Los herbicidas han sido tradicionalmente utilizados para aumentar la producción agrícola con un incremento de los rendimientos y de la seguridad alimentaria. Actualmente, el uso de herbicidas sintéticos es la estrategia más eficaz para reducir y controlar tanto el crecimiento como la propagación de las malas hierbas. Sin embargo, su uso indiscriminado ha provocado un fuerte impacto ambiental y ecológico. Así, problemas como la contaminación, la bioacumulación y la aparición de fenómenos de resistencia han sido atribuidos al efecto de los herbicidas.

Este hecho ha promovido la investigación enfocada a encontrar nuevos compuestos con actividad herbicida con modos de acción alternativos, pero que además sean más respetuosos con el medio ambiente. En esto contexto, la producción de compuestos herbicidas de origen natural (alelopáticos) presenta un gran potencial. El principal inconveniente que tiene su uso a gran escala es que la producción natural de estos compuestos es baja. Por otra parte, su síntesis química suele ser compleja, y en ella normalmente se utilizan compuestos orgánicos que generan residuos contaminantes. Todo ello, junto con unos rendimientos relativamente bajos, hace que este tipo de producción sea difícil de escalar. Por este motivo es interesante encontrar nuevas, metodologías y/o procedimientos de producción mediante procesos biotecnológicos en los que los que se desarrollen nuevas cepas de microorganismos que, en las condiciones de cultivo adecuadas, puedan mejorar los rendimientos mediante procesos de biotransformación de alto rendimiento. Estos antecedentes hacen que sea de especial interés para la producción biotecnológica del D -DIBOA, un compuesto sintético análogo al herbicida alelopátotico DIBOA.”

La presente invención se refiere a una cepa bacteriana modificada genéticamente de la bacteria Escherichia coli, capaz de producir D-DIBOA, que es un compuesto con potencial aplicación como herbicida, insecticida, fungicida y/o bactericida. Además, se describe la metodología de optimización de la síntesis biológica del D-DIBOA a partir de su precursor químico, 2-(2´-nitrofenoxi)-acetato de etilo (compuesto químico).

USO Y APLICACIONES

El área científica al que corresponde la invención es la biotecnología, ya que se trata de la optimización de un proceso biotecnológico para producir un compuesto con uso potencial como herbicida, insecticida, funguicida y/o bactericida. Por ello, el sector industrial de aplicación es el sector agroquímico que dirige sus esfuerzos hacia la búsqueda de nuevos compuestos fitoquímicos (compuestos producidos a partir de plantas) más selectivos y activos y que, además sean respetuosos con el medio ambiente.

La metodología de producción empleada permite:

• Alcanzar rendimientos de hasta el 100%, frente al 70% y 60% de otros procesos como los de síntesis química y síntesis biológica respectivamente.
• Conseguir un aumento en la concentración de D-DIBOA en el medio de cultivo de hasta un 379% respecto a otros procesos de biotransformación (proceso donde un organismo vivo modifica una sustancia química transformándola en otra diferente) descritos.
• Producir en un medio de cultivo definido, lo que facilitará la futura purificación del producto.
• Realizar el proceso en un medio acuoso y minimizar el uso de solventes orgánicos para generar unas condiciones suaves y respetuosas con el medio ambiente.
• Producir cantidades adecuadas para su explotación comercial, ya que la producción de D-DIBOA mediante esta metodología es potencialmente escalable.

TÍTULOS DE PROPIEDAD

• Patente de invención
• Registro de cepa

PALABRAS CLAVE

Herbicidas, insecticidas, fungicidas, bactericidas, D-Diboa, producción agrícola, seguridad alimentaria, cultivos, E.coli, cepas bacterianas.

AUTORES

Jorge Bolívar Perez, Antonio Valle Gallardo, María Elena De La Calle Sierra, Domingo Cantero Moreno, Gema Cabrera Revuelta.