Efecto bioestimulante y biofortificante de complejos de nanoquitosán yodados aplicados en el cultivo de tomate

Abstract

"En la última década, se ha identificado un desequilibrio nutricional a nivel global, destacando una deficiencia generalizada de micronutrientes esenciales, siendo los más afectados yodo (I), zinc (Zn), hierro (Fe), vitamina A, vitamina D y folatos, debido a la baja disponibilidad en los alimentos y su limitada biodisponibilidad para la absorción intestinal (Cakmak et al. 2020). El yodo es un elemento esencial los humanos que participa en la producción hormonal en la glándula tiroidea que permite el buen funcionamiento del metabolismo celular y la regulación del crecimiento y desarrollo (Pretell y Pearce, 2024). Los trastornos por deficiencia de yodo (TDY) causados por la baja ingesta del elemento se asocian a el desarrollo de bocio, cretinismo, hipotiroidismo, déficit mental, muerte al nacer, lo que advierte un peligro para la población (Anarado et al., 2019). Por lo tanto, la ingesta diaria recomendada de yodo es de 90 µg para niños en edad preescolar (0 a 59 meses), 120 µg para niños de 6 a 12 años, 150 µg para adultos mayores de 12 años y 200 µg para mujeres embarazadas y lactantes, para prevenir los TDY (Vasiljev et al., 2022). Sin embargo, la población mundial aún no dispone de las cantidades adecuadas de yodo en su ingesta diaria por la poca disponibilidad en alimentos de consumo habitual (Zimmermann, 2020). Por lo que, producir alimentos que proporcionen cantidades adecuadas de micronutrientes esenciales es uno de los desafíos del sector agrícola, ya que aunado a esto, las plantas tienen que afrontar varios estreses abióticos y bióticos como salinidad, sequía, estrés por calor, estrés por frío, la escasez de disponibilidad agua, la pérdida de fertilidad del suelo y las plagas limitando su productividad (Karimi et al., 2018). En este sentido, la biofortificación de cultivos es una práctica agronómica que permite incrementar el contenido de un elemento en cultivos de consumo regular, contribuye a mejorar la calidad de los productos, reducir las pérdidas postcosecha, disminuir el tiempo de cocción, aumentar el rendimiento y fortalecer la resistencia de los cultivos a plagas (Sida et al., 2020). En las plantas, este elemento se considera benéfico y ha demostrado que con aplicaciones exógenas de yodo en forma de yoduro de potasio (KI) y yodato de potasio (KIO3) efectos como la promoción del crecimiento, la producción de antioxidantes y una mayor tolerancia al estrés abiótico (Singhal et al., 2023). Actualmente, el uso de bioestimulantes promueve procesos naturales de las plantas que benefician la absorción de nutrientes, aumentan la tolerancia al estrés biótico o abiótico, aumentan el rendimiento y mejoran la calidad nutricional de los frutos (Unión Europea, 2019). La bioestimulación de cultivos con la aplicación de quitosán permite estimular los mecanismos de defensa internos de las plantas, ya que promueve la biosíntesis de biomoléculas protectoras, como las fitoalexinas, y regula la expresión de genes de defensa a través de la activación de la vía MAP-quinasa (Ahmed et al., 2021). Recientemente, se ha demostrado que las nanopartículas de quitosano (CNP), utilizadas como nanoportadores de micronutrientes, son más eficientes que el material original debido a la mayor densidad de la superficie de carga, la mayor superficie y la mejor absorción celular (Poznanski et al., 2023). En este sentido, la producción de cultivos enriquecidos en yodo mediante biofortificación de cultivos podría ser una forma eficaz de reducir los efectos adversos de su deficiencia, aprovechando al mismo tiempo su efecto bioestimulante (Naim Khalid, 2017). El tomate surgió como un excelente candidato para la biofortificación agronómica con I porque se ha demostrado la translocación eficiente de I a través del floema, lo que le permite aumentar el contenido de I en el fruto en concentraciones que también promueven el crecimiento y desarrollo general de la planta. (Ikram et al., 2024). Sin embargo, es un cultivo susceptible a los daños por Fusarium oxysporum (FO) es uno de los patógenos más destructivos con gran distribución y efectos devastadores en hortalizas, causante de la marchitez vascular, reconocida como la principal enfermedad que origina problemas en el cultivo de tomate (Ayvar et al., 2021). Recientemente, este patógeno se ha adquirido resistencia debido al uso indiscriminado de agroquímicos para su control sintetizando metabolitos tóxicos que ponen en peligro la salud del consumidor y el medio ambiente, por lo que su control es un desafío en la agricultura (Gayosso et al., 2021). Por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue la evaluación de complejos nanoquitosano yodo (NPsCs-I) en plantas de tomate para determinar su efecto bioestimulante y biofortificante"