Artículo adaptado de:Tiwari, H.; Bonicelli, P.G.; Ripa, C.; Poni, S.; Batista, F.; Frioni, T. (2025).
Proline-Rich Specific Yeast Derivatives Enhance Grapevine (Vitis vinifera L.) Water Status and Enable Reduced Irrigation Volumes. Agronomy 2025, 15, 2759. Distribuido con licencia Creative Commons Attribution (CC BY 4.0).
J. Sturm2
Resumen
En el contexto actual del cambio climático, la viticultura se enfrenta a una presión creciente debido al estrés térmico estival y al aumento de la escasez de agua. Estos factores ambientales afectan significativamente al crecimiento de la vid, al rendimiento y a la composición de la uva, tanto en sistemas de secano como de riego.
Este estudio demuestra que las aplicaciones foliares de derivados de levadura específicos ricos en prolina, LalVigne PROHYDRO™, mejoran de forma significativa el estado hídrico de la vid y su resiliencia fisiológica bajo condiciones de restricción hídrica. Las vides tratadas mantuvieron un potencial hídrico foliar más elevado, una fotosíntesis mejorada y un menor estrés oxidativo en comparación con los controles no tratados.
Las aplicaciones de LalVigne PROHYDRO™ indujeron una fuerte acumulación endógena de prolina, favoreciendo el ajuste osmótico y la fotoprotección. El rendimiento y la composición del fruto se conservaron incluso con reducciones del 20 % y del 60 % en el aporte de agua.
En conjunto, LalVigne PROHYDRO™ ofrece una estrategia eficaz para mantener el rendimiento y la calidad de la vid con una menor disponibilidad de agua.
Introducción
La escasez de agua y el estrés térmico se han convertido en importantes limitantes para la viticultura, en particular a medida que el cambio climático acorta las fases fenológicas y dificulta el mantenimiento del equilibrio fisiológico de la vid. En este contexto, los viticultores buscan cada vez más bioestimulantes rentables, libres de sustancias químicas, capaces de aumentar la tolerancia de la vid al estrés abiótico sin comprometer el rendimiento ni la composición de la uva.
Entre los bioestimulantes más prometedores se encuentran los derivados específicos de levadura (LalVigne PROHYDRO™), enriquecidos con L-prolina de origen bacteriano, un osmolito multifuncional implicado en el mantenimiento de la turgencia celular, la eliminación de especies reactivas de oxígeno (ROS) y la fotoprotección.
Estudios previos han demostrado que LalVigne PROHYDRO™ puede mejorar el estado hídrico de las hojas y reducir el daño oxidativo en vides cultivadas en campo, lo que sugiere un efecto de priming que refuerza la tolerancia al estrés. El presente estudio tuvo como objetivo profundizar en los mecanismos implicados, evaluando si su aplicación foliar podía mejorar el estado hídrico, los intercambios gaseosos, la fotoprotección y la calidad del fruto en vides de Chardonnay sometidas a déficit hídrico moderado y severo.
En concreto, se evaluó si la aplicación de LalVigne PROHYDRO™ permitía a las vides mantener un rendimiento fisiológico adecuado con aportes reducidos de agua.
Material y métodos
El estudio se llevó a cabo en vides Vitis vinifera cv. Chardonnay de tres años de edad, cultivadas en macetas, injertadas sobre el portainjerto SO4 y conducidas en sistema Guyot. Las plantas se cultivaron al aire libre bajo un manejo uniforme de la fertilización y del control de plagas.
A partir del estado fenológico de bayas tamaño guisante, el riego se moduló en función de la evapotranspiración diaria (ET), medida semanalmente mediante métodos gravimétricos. Los diferentes tratamientos se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Diseño experimental de los tratamientos. La restricción hídrica se aplicó del 20 de junio (bayas tamaño guisante) al 2 de agosto (vendimia).
LalVigne PROHYDRO™ se aplicó cinco veces por vía foliar entre el cuajado y el envero completo, a la dosis recomendada de 1 kg/ha, desde el 25 de mayo (cuajado) hasta el 10 de julio (envero).
Se evaluaron distintos parámetros fisiológicos en múltiples fechas entre junio y agosto:
- Potencial hídrico foliar al mediodía (Ψ_leaf), medido mediante cámara de presión.
- Intercambio gaseoso foliar: asimilación neta de CO₂ —fotosíntesis (An), transpiración (E) y conductancia estomática (gs).
- Fluorescencia de la clorofila (Fv/Fm).
- Concentraciones foliares de prolina y H₂O₂.
- En el momento de la vendimia, se evaluaron los componentes del rendimiento y la composición del fruto: sólidos solubles totales (TSS), acidez titulable (AT) y pH.
Resultados
Mejora del estado hídrico foliar
El experimento permitió establecer una clara distinción entre la disponibilidad hídrica del suelo y el estado hídrico interno de la planta. Mientras que el contenido de humedad del suelo reflejó estrictamente los niveles de riego —aproximadamente 55 % en el tratamiento WW-C, 35 % en los grupos WS1 y descendiendo hasta un mínimo del 16 % en WS2-T, bajo las condiciones de mayor restricción hídrica—, las vides tratadas con LalVigne PROHYDRO™ (WS1-T) mantuvieron de forma consistente un potencial hídrico foliar al mediodía (Ψhoja) superior al de las vides no tratadas (WS1-C), a pesar de presentar niveles idénticos de humedad del suelo. Esta tendencia se mantuvo a lo largo de toda la temporada, con valores entre +0,14 y +0,22 MPa en comparación con WS1-C.
Incluso bajo una restricción hídrica más severa (WS2-T), las plantas tratadas alcanzaron valores de Ψhoja similares a los de WS1-C, el control más irrigado, lo que indica una mitigación del estrés hídrico. LalVigne PROHYDRO™ mejoró el estado hídrico foliar mediante mecanismos de ajuste osmótico, compensando las limitaciones impuestas por la baja disponibilidad de agua en el suelo (Figura 1)
Figura 1. Potencial hídrico foliar al mediodía de las vides tratadas con LalVigne PROHYDRO™ en comparación con los tratamientos control, bajo distintos niveles de agua disponible según se indica en la Tabla 1. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos dentro de una misma fecha (p = 0,05). El símbolo * indica diferencias significativas entre tratamientos.
Rendimiento fisiológico: tasas fotosintéticas y eficiencia en el uso del agua
Las mediciones de intercambio gaseoso revelaron que la aplicación de LalVigne PROHYDRO™ permitió preservar la actividad fotosintética bajo condiciones de riego reducido. Tanto la tasa fotosintética (An) como la conductancia estomática (gs) mostraron tendencias similares.
Tal como se muestra en la Figura 2:
Figura 2. Tasa fotosintética de las vides tratadas con LalVigne PROHYDRO™ en comparación con los tratamientos control, bajo distintos niveles de agua disponible, según se indica en la Tabla 1. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos dentro de una misma fecha (p = 0,05). El símbolo * indica diferencias significativas entre tratamientos.
- Restricción hídrica moderada: el tratamiento WS1-T mantuvo tasas fotosintéticas y conductancia estomática comparables a las del control bien irrigado WW-C, a pesar de recibir un 20 % menos de agua. Los valores medios registrados durante el período para WS1-T fueron de 14,94 μmol m⁻² s⁻¹ para An y 0,24 mol m⁻² s⁻¹ para gs, prácticamente idénticos a los valores medios de WW-C (15,37 μmol m⁻² s⁻¹ y 0,25 mol m⁻² s⁻¹, respectivamente).
- Restricción hídrica severa: las vides sometidas a una restricción severa (WS2-T) mantuvieron un rendimiento fisiológico comparable, cuando fueron tratadas con LalVigne PROHYDRO™, al del control con estrés moderado (WS1-C), a pesar de recibir un 50 % menos de agua. El tratamiento WS2-T presentó un valor medio de An de 11,72 μmol m⁻² s⁻¹, comparable al observado en WS1-C (11,5 μmol m⁻² s⁻¹).
La eficiencia en el uso del agua (WUE) fue máxima en WS2-T, lo que pone de manifiesto la capacidad de LalVigne PROHYDRO™ para preservar la asimilación de carbono incluso bajo condiciones de fuerte limitación hídrica y estomática.
Mecanismos de acción y gestión del estrés oxidativo
LalVigne PROHYDRO™ modificó significativamente los perfiles metabólicos foliares. En las hojas tratadas se observó un cambio metabólico que implica dos mecanismos protectores concurrentes: el ajuste osmótico y la eliminación de especies reactivas de oxígeno (ROS).
En el momento de la vendimia, las hojas de las plantas tratadas (WS1-T) acumularon casi el doble de prolina en comparación con el control WS1-C (17,8 frente a 10,7 μmol/g) (Figura 3ª). Esta acumulación endógena probablemente fue inducida por la aplicación de LalVigne PROHYDRO™.
La prolina es un aminoácido natural implicado en la regulación del equilibrio osmótico de la planta, esencial para el mantenimiento de la turgencia celular. La turgencia celular corresponde a la presión ejercida por el agua contra la pared celular, lo que permite que la célula permanezca firme y contribuye a mantener la planta erguida.
Además, la biosíntesis de prolina permite la regeneración de NADP+, un receptor final de electrones clave, lo que reduce la producción de oxígeno reactivo y protege a las células vegetales frente al daño oxidativo.
Figuras 3a y 3b. Concentraciones de prolina (a) y peróxido de hidrógeno (H₂O₂, b) en muestras foliares de vides tratadas con LalVigne PROHYDRO™ en comparación con los tratamientos control, bajo distintos niveles de agua disponible, según se indica en la Tabla 1. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos dentro de una misma fecha (p = 0,05).
Esto se confirma por el marcado incremento en la acumulación de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) observado en las vides sometidas a estrés (1,06 μmol/g). En cambio, las vides tratadas con LalVigne PROHYDRO™ mantuvieron niveles estables de H₂O₂ (≈ 0,78 μmol/g),, comparables a los de las vides no estresadas WW-C (Figura 3b)
La acumulación de esta especie reactiva de oxígeno (ROS) bajo condiciones de estrés es conocida por afectar negativamente la eficiencia del fotosistema, tal como lo demuestra la disminución observada en las vides WS1-C (Figura 4), donde el valor de Fv/Fm descendió hasta 0,667 al final del experimento.
En contraste, todas las plantas tratadas mantuvieron valores estables de eficiencia del fotosistema, cercanos a 0,770. Estos resultados confirman adicionalmente la protección frente a la fotoinhibición proporcionada por el tratamiento con LalVigne PROHYDRO™.
Figura 4. Eficiencia del fotosistema evaluada a través de la relación Fv/Fm. Valores inferiores a 0,7 se consideran comúnmente indicativos de un daño permanente en el fotosistema de la hoja. Letras diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos dentro de una misma fecha (p = 0,05). El símbolo * indica diferencias significativas entre tratamientos.
Rendimiento y composición del fruto
Las vides WS1-T alcanzaron rendimientos comparables a los del control totalmente irrigado WW-C, lo que demuestra que el tratamiento con LalVigne PROHYDRO™ compensó el déficit hídrico del 20 %. Las vides WS2-T produjeron rendimientos estadísticamente similares a los de WS1-C, a pesar de una reducción del 50 % en el riego.
La composición del fruto siguió los patrones esperados bajo condiciones de limitación hídrica, sin impactos negativos. El contenido de sólidos solubles totales (TSS) fue mayor en los tratamientos sometidos a estrés, mientras que la acidez total (TA) y el pH mostraron variaciones mínimas.
El tratamiento WS1-T se asemejó estrechamente al WW-C, lo que sugiere que LalVigne PROHYDRO™ permitió preservar el equilibrio metabólico del fruto al tiempo que favoreció una maduración normal.
Tabla 2. Componentes del rendimiento y composición de la uva en el momento de la vendimia. Letras diferentes indican diferencias significativas (p = 0,05; prueba HSD de Tukey); * y ** indican diferencias significativas para p < 0,05 y p < 0,01, respectivamente. ns = no significativo.
Potencial de ahorro de agua
Basándose en la transición de regímenes de riego completo a riego deficitario, el uso de LalVigne PROHYDRO™ permitió una reducción cuantificable de las necesidades de recursos hídricos por hectárea, proyección realizada sobre una densidad de 3.333 vides/ha.
- Mantenimiento pleno del rendimiento: ahorro de 170 m³ (170.000 L), de agua por hectárea, logrado al pasar de 100 % ET a 80 % ET con la aplicación de LalVigne PROHYDRO™, manteniendo niveles fisiológicos y productivos comparables al control bien irrigado (WW-C).
- En un enfoque vitícola orientado a la calidad (con un estrés hídrico limitado y controlado): ahorro de 340 m³ (340.000 L) de agua por hectárea, logrado al pasar de 80 % ET a 40 % ET con la aplicación de LalVigne PROHYDRO™, manteniendo niveles comparables a los de un riego moderado estándar.
Estos ahorros se lograron sin deficiencias fisiológicas importantes, lo que demuestra que LalVigne PROHYDRO™ puede reducir las necesidades de riego en la producción vitícola.
Conclusión
Este estudio demuestra claramente que las aplicaciones del producto rico en prolina LalVigne PROHYDRO™ refuerzan la resiliencia de la vid frente al déficit hídrico mediante una combinación de ajuste osmótico, mejora del rendimiento del intercambio gaseoso y una gestión eficaz de las especies reactivas de oxígeno (ROS) (Foto 1).
Foto 1. Imágenes de las vides durante el ensayo experimental. Las vides tratadas con LalVigne PROHYDRO™ mantuvieron una mayor integridad funcional de las hojas, mostrando una menor desecación foliar basal.
Las vides tratadas mantuvieron niveles de fotosíntesis, estado hídrico y fotoprotección comparables a los controles totalmente irrigados, incluso cuando el riego se redujo entre un 20 % y un 60 %. El rendimiento y la composición del fruto se conservaron en gran medida, lo que valida la idoneidad de LalVigne PROHYDRO™ para la viticultura en un contexto de creciente estrés climático.
Estos resultados respaldan el uso de LalVigne PROHYDRO™ como una estrategia bioestimulante eficaz para optimizar la eficiencia en el uso del agua en una viticultura sostenible.
