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La alelopatía es un fenómeno natural y complejo que ha sido el foco de muchos científicos de plantas en las últimas décadas. Los mecanismos relativos a la alelopatía para su uso en cultivos han sido objeto de mucha investigación desde la década de 1930, cuando Molisch observó que una planta tiene un efecto directo o indirecto sobre una planta vecina a través de la producción y secreción de compuestos químicos en el medio ambiente1. La alelopatía es la producción de metabolitos secundarios que tienen efectos inhibitorios en el crecimiento y la germinación de algunas especies vegetales. Los compuestos químicos alopáticos liberados ayudan a proporcionar a las plantas donantes una ventaja competitiva mediante la adición de fitotoxinas al medio ambiente a su alrededor2. Muchos factores contribuyen a la actividad alelopática. Es selectivo en su eficacia y varía entre variedades, condiciones ambientales, etapa de crecimiento, estrés, medio ambiente y disponibilidad de nutrientes3.
En los últimos años, la alelopatía se ha destacado en la investigación como un posible complemento a la constante y creciente crisis de control de las weed. Con la creciente población mundial, la demanda de producción sostenible de alimentos y fibra ha aumentado4. El control de las desudos es una de las mayores amenazas a la producción a las que se enfrentan los agrónomos5,6. Los métodos tradicionales de control de malas hierbas se centran en las prácticas mecánicas, químicas y culturales. El uso continuo de herbicidas, si bien es eficaz, útil y eficiente, ha promovido la evolución de las poblaciones de nohierbas resistentes a un ritmo alarmantemente rápido7. La ingeniería genética y las prácticas de cría se han utilizado eficazmente para dar a los cultivos ventajas competitivas sobre las malas hierbas al diseñarlas para soportar aplicaciones químicas que sus vecinos no pueden sobrevivir7,8. Aunque son eficaces, estas tecnologías no siempre son sostenibles y a veces plantean preocupaciones transversales9. Es necesario introducir prácticas suplementarias de gestión de malas hierbas si se quiere alcanzar el objetivo de aumentar la producción de alimentos10. La alelopatía muestra una excelente promesa como una nueva herramienta de defensa para que los cultivos mejoren su calidad y sobrevivan a sus competidores1,7.
Los aleloquímicos son a menudo productos secundarios, y debido a que su producción está muy influenciada por factores ambientales, los compuestos específicos asociados con la supresión de la planta pueden ser difíciles de identificar3. Los factores de producción incluyen la genética y la acción conjunta de los metabolitos secundarios que pueden actuar sinérgicamente11,12. Es difícil separar la actividad alelopática de la competencia que existe naturalmente dentro de las interacciones entre las cosechas, y debido a esto, cuando la detección de alelopatía debe haber un conjunto estándar de resultados que califiquen el ensayo como válido y repetible. A continuación se muestra un conjunto de criterios que califica los hallazgos de alelopatía como se describe en Olofsdotter et al.12 1) Una planta debe demostrar la supresión de otra planta en un patrón; 2) Los productos químicos que se liberan en el medio ambiente en cantidades bioactivas deben ser producidos por la planta donante; 3) Los productos químicos producidos deben ser transportables a la planta receptora; 4) Algún mecanismo de admisión debe estar presente en la planta receptora; 6) El patrón de inhibición observado no debe tener ninguna otra explicación exclusiva (por ejemplo, competencia por los recursos)12.
En un esfuerzo por superar la barrera entre el desconocimiento de los mecanismos de apoyo a la alelopatía y el desarrollo de variedades, se pueden identificar y seleccionar rasgos fenotípicos asociados con las variedades alelopáticas para su posterior investigación y uso. Algunas plantas conocidas por tener cualidades aleloppáticas son centeno, sorgo, arroz, girasol, colza y trigo13. Durante las primeras observaciones de la alelopatía en los cultivos, debido a las fronteras distinguidas del crecimiento de las malezas en los experimentos sobre el terreno, se propuso que los productos químicos estuvieran involucrados en lugar de la competencia por los recursos14. Sin embargo, la mayoría de los estudios fueron experimentos de campo que hacían imposible eliminar la competencia como factor14. Los esfuerzos de eliminación de la competencia dieron paso a experimentos de laboratorio e invernadero en los intentos de probar y cuantificar la actividad alelopática en el arroz y otros cultivos. Los métodos de campo e invernadero para detectar alelopatía en las plantas demuestran que las tendencias aleloppáticas están presentes en ambas condiciones de cultivo11,15. Algunos críticos creen que los exámenes de laboratorio sólo pueden tener un valor limitado debido a la falta de condiciones naturales, lo que puede afectar los resultados15.
El método propuesto para el cribado del potencial alelopático en las plantas proporciona recursos y espacio adecuados y elimina la competencia de recursos con el uso de una estructura de escalera11,17. El método fue adaptado y modificado de experimentos anteriores que exploran la alelopatía en hierba de césped y cebada17,18. Estos estudios encontraron que un sistema similar era capaz de producir resultados precisos sobre el potencial alelopático de una planta objetivo, al tiempo que eliminaba cualquier duda de que las observaciones pudieran atribuirse a la competencia natural. El método de paso de escalera crea un sistema circulatorio donde una solución nutritiva de un depósito puede recorrer cada planta hasta una bandeja de incubación a través de unos pocos pasos. Una bomba eléctrica entonces recicla la solución junto con cualquier aleloquímico producido18. Un método como este es eficaz tanto en tiempo como en espacio y recursos. También proporciona condiciones de campo similares para las plantas y elimina cualquier competencia de recursos. Los métodos y herramientas utilizados para el cribado se manipulan fácilmente para adaptarse a los objetivos de estudio deseados, condiciones y especies específicas. El objetivo de este estudio es confirmar la alelopatía del arroz weedy a través de mediciones de supresión de altura en el perceno con el uso del método de escalón.