Una de las principales amenazas de los cultivos agroalimentarios son las malas hierbas, ya que compiten con ellos por el suelo, el agua y la luz, además de ser hospedadoras de otros organismos que pueden ser patógenos de las plantas cultivables. El uso de herbicidas sintéticos ha incrementado la productividad de los cultivos, aunque ha sido a costa de un importante impacto medioambiental, ya que estos compuestos tienen baja degradabilidad, lo que supone una amenaza para la salud pública ya que se acumulan en los seres vivos.

Este nuevo método, que utiliza la bacteria ‘Escherichia coli’ como catalizador, permite la síntesis del herbicida biodegradable D-DIBOA con un rendimiento óptimo, lo que facilitará su aplicación en los cultivos agrícolas.

Como alternativa, se ha propuesto el uso de ciertos compuestos de origen biológico que algunas plantas liberan para protegerse de las malas hierbas. Partiendo de este planteamiento, el grupo de investigación de Alelopatía en Plantas Superiores y Microorganismos, del departamento de Química Orgánica de la Universidad de Cádiz, ha desarrollado y patentado la síntesis química de un compuesto biodegradable y con actividad herbicida, insecticida, fungicida y bactericida denominado D-DIBOA. El principal inconveniente de esta síntesis se centraba en su dificultad para producirse a gran escala y el hecho de que no alcanzaba un rendimiento del 100%, lo que encarecía la producción y aplicación a escala industrial.

Por ello, los investigadores de la Universidad de Cádiz han continuado trabajando en esta línea y han conseguido desarrollar un novedoso proceso biotecnológico alternativo en el que se emplea la bacteria Escherichia coli como catalizador de la reacción más limitante de la síntesis de D-DIBOA. En concreto, estos científicos han llevado a cabo la modificación genética de esta bacteria para generar una cepa que es capaz de producir D-DIBOA con un rendimiento óptimo de hasta el 100%, frente al 70% que ofrece la síntesis química. Asimismo, el proceso patentado por investigadores de la UCA, se realiza en medio acuoso, lo que permite minimizar el uso de solventes orgánicos siendo por tanto más respetuoso con el medio ambiente. Este concepto de la producción de compuestos se enmarca por tanto en lo que se ha dado en llamar la “Química Verde”.

Por otra parte, el proceso biotecnológico empleado permite generar cantidades adecuadas para su explotación comercial, ya que la producción de D-DIBOA mediante esta metodología es potencialmente escalable.

En esta patente han participado los profesores del área de Bioquímica del departamento de Biomedicina, Biotecnología y Salud Pública de la UCA, Jorge Bolívar y Antonio Valle, e investigadores del área de Ingeniería Química del grupo de Reactores Biológicos y Enzimáticos, que lidera el catedrático Domingo Cantero, junto con la profesora Gema Cabrera y la doctora María Elena de la Calle. “Es por tanto, éste un magnífico ejemplo de cooperación y sinergia entre investigadores de distintas áreas de conocimiento científico dentro de la Universidad de Cádiz”, como señalan los propios investigadores.