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Control biológico: ¿Una opción eficaz para el manejo de nematodos formadores de agallas? (página 2)

Enviado por Ana Puertas Arias



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Otras bacterias a las que se le confieren propiedades nematicidas se encuentran en el género Bacillus. Sus toxinas afectan la morfología de los huevos y los juveniles de nematodos (15). Se ha informado que Bacillus firmus Bredemann y Werner tiene la capacidad de colonizar y destruir huevos de Meloidogyne spp. (16). Mientras tanto, en Cuba se ha demostrado la actividad biológica de las cepas LBT-24 y LBT-25 de Bacillus thuringiensis Berliner contra M. incognita (17; 18; 19). Entre las limitaciones que se pueden presentar para el uso de B. thuringiensis se encuentran su poca persistencia en el campo y que no llega a abarcar todos los nichos ecológicos (20).

También se les atribuye propiedades para el control de nematodos formadores de agallas a las rizobacterias promotoras del crecimiento, que colonizan las raíces y se convierten en "envolturas biológicas" que retrasan la invasión por los nematodos (21; 22). Además, producen toxinas o alteran los exudados de las raíces, haciéndolas menos atractivas a los nematodos y su antagonismo ha sido asociado con la producción de quitinasas y colagenasas (23). Entre estas bacterias se destacan especies de los géneros Rhizobium Frank y Bradyrhizobium Jordan (24; 25; 26; 14; 27). También ha sido probada la efectividad en el control de Meloidogyne spp. por las rizobacterias Pseudomonas fluorescens Migula, Azotobacter chroococcum Beijerinck y Azospirillum brasilense Tarrand, Krieg y Döbereiner (14; 28).

En Cuba, recientemente se presentó a registro el bionematicida HeberNem®, cuyo agente activo es la bacteria Tsukamurella paurometabola (Steinhaus) cepa C924, que se considera efectiva en el control de Meloidogyne spp., Radopholus similis (Cobb) Thorne y Pratylenchus spp. Su modo de acción está relacionado con la liberación de sulfuro de hidrógeno y quitinasas, en suelos con un contenido superior al 3% de materia orgánica (29; 30).

Hongos

Dentro de los hongos, existen diferentes géneros que afectan de manera natural a nematodos fitoparásitos, entre los que se encuentran: Hirsutella, Arthrobotrys, Dactilarya, Fusarium, Paecilomyces y Pochonia (31; 32). Otros hongos también pueden afectar nematodos fitoparásitos, entre ellos Trichoderma spp. y los hongos micorrízicos arbusculares (HMA).

Hirsutella rhossiliensis Minter y Brady posee una amplia gama de nematodos hospedantes que incluye a Meloidoyne spp., entre otros géneros. Su escaso crecimiento en medios de cultivo trae como consecuencia que su reproducción masiva se dificulte, lo que unido a la carencia de habilidades para competir saprofíticamente y ser muy sensible a los efectos fungistáticos, limita su desarrollo como ACB (5).

Los hongos atrapadores de nematodos producen un micelio extenso pero bastante escaso con estructuras atrapadoras a lo largo de las hifas. Algunos se cubren con un material mucilaginoso, otros con anillos constrictores movidos por complejos procesos fisiológicos o con trampas que segregan sustancias atractivas a los nematodos. Se reproducen fácilmente in vitro y tienen una amplia gama de hospedantes; pero tienen como limitación que frecuentemente no desarrollan estructuras de resistencia, tienden a ser débiles competidores saprofíticos y algunos suelos les son fungistáticos (31; 5). Dentro de las especies que más abundan y se han estudiado por su efecto sobre nematodos formadores de agallas se encuentran Arthrobotrys dactyloides Drechsler, Arthrobotrys oligospora Fresenius y Dactylaria brochopaga Dreschler (33; 34; 35).

Los representantes del género Trichoderma son utilizados para el control de un amplio número de patógenos del suelo dada su versatilidad, adaptabilidad y fácil manipulación (36). La efectividad de Trichoderma spp. en la disminución de los daños y control de poblaciones de Meloidogyne spp. se ha informado por diferentes autores (37; 38; 39; 40). Algunas cepas de Trichoderma harzianum Rifai pueden afectar a los nematodos formadores de agallas de dos modos: parasitismo directo en juveniles de segundo estado y huevos o la producción de metabolitos tóxicos (41; 42). En Cuba, Trichoderma spp. se emplea junto a otras tácticas de control en el manejo de nematodos en cultivos hortícolas dentro del Programa Nacional de Agricultura Urbana y Cultivos Protegidos (43; 44; 45). La amplia variabilidad dentro de este género exige de una cuidadosa selección y validación de las cepas con potencialidades como ACB de nematodos.

Los HMA son un grupo de endófitos simbióticos obligados que pueden estimular el crecimiento y desarrollo de las plantas al mejorar la nutrición de éstas (46). Los mecanismos involucrados en la supresión de los nematodos podrían relacionarse con una competencia por el espacio o con cambios fisiológicos en la raíz que la hacen desfavorable como fuente de alimentación (47). Algunos autores señalan que los hongos micorrícicos reducen la invasión y reproducción de nematodos (48; 49; 50; 51; 52), aunque se han obtenido resultados contradictorios al respecto (47; 53). Para superar algunas limitaciones en el establecimiento de las simbiosis micorrícicas se debe trabajar en la producción de inóculos con adecuados controles de calidad y con mayor capacidad infectiva y de colonización (54) así como, se deben minimizar o eliminar los períodos de barbecho y aplicar rotaciones de cultivos compatibles con el hongo (55).

Las especies Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson y P. chlamydosporia (Goddard) Zare y W. Gams (ex Verticillium chlamydosporium Goddard) han sido consideradas los agentes de control biológico más promisorios para el manejo de poblaciones de nematodos formadores de agallas (56).

P. lilacinus es un hongo que se presenta de manera natural en muchos suelos del mundo. Es parásito facultativo de huevos de nematodos y en ocasiones es capaz de infectar estados móviles o sedentarios. Se cultiva fácilmente in vitro, es un buen competidor de la rizosfera, ataca los huevos de diferentes especies y los tratamientos en material de plantación pueden ser efectivos (5). Este hongo tiene como limitaciones que requiere altas temperaturas del suelo, se han presentado resultados variables con su uso en diferentes condiciones, se requiere un alto número de propágulos (106 por g de suelo) para el control de nematodos y se han encontrado aislamientos patógenos a humanos (5). La efectividad de P. lilacinus en el control de poblaciones de nematodos formadores de agallas ha sido comprobada en diferentes estudios (57; 58). Se encuentran productos comerciales como: Biostat (Laverlam), Bioact, PL plus y Paecyl (59; 60; 61; 62). Se considera que los aislamientos obtenidos a partir de nematodos, que constituyen los principios activos de estos productos, no tengan riesgos para la salud humana (56).

Por otra parte, aparece como producto comercial de Valent Biosciences Corporation (ex Abbott Laboratories) el bionematicida DiTera( cuyo ingrediente activo lo constituyen el hongo Myrothecium verrucaria Ditm. y todos los productos (solubles y sólidos) resultados de su fermentación. Este se presenta como polvo humedecible (DiTera( PM), granulado (DiTera( G) o líquido (DiTera( ES). Las dosis empleadas varían desde 25 Kg ha-1 hasta 100 Kg ha-1 en dependencia del cultivo, tipo de suelo, etc. (61). Tiene un complejo mecanismo de acción, inhibe la eclosión de los huevos, provoca parálisis muscular y perturbación de la alimentación y del comportamiento de los adultos (16).

P. chlamydosporia y sus potencialidades como agente de control biológico. Integración con otras tácticas para el manejo de nematodos formadores de agallas

P. chlamydosporia, es un parásito facultativo de huevos de nematodos formadores de agallas y quistes, que ha sido considerado el principal responsable del declive de las poblaciones del nematodo Heterodera avenae Wollenweber bajo cultivos continuos de cereales. Tiene como ventajas que crece fácilmente in vitro, algunos aislamientos son competidores de la rizosfera y virulentos, se requieren 103 propágulos por g de suelo para el control de nematodos; producen esporas de resistencia y sobreviven en el suelo durante la temporada del cultivo. Tiene como limitaciones que los tratamientos de semillas son inefectivos; su eficacia depende de las densidades de nematodos y de la planta hospedante (63).

Este hongo se ha considerado un potencial agente de control biológico de nematodos formadores de agallas. Los aislamientos de P. chlamydosporia, incluso aquellos provenientes de un mismo suelo, deben ser cuidadosamente seleccionados, ya que estos pueden diferir marcadamente en su crecimiento, esporulación in vitro, virulencia, competitividad saprofítica y competencia en la rizosfera (5).

Solo aquellos aislamientos que sean capaces de crecer en la rizosfera de las plantas seleccionadas, producir clamidosporas e infectar huevos de nematodos son capaces de controlar poblaciones de nematodos formadores de agallas. Estos constituyen los tres criterios fundamentales para el éxito de P. chlamydosporia como ACB (64; 65).

La efectividad de P. chlamydosporia en la reducción de nematodos formadores de agallas ha sido probada y ésta se incrementa cuando es aplicado en combinación con otras medidas de control (56).

Aplicaciones conjuntas de P. chlamydosporia con otros agentes (P. penetrans, P. lilacinus, H. rhossiliensis, Gigaspora margarita Becker y Hall y Glomus deserticola Trappe, Bloss y Menge) han brindado resultados satisfactorios, demostrado por el aumento del parasitismo de huevos y reducción de poblaciones de nematodos formadores de agallas (66; 67; 68; 69; 70; 71).

Su aplicación junto a otras medidas como abonos verdes, enmiendas orgánicas y rotación de cultivos, ha sido efectiva (72; 73; 74; 75).

Además, tratamientos combinados del hongo con nematicidas como aldicarb y oxamyl han demostrado compatibilidad y efectividad en el control de nematodos formadores de agallas (76; 77).

Pochonia chlamydosporia var. catenulata: Agente de control biológico de nematodos formadores de agallas en Cuba

En Cuba se aislaron y probaron diferentes especies de Pochonia para el control de M. incognita. De los aislamientos estudiados se seleccionó la cepa IMI SD 187 de la variedad catenulata como la más promisoria, con un 68% de huevos de M. incognita parasitados en condiciones semicontroladas y el 70% de las masas de huevos colonizadas sobre la rizosfera del tomate, después de seis meses de aplicado el hongo en una sucesión de cultivos (78; 79; 80; 81).

Para esta cepa, se desarrolló una tecnología de Fermentación en Estado Sólido en Bolsa que permite obtener mayores rendimientos en la producción de clamidosporas, con el uso de un Sistema de Gestión de la Calidad bajo la Norma Cubana NC ISO 9001 (82). Además, se demostró que el método de subcultivos no afecta el comportamiento de indicadores culturales, morfológicos, enzimáticos, productivos y patogénicos, ni la producción de enzimas asociadas con el proceso de infección de los huevos de M. incognita (83; 84).

Su efectividad como ACB de nematodos formadores de agallas ha sido comprobada en experimentos en macetas y en pequeñas parcelas en campo (83; 85).

Por otra parte se demostró que la cepa IMI SD 187 de P. chlamydosporia var. catenulata se distingue de las cepas de P. chlamydosporia var. chlamydosporia por poseer clamidosporas con alto contenido de proteínas, una elevada producción de esterasas y muy poca producción de proteasa similar a la VCP1; por tanto, su mecanismo de patogenicidad no está asociado a la presencia de la enzima VCP1. La cepa IMI SD 187 resultó ser mejor competidora por el sustrato que las cepas de chlamydosporia empleadas en dicho estudio y fue capaz de infectar huevos de nematodos de quistes. La aplicación conjunta de la cepa IMI SD 187 con una cepa de P. chlamydosporia var. chlamydosporia mostró valores superiores en el porcentaje de infección de huevos, que en su aplicación individual, lo que evidencia una relación sinérgica entre cepas de ambas variedades (86).

Además, la seguridad del uso de la cepa IMI SD 187 quedó demostrada a través del desarrollo de pruebas toxicológicas y ecotoxicológicas de nivel I requeridas por organismos regulatorios como la EPA, lo cual avala su mínimo riesgo para la salud animal, humana y para el ecosistema (87; 88; 89; 90).

Otros estudios han demostrado que la concentración de inóculo mínima efectiva de la cepa IMI SD 187 como ACB de M. incognita se encuentra en el rango de 3 000 a 5 000 clamidosporas por gramo de suelo y que es factible la aplicación del hongo en el momento del transplante junto a abonos orgánicos usados comúnmente en la Agricultura Urbana y con otros organismos de interés agrícola como Rhizobium sp., T. harzianum y G. clarum y se sugiere la posibilidad del uso combinado de estos agentes en el manejo de nematodos formadores de agallas. De la misma manera, se comprobó que algunos cultivos hortícolas son buenos hospedantes del hongo lo que permite establecer adecuados esquemas de rotación de cultivos (91; 92; 93). Además, se determinó la dinámica de la población del hongo, su establecimiento y permanencia en el suelo, así como, los factores que afectan su crecimiento y actividad y se conformó una metodología para su uso como agente de control biológico de Meloidogyne incognita en cultivos hortícolas (94; 95).

Conclusiones

Como se ha referido, un amplio número de microorganismos se encuentran bajo estudio para su empleo como agentes de control biológico. Aunque la mayoría de estos son eficientes controladores naturales y su efectividad ha sido comprobada en condiciones experimentales, algunos de ellos presentan como principal limitante que no pueden cultivarse in vitro y por tanto, su reproducción masiva se dificulta o imposibilita. Por otro lado, algunos tienden a ser débiles competidores saprofíticos, ya que no desarrollan estructuras de resistencia y determinados suelos les son fungistáticos. En otros casos, aún cuando no se presentan estas limitaciones, no se han logrado producir y aplicar de forma estable y masiva debido al pobre conocimiento de los mecanismos de acción y las condiciones que afectan su efectividad.

Los resultados positivos obtenidos con el uso de antagonistas demuestran la eficacia del control biológico en el manejo de nematodos formadores de agallas y los esfuerzos deben dirigirse a profundizar en los estudios acerca de los mecanismos de acción, métodos que incrementen la eficiencia de la producción masiva, formulación y técnicas de aplicación para lograr la liberación de un mayor número de productos comerciales que puedan ser incluidos en las estrategias de manejo correspondientes.

En el caso particular de P. chlamydosporia, el alcance de los estudios realizados ha permitido arribar a los valiosos resultados que en el presente trabajo se informan y específicamente con la cepa IMI SD 187 .de P. chlamydosporia var. catenulata se ha logrado una tecnología de reproducción masiva, transferible para el desarrollo de otros hongos como ACB, que ha permitido la obtención del producto bionematicida denominado KlamiC® (96).

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Autor:

Ana Puertas Arias, Ph D.

Doctora en Ciencias Agrícolas, Investigadora Auxiliar, Profesora Asistente del Departamento de Ciencias Biológicas. Facultad de Ciencias Agrícolas. Universidad de Granma, Apdo 21, Bayamo, Granma, Cuba.

Leopoldo Hidalgo-Díaz, Ph D.

Doctor en Ciencias Agrícolas, Investigador Auxiliar del Grupo de Plagas Agrícolas. Dirección de Protección de Planta. Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria, Apdo 10, San José de Las Lajas, La Habana, Cuba.


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