La Biotecnología aplicada al Agro puede coadyuvar con el manejo (prevención y control) de plagas y enfermedades a través del uso de microorganismos o sus metabolitos y disminuir la carga química tóxica aplicada a los alimentos.
El metabolismo de prácticamente todos los seres vivos se divide en dos partes:
Metabolismo Primario: Son las funciones vitales para el crecimiento y desarrollo de la especie: síntesis te proteína, respiración, fotosíntesis (plantas y microalgas), absorción de nutrientes, etc., y los compuestos que se producen en este tipo de metabolismo son conocidos como Metabolitos Primarios. Prácticamente son iguales en todas las especies del mismo reino, por ejemplo, en plantas, prácticamente todas producen los mismos metabolitos primarios.
Metabolismo Secundario: son funciones específicas que cada especie realiza de acuerdo a su genética, y son diferentes de especie a especie. En plantas, por ejemplo, todas las pertenecientes a la familia de los pinos (Coníferas) producen pinenos (terpenos), todas las especies de chile (Capsicum), producen niveles específicos de capsaicina y los tomates, producen solanina. En el caso de hongos, algunos producen enzimas proteolíticas y en bacterias, algunas producen sustancias antibióticas para inhibir a otras. En resumen, cada especie o grupo de organismos tienen metabolismos secundarios de acuerdo a su genética para funciones muy específicas (interacción con el medio en que viven) y a esas sustancias que se producen en dichos metabolismos, se les conoce como metabolitos secundarios.
En Biotecnología aplicada a la fitosanidad del Agro, las sustancias que tienen amplia aplicación en manejo de plagas y enfermedades son las derivadas de los metabolismos secundarios de plantas, hongos, bacterias, etc., son los Metabolitos Secundarios.
Metabolitos Secundarios de Plantas:
Los metabolitos secundarios de plantas se encuentran en los extractos vegetales de especies de plantas específicas, muchas de ellas, producen metabolitos secundarios de interés fitosanitario derivado de la convivencia que ellas mismas tienen con el medio adverso (plantas de desierto) y por la interacción con plagas, enfermedades y herbívoros durante su desarrollo, los metabolitos secundarios que especies de plantas pueden llegar a producir son:
Los Terpenos: son unidades de isopreno. Entre los isoprenoides considerados primarios figuran las fitohormonas giberelinas y el ácido abscísico; la cadena isoprenoide de algunas citoquininas, de la plastoquinona y de la ubiquinona; el fitol de la clorofila; los carotenoides; saponinas esteroidales; los fitoesteroles esenciales para la integridad de las biomembranas y los dolicoles. Ejemplos de terpenos para el control de enfermedades de plantas son los pinenos y el limoneno.
Los Fenoles, se encuentran en todos los tejidos vegetales. Los fenoles son compuestos de estructura aromática con uno o varios grupos hidroxilo, libres o sustituidos. El compuesto básico es el fenol (33), pero la mayor parte de estos compuestos son polifenoles, figuran las quinonas fenólicas, las cumarinas, los lignanos, taninos, los estilbenos y los flavonoides. Ejemplos de fenoles son el fenol, cresol, timol y resorcinol
Los Alcaloides son química y biológicamente muy heterogéneos. Es el grupo más representativo, numeroso y diverso. Los alcaloides son moléculas orgánicas más o menos complejas; de carácter básico, por la presencia en ellas de uno o más átomos de nitrógeno formando parte de un heterociclo; se sintetizan de aminoácidos o de sus derivados inmediatos; su presencia en las plantas está limitada a determinados grupos taxonómicos; finalmente, son sustancias con cierta toxicidad, preferentemente activas sobre el sistema nervioso central. Ejemplos de alcaloides son la nicotina, cebadilla, estricnina, ricino, etc.