, pero especialmente el Matarraña, tuvieron estrechos lazos comerciales con Italia durante el s. XIV-XV (principalmente exportando la lana), hecho que pudo favorecer el intercambio de materiales vegetales, como ya se ha podido constatar previamente con otras plantas similares.

Estudio de la concentración de elementos traza tóxicos de los depósitos de lodos, los suelos y las plantas en Mina La Solana, Almería (España)

En ese trabajo se estudia la concentración de elementos traza tóxicos en los depósitos de lodos (relaves) abandonados por la industria minera en Almería (España), los suelos del entorno próximo y las plantas que los colonizan y representan una vía de incorporación de dichos elementos en la cadena trófica. La industria minera antigua dejó toda una serie de instalaciones abandonadas en diferentes zonas de Andalucía, entre las que destacan por presentar altos contenidos en metales, los depósitos de residuos en forma de lodos generados en el proceso de flotación. En este estudio se trata el caso concreto de los depósitos de lodos de Mina La Solana (Almócita, Almería), donde se ha realizado una caracterización geoquímica de los depósitos y de los suelos de su entorno, en función al contenido en algunos elementos traza. Se han caracterizado muestras de las plantas que enraízan en dichos residuos para determinar la concentración que presentan en los mismos elementos traza. Los resultados muestran que los lodos presentan altos contenidos en Pb (concentración media 6800 ppm) y Zn (concentración media 22 000 ppm). Estos elementos no aparecen en forma soluble en agua, los test de lixiviación dan valores de concentración muy bajos (≤10 ppm de Pb y ≤ 2 ppm de Zn). De la misma forma se ha determinado una concentración alta de los mismos elementos en los restos vegetales, con un valor del Pb hasta los 210 ppm y 1300 ppm de Zn. Este hecho pone de manifiesto la capacidad de las plantas para alterar la movilidad de los elementos presentes en el sustrato donde enraízan estableciéndose una transferencia hacia la cadena trófica.

Composición, riqueza y abundancia de coleópteros (Coleoptera) asociados a bosques semideciduos y vegetaciones ruderales en la Sierra del Rosario, Cuba

En tres bosques semideciduos y en tres tipos de vegetación ruderal del Área Protegida de Recursos Manejados Mil Cumbres (Sierra del Rosario, Pinar del Río, Cuba), se analizan las comunidades de coleópteros y se las compara respecto a la composición, riqueza, abundancia, diversidad, equitatividad, ordenación y complementariedad. La composición de coleópteros conocida hasta el momento es de 166 especies, incluidas en 75 géneros y 34 familias. La vegetación ruderal presentaó mayor riqueza y abundancia que los bosques semideciduos. El bosque y la vegetación ruderal de Pan de Guajaibón exhibieron los valores más altos de riqueza, abundancia y número de especies únicas. Ambas formaciones vegetales de Sierra Chiquita presentaron la mayor diversidad y equitatividad. Las comunidades de coleópteros más afines estaban entre los bosques y entre la vegetaciones ruderales en Forneguera y Pan de Guajaibón. Cada bosque y tipo de vegetación ruderal presentaba especies exclusivas.

Estudio de la interacción tritrófica: tomate, Meloidogyne javanica y Pochonia chlamydosporia

Los nematodos fitopatógenos y en particular los agalladores causan graves pérdidas al tomate, un cultivo de gran importancia económica en España, la Unión Europea y en todo el mundo. El manejo de enfermedades por nematicidas químicos y fumigantes está muy limitado por la prohibición en la Unión Europea y a escala mundial del uso de muchos nematicidas químicos y de fumigantes como el bromuro de metilo. Los suelos supresivos a nematodos son ejemplos de control biológico natural que incluyen antagonistas de nematodos con potencial para su uso en el manejo de dichos patógenos vegetales. Nuestro grupo posee una dilata experiencia en estudio de la biología y en particular en el análisis del modo de acción del hongo parásito de huevos de nematodos, Pochonia chlamydosporia. En este artículo incluimos un resumen de nuestros estudios sobre presencia de P. chlamydosporia en suelos agrícolas. A continuación abordamos el estudio de aspectos celulares y moleculares de la infección de huevos de nematodos por P. chlamydosporia. Nuestro grupo fue pionero al demostrar que los hongos nematófagos se comportan como endófitos colonizando las raíces de mono y dicotiledóneas. Recientemente hemos secuenciado el genoma de P. chlamydosporia. El estudio de sus relaciones filogenómicas y el análisis de sus familias génicas apoyan el comportamiento multitrófico del hongo. Finalmente aportamos nuestros resultados del análisis metabolómico de la interacción tomate-nematodo agallador-P. chlamydosporia. Nuestra actual hipótesis de trabajo es que el estudio de dicha interacción por técnicas de análisis molecular masivo abren nuevas vías al manejo sostenible de nematodos bloqueando su comunicación con la planta y activando o modulando las defensas de los cultivos por hongos antagonistas como P. chlamydosporia.

Cartografía histórica y cambio paisajístico en el entorno de los Cabezos de Albatera (siglos XVII-XXI)

En el presente trabajo se pretende ofrecer una visión global sobre la evolución reciente del territorio en el que se localizan los Cabezos de Albatera. El objetivo principal consiste en contextualizar correctamente la dinámica general del paisaje partiendo de una hipótesis en la que los cambios significativos han sido relativamente recientes, puesto que las principales transformaciones no se realizaron hasta bien entrado el siglo XX. Mediante la interpretación y análisis de una colección de mapas históricos que se inicia en el siglo XVII, pretendemos acercarnos al estado seminatural del entorno del yacimiento de Cabezo Pardo y analizar la progresiva modificación que el medio ha sufrido en los últimos cuatro siglos. Para ello hay que considerar que, dentro de la escala temporal referida, en un estudio del paisaje deben considerarse tanto los condicionantes físicos –bióticos y abióticos– como los elementos culturales que el hombre introduce al adaptarse a ese medio para obtener de él el sustento y la máxima rentabilidad económica. Partiendo de esta base, para este caso hay que tener presente que los primeros factores no son homogéneos sino que muestran variaciones relacionadas con las diversas unidades ambientales presentes en este espacio. En estas unidades interesa destacar las pequeñas variaciones introducidas por la topografía, en la que, a pesar de formar parte de la llanura aluvial del Segura en su borde septentrional, se pueden individualizar tres ambientes que fluctúan a lo largo del año en virtud del balance que se establece entre precipitaciones y evapotranspiración. Así, a modo de catena, encontramos un conjunto de asociaciones o comunidades vegetales encadenadas por un gradiente ecológico, que aquí es la humedad-salinidad. En efecto, al recorrer el ámbito de estudio todavía hoy podemos comprobar la presencia interrelacionada de almarjales, carrizales y saladares.

Biología reproductiva de Polioptila lembeyei (Aves: Polioptilidae) en la Reserva Ecológica Siboney-Juticí, Santiago de Cuba, Cuba

Se estudió la biología reproductiva de Polioptila lembeyei en la Reserva Ecológica Siboney-Juticí, Santiago de Cuba, Cuba durante los años 2006 y 2007 en seis formaciones vegetales. Se describieron aspectos de su reproducción en términos de cronología reproductiva, tamaño de puesta, duración del período de incubación, permanencia de los polluelos en el nido, morfometría de nidos y huevos, y caracterización del sitio de nidificación en cuanto a la altura de los nidos y especie y altura de las plantas utilizadas como sitio de nidificación. Se localizaron 89 nidos durante las dos temporadas reproductivas, 43 en el año 2006 y 46 en el 2007. El período reproductivo se extendió desde finales de marzo hasta julio, abarcando 129 días en el año 2006 y 122 días durante el año 2007. Las nidadas tuvieron una duración de 36–56 días (construcción 8,6 ± 2,8 días, puesta 8,6 ± 2,7 días, incubación de 14,0 ± 1,2 días y permanencia de los pichones en el nido 14,5 ± 1,0 días). De los 45 nidos examinados el tamaño de puesta modal fue de tres huevos (88,9 %), encontrándose también nidadas de dos (6,7 %) y cuatro huevos (4,4 %). De 38 nidos con huevos para ambas temporadas, 15 nidos produjeron pichones (32 pichones en el 2006 y 20 pichones en el 2007) y solo tres nidos durante el 2006 (37,5 %) lograron producir volantones, los cuales salieron con éxito del nido. La planta más utilizada como sitio de nidificación fue Acacia macracantha (80 % de los nidos detectados), aunque también se hallaron nidos en otras ocho especies de plantas. Las alturas de ubicación del nido fue de 2,7 ± 1,5 m (n = 82; rango 0,3–6,4 m) y la distancia del nido al dosel de la planta utilizada como sustrato fue de 1,1 ± 0,9 m (n = 80; rango 0,1–5,4 m).

Efectos de la erosión del suelo sobre los patrones de la vegetación y su composición florística. Una revisión bibliográfica

En este artículo se revisan los estudios realizados sobre la influencia que tienen los procesos erosivos sobre la vegetación. Fundamentalmente se revisan las tendencias generales en la composición florística de las comunidades vegetales sometidas a fuertes procesos erosivos, así como las tendencias de los patrones de la vegetación y, en menor medida, de los atributos y tipos de plantas. Este campo de trabajo presenta pocos precedentes, siendo escasos los estudios de la influencia de la erosión sobre la vegetación desde un punto de vista ecológico-botánico. Por otro lado, algunos de los resultados parecen a primera vista contradictorios, por lo que es difícil extraer tendencias generales y más o menos universales. Algunas de las generalidades observadas son que el incremento de la erosión del suelo produce un descenso muy claro y mantenido en la cobertura vegetal y en el número de especies. El proceso erosivo no suele acarrear una sustitución de especies vegetales y comunidades, sino solamente la pérdida paulatina de especies, al menos en los estadios más degradados. Por otro lado, se ha observado en ocasiones que la flora de los terrenos más erosionados depende muy fuertemente de las características de la roca madre, variando más entre litologías que la flora de terrenos menos erosionados. Los hemicriptófitos y los caméfitos son las formas vitales de Raunkiaer más frecuentes en estos ambientes. Se discute el papel que pueden tener las diferencias de clima, procesos y tasas erosivas para explicar la gran diversidad de tendencias observadas.

Diversidad de coleópteros saproxílicos asociada a agrosistemas mediterráneos

Los invertebrados saproxílicos y especialmente los coleópteros, son clave en el funcionamiento y dinámica de los bosques debido a su papel como descomponedores de los sustratos leñosos. Sin embargo, representan uno de los grupos más amenazados de los bosques europeos. En la actualidad se desarrollan cada vez más estudios sobre la entomofauna saproxílica en ecosistemas mediterráneos de la Península Ibérica y también sobre ecosistemas manejados por el hombre, pero los estudios sobre entomofauna saproxílica en agrosistemas mediterráneos son escasos. Por ello, el objetivo de este estudio es conocer la diversidad de coleópteros saproxílicos asociada a los agrosistemas mediterráneos presentes en la Estación Biológica de Torretes (Ibi, Alicante). El estudio se ha realizado colocando trampas de ventana (window flight traps) en las tres formaciones vegetales predominantes de la zona: pinar, encinar y cultivos arbóreos como representantes de los agrosistemas mediterráneos. Los muestreos se realizaron durante 6 meses, de Diciembre a Mayo. Una vez colectadas las muestras, se separaron e identificaron las familias de coleópteros saproxílicos que habitan cada una de las formaciones vegetales. También se realizó un estudio fenológico a lo largo de todo el periodo de estudio. El presente trabajo muestra que la formación vegetal que alberga una mayor diversidad de familias y una mayor abundancia coleópteros saproxílicos es el cultivo de almendro (22 familias y 252 individuos). El análisis fenológico determinó que el mayor número de familias se colectaron en primavera con un máximo de 17 familias y 196 individuos en el mes de Abril. Se concluye que las áreas de cultivo actúan como reservorio de biodiversidad para los coleópteros saproxílicos y que se debe incentivar el manejo de forma tradicional de los agrosistemas mediterráneos, para favorecer la creación de nichos y microhábitats para dicho grupo y así preservar su biodiversidad.

Plantas tradicionales de la Vall d´Albaida

El objetivo principal de este trabajo es estudiar desde el punto etnobotánico las recetas tradicionales de la Vall d´Albaida. Estas recetas continúan manteniendo en la actualidad las características comunes a la mediterránea, sobre todo en el marco de los pueblos, donde casa si casa no tiene un huerto o campo donde recoge productos agrícolas y donde la introducción de productos nuevos no altera esencialmente las recetas. El trabajo de campo ha sido realizado mediante entrevistas a informantes siguiendo la metodología etnobotánica. Las participantes en las entrevistas han sido todas mujeres, excepto en un caso, todos los entrevistados son de la Vall d´Albaida (Ontinyent, Bocairent y l´Olleria). Con estas entrevistas y con las fuentes utilizadas, se ha podido obtener la información necesitada de los orígenes de nuestra cocina y de las expresiones a los que va ligada. Los resultados reflejan que los ingredientes más utilizados son los que han sido la base de nuestros orígenes. De las cincuenta recetas recogidas los arroces y las ollas son los que más comparten entre los distintos pueblos. Pero siempre hay pequeñas diferencias de costumbres en cada casa. La introducción de productos nuevos no ha alterado las recetas tradicionales. Nuestra cocina es un fiel reflejo de la dieta mediterránea, y se caracteriza por los platos fuertes y prácticamente únicos.

Capacitación escolar para el reconocimiento y producción de plantas nativas

Sólo se valora lo que se conoce y sólo se protege lo que se valora. El problema objeto al que dará respuesta nuestra transferencia es el de revertir la situación de desconocimiento que tienen las nuevas generaciones respecto de la fisonomía, los aportes ambientales y las potencialidades de nuestras plantas nativas, las que otrora conformaban nuestros bosques. Los nuevos estilos de vida, sumados a la pérdida de bosques por el avance de las fronteras agrícolas y urbanas, ha ocasionado un alejamiento permanente de los conocimientos ancestrales de nuestras plantas. Al respecto puede mencionarse el proceso de expansión agrícola oocurrido en el norte de nuestra provincia donde se perdieron más de 10.000 km2 de bosques entre 1969 y 1999 (Zak et al, 2004) y lo más alarman es que este proceso ha reducido la superficie de bosque de Espinal a sólo el 0,1% de su superficie original. Del mismo modo, los bosques de Espinal que rodeaban la ciudad de Córdoba y su zonametropolitana, han desaparecido y con ellos la oportunidad de que los ciudadanos los reconozcan, los valoren y aprendan de sus potencialidades. Acompañando esta problemática, surge un proyecto de Ley provincial de incentivo a la reforestación que hace prever la demanda de ejemplares de especies nativas e incluyen a las escuelas como potenciales proveedores. La falta de información accesible se manifiesta como problema y por lo tanto destaca la necesidad de reconocer las especies nativas y difundir los métodos de identificación así como las técnicas de propagación; como un objetivo de transferencia fundamental para desarrollar este aspecto educativo y productivo Por otra parte las instituciones de enseñanza de nivel secundario tienen entre sus objetivos curriculares generales lograr en el alumnado "la apropiación progresiva del lenguaje científico que permita acceder a la información científica iniciándose en su uso", así como el de "valorar el cuidado del ambiente desarrollando una actitud crítica frente a la utilización de los recursos naturales y el deterioro del medio". También, procura "iniciarlos en el uso adecuado del material y los instrumentos de laboratorio aplicando las normas de seguridad e higiene"; todas ellas, circunstancias que cotidianamente se manejan en el nivel universitario y que los alumnos podrán experimentar en el ámbito de un Jardín Botánico universitario desde donde se propone la transferencia. Se trabajará sobre un universo escolar perteneciente al 1° año del ciclo básico de la educación secundaria, en cuya currícula figuran contenidos relacionados con el tema propuesto tales como el reconocimeinto de los órganos vegetales con sus respectivas funciones, realización de exploraciones y actividades experimentales adecuadas a la edad y el contexto relacionadas con los diferentes procesos vitales y modificaciones en la dinámica de los ecosistemas como la tala indiscrimienada (Diseños curriculares del Ministerio de Educación de la Provincia de Córdoba)

Inducción sistémica de la biosintesis de metabolitos secundarios en plantas aromáticas mediada por rizobacterias

El uso de microorganismos como inoculantes para incrementar la disponibilidad y toma de nutrientes por parte de los cultivos, es una nueva tecnología que ha dado buenos resultados, observándose un incremento en la emergencia, vigor, mayor desarrollo en la parte aérea y de raíces, registrándose aumentos considerables de los rendimientos en cultivos de interés comercial. Esto es debido a que los microorganismos PGPR (Plant Growth promoting rhizobacteria) sintetizan ciertas sustancias reguladoras del crecimiento como giberelinas, citoquininas y auxinas; las cuales estimulan la densidad y longitud de los pelos radicales, aumentando así la cantidad y longitud de las raíces de los vegetales. Así, se incrementa la capacidad de absorción de agua y nutrientes, haciendo que las plantas sean más vigorosas, productivas y tolerantes a condiciones climáticas adversas, como sequías o heladas. Otro factor benéfico es que ciertos microorganismos solubilizan nutrientes poco móviles en el suelo como el caso del fósforo, segundo nutriente, después del nitrógeno en importancia para el crecimiento de los cultivos. Estos microorganismos también tienen una función muy importante en el control natural de agentes patógenos, a través de la inducción del sistema de defensa en las plantas, aumentando su resistencia a enfermedades, a través de la producción de compuestos bacterianos como antibióticos y sideróforos. Los variados mecanismos mediante los cuales la acción PGPR se lleva a cabo no son plenamente conocidos y, por lo tanto, es necesario determinar con precisión su efecto particular en la biología de la planta beneficiada. Las plantas aromáticas y medicinales inoculadas con microorganismos (rizobacterias) registran un incremento en varios parámetros de crecimiento vegetal (peso fresco parte aérea, peso seco de raíz, número de hojas, etc) y en el rendimiento de aceite esencial (AE). El aumento de la síntesis, y la variación de los porcentajes relativos de los componentes principales de AE en plantas aromáticas, como efecto de la inoculación, podría considerarse como una respuesta defensiva de la planta frente a la colonización de microorganismos dado que varios AE poseen propiedades antimicrobianas. El incremento de estos metabolitos también se ha registrado como respuesta frente a la herbivoría. En el presente proyecto se propone dilucidar la existencia de una relación entre las defensas inducidas por rizobacterias con la producción de metabolitos secundarios en plantas aromaticas y medicinales.

Aspectos bioquímicos y celulares de la reproducción de los vectores de la enfermedad de Chagas: regulación e importancia fisiológica.

En la hipótesis de trabajo del presente proyecto se considera la importancia del metabolismo de lípidos y proteínas en los insectos hematófagos, en particular en los vectores de la enfermedad de Chagas, para afrontar exitosamente la demanda energética de la reproducción. Las hembras de estas especies pueden ingerir una comida de sangre abundante en lípidos y proteínas, los que son modificados en el intestino para su utilización y posterior almacenamiento en estructuras organizadas en el tejido ovárico, sustentando así el rápido crecimiento de los ovocitos. Estos aspectos resultan críticos para el ciclo de vida del insecto y para el mantenimiento de la cadena epidemiológica de la enfermedad. En estas especies, recientemente hemos caracterizado a nivel bioquímico y celular la interacción entre lipoproteínas y tejidos [Fruttero y col., Insect Biochem. Mol. Biol. 39: 322-331 (2009); Fruttero y col. Biocel 33 (3): 260 (2009)] y las fases del ciclo reproductivo [Aguirre y col., J. Insect Physiol. 54: 393-402 (2008)]. No obstante, los factores que participan en su regulación son aún escasamente conocidos. En este contexto, el estudio propone emplear dos especies de triatominos con el objeto de: (1) caracterizar los factores involucrados en la formación y regulación de reservas nutricionales en los ovocitos; (2) analizar los eventos que participan en la regresión del tejido ovárico: atresia folicular y mecanismos de muerte celular. (3) evaluar el impacto de productos naturales (ureasas vegetales y péptidos derivados) en el desarrollo del tejido ovárico. Para la ejecución de los objetivos se llevarán a cabo ensayos in vivo e in vitro con trazadores fluorescentes, fraccionamiento subcelular, estudios de expresión de proteínas (mRNA y proteína), estudios histo-morfológicos, ultraestructurales e inmunocitoquímicos, microscopía láser confocalizada, ensayos de actividad enzimática, ELISA, western-blot, electroforesis bidimensional, espectrometria de masas en tándem, etc. También se evaluarán los mecanismos de muerte celular (apoptosis/autofagia) mediante microscopía electrónica, detección de apoptosis in situ (TUNEL), inmunofluorescencia, etc. Los resultados obtenidos permitirán un mejor conocimiento sobre la fisiología y bioquímica de estos vectores, los que resultan indispensables en el diseño de nuevas estrategias para su control. Debido a la carencia de un tratamiento específico para la enfermedad y a la falta de métodos preventivos (vacuna), el control del vector es una de las vías más importantes para reducir la incidencia de la enfermedad. Actualmente, la situación socio-económica que sufren amplios núcleos de nuestra población propicia condiciones de vida que facilitan la reproducción de los vectores y la transmisión vectorial del parásito. El estudio permitirá además explorar aspectos bioquímicos y celulares básicos, generando conocimientos que podrían ser extensivos a otros insectos de importancia económica en la ganadería y/o agricultura.

Caracterización de moléculas de rizobacterias y de leguminosas con alto impacto productivo y tecnológico en la provincia de Córdoba

La provincia de Córdoba cuenta con alto desarrollo agrícola a base de cereales y leguminosas, como por ejemplo el maní. Pero este cultivo con los años ha trasladado su zona de siembra original y se ha extendido hacia otras áreas de mayor riesgo ambiental a raíz de la implantación de la soja. Diversas son las consecuencias de estas dos acciones y que se extienden desde lo agroecológico hasta lo científico-técnico. Este previo estado del arte y las referencias bibliográficas que apuntan a la necesitad de aumentar el valor agregado de los cultivos, nos ha llevado a formular una hipótesis de trabajo y es que las plantas de maní y soja así como las rizobacterias que se asocian con ellas, son productoras de diversas moléculas con potencial uso biológico en la productividad del cultivo y en aplicaciones tecnológicas, biológicas e industriales. Sumado a lo anterior y a las ideas gubernamentales de la necesidad de obtener conocimiento y capitalizarlo como riqueza, y la imperiosa urgencia de responder a demandas regionales, se presenta este proyecto cuyo objetivo general apunta a estudiar la producción de diversas moléculas de rizobacterias y leguminosas con el fin de mejorar la productividad de los cultivos y desarrollar nuevas aplicaciones tecnológicas en la provincia de Córdoba. Para cumplir dentro de los dos años de trabajo solicitados con lo expuesto anteriormente, la investigación será dividida en objetivos específicos y que consisten en investigar la producción de moléculas de raíces de maní y soja, analizar la respuesta microbiana a las rizodeposiciones de ambas leguminosas y evaluar el posible papel biológico y aplicación tecnológica de moléculas de ambos tipos de organismos. Nuestro grupo es de caracter multidisciplinar y ahondará en la diversidad molecular producida por raíces de maní y soja en direfentes días y la respuesta de las rizobacterias que se asocian ellas utilizando técnicas químicas (HPLC, GC, GC-masa) y herramientas microbiológicas y bioquímicas clásicas. Con fines de aplicación tecnológica se determinará la posible acción antioxidante de los extractos vegetales sobre sistemas modelos de ensayo así como la búsqueda de enzimas y hormonas microbianas aplicables en otros campos de la ciencia. De esta forma se pretende atender algunas demandas de diferentes sectores del centro sur de Córdoba y del país pero fundamentalmente posibilitar nuevas aplicaciones de las leguminosas y de las rizobacterias además de permitir la formación académicas de alumnos de grado y posgrado de la UNRC.

Mejoramiento de insecticidas de banda verde por incorporación en ciclodextrinas, co-cristales y niosomas

La aplicación de agroquímicos para proteger granos y vegetales es una parte importante de los procedimientos corrientes en el manejo integrado de plagas ya que 20- 40% de la producción mundial potencial se pierde cada año por plagas, malezas y enfermedades. La necesidad de modificar la naturaleza química de los pesticidas para hacerlos más amigables con el ambiente llevó al desarrollo de un gran número de pesticidas clasificados como de banda verde, menos tóxicos, menos contaminantes y más selectivos que los tradicionales. Entre ellos se incluyen los insecticidas reguladores de crecimiento (IGR) seleccionados para este proyecto. Sin embargo, como compuestos orgánicos, tienen baja solubilidad acuosa lo que usualmente requiere de la formulación para su uso agrícola con otros vehículos como aceites o solventes que son contaminantes. Las regulaciones internacionales son cada vez mas estrictas en cuanto al uso de pesticidas por lo que es muy importante el desarrollo de tecnologías apropiadas para la utilización de compuestos de banda verde en los cultivos de la región. Nuestra propuesta se enfoca en generar formas alternativas (‘paquetes moleculares’ multi-componentes) de estos IGR que tengan mayor solubilidad acuosa que los compuestos no tratados, posibilitando su formulación en medio acuoso ambientalmente amigable. Las rutas elegidas comprenden la inclusión de los IGR dentro de sistemas nanoestructurados como la cavidad de ciclodextrinas (CDs), su incorporación en co-cristales y el encapsulado en niosomas. Las CDs son moléculas cíclicas biodegradables y no-tóxicas, formadas por unidades de glucosa. Los niosomas son vesículas microscópicas con un corazón acuoso encerrado por una membrana de surfactantes no iónicos que forman estructuras bicapa cerradas. Los co-cristales resultan de la interacción entre un compuesto y un co-formador con una estructura complementaria con el primero que permite la formación de enlaces puente H entre ambos. Los tres procesos involucran interacciones ‘suaves’ entre el IGR y la otra especie, dejando intacta la integridad biológica del insecticida. Se espera así obtener una diversidad de sistemas para diferentes opciones de formulación. Se eligieron IGR derivados de benzoilfenilurea (BPU), dibenzoilhidracinas (DBH) e isopreno, clasificados como clase U (unlikely to present acute hazard in normal use) por la OMS que tienen relativamente baja toxicidad para humanos y otros mamíferos, alta selectividad para insectos y muy poca solubilidad acuosa. Luego del aislamiento de las nuevas construcciones moleculares, se establecerán los efectos sobre las propiedades fisicoquímicas de los IGR. Se efectuarán estudios en estado sólido y en solución. Los complejos sólidos en CDs preparados por distintos métodos se examinarán por FTIR y RMN en estado sólido, microscopía FTIR, difracción de Rayos X de polvo y monocristales, TGA, DSC y microscopía ‘hot stage’. Por RMN, dicroísmo circular inducido y titulación calorimétrica isotérmica se estudiarán aspectos termodinámicos y estructurales de la inclusión en solución. El efecto sobre la solubilidad y estabilidad química de los IGR se investigará midiendo, respectivamente, las velocidades de disolución de los complejos y las velocidades de degradación de los IGR en presencia y ausencia de CDs. Para la obtención de co-cristales se usarán moléculas co-formadoras ‘GRAS’ (generally regarded as safe) elegidas en base a la complementariedad de sus grupos funcionales capaces de formar enlaces de H con los de los IGR. Las medidas de los puntos de fusión y velocidad de disolución son parámetros importantes para determinar su eventual utilidad. Los niosomas se prepararán en presencia de los IGR por distintas técnicas usando los surfactantes no iónicos y no tóxicos Tween 20 y 80, Span 20 y 80 y Brij-35. Se analizarán el tamaño y morfología de los agregados por microscopía de transmisión electrónica y se determinará la estabilidad en el tiempo de los niosomas por UV-vis.