lunes, 25 de junio de 2018

Hongos de buena madera

                                         
                                                     
                   
El Biocontrol puede resultar una excelente alternativa a los fungicidas, no sólo por su cuidado al medio ambiente sino también por su eficacia. El ejemplo de hongos endófitos para controlar las enfermedades de la madera en vid. 

El incremento de la demanda de alimentos y el aumento de la producción agrícola ha elevado el uso de fungicidas de síntesis química, a pesar de los posibles efectos secundarios que tendrían sobre el medio ambiente y la salud humana. El medio ambiente y las enfermedades de plantas están estrechamente relacionados. El cambio climático y las temperaturas extremas pueden desestabilizar los sistemas agrícolas, generando cambios en el comportamiento de las comunidades de microorganismos y su interacción con los cultivos agrícolas.

Uno de los principios básicos de la fitopatología es la interacción que ocurre entre el huésped susceptible, un agente patógeno virulento y un entorno favorable. El ambiente es un componente importante del “triángulo de la enfermedad”, debido a que factores como temperatura y humedad establecen las condiciones para el desarrollo de la patología. Sin embargo, el cambio climático está modificando esta relación con la presencia de fenómenos meteorológicos extremos que pueden desestabilizar el entorno, comprometiendo las defensas de las plantas y creando nichos que permitan establecimiento de los patógenos.

Las estrategias de manejo para el control de enfermedades dependen en gran parte de las condiciones climáticas, las cuales tienen gran influencia sobre la efectividad de los fungicidas aplicados al suelo o follaje. Las altas temperaturas e incremento de la humedad, favorecen la degradación y la volatilización del ingrediente activo. Además, factores ambientales pueden alterar la penetración y translocación (modo de acción) de fungicidas sistémicos en la planta. Durante el desarrollo de un cultivo será necesario modificar el número de aplicaciones y la dosis a ser aplicada, incrementando el riesgo de desarrollar resistencia de ese fungicida hacia el patógeno que se desea controlar.

Existen estrictas regulaciones para el uso de plaguicidas y fungicidas en mercados internacionales. En el año 2009, la Unión Europea aprobó una normativa que regula la venta y uso de productos fitosanitarios, como una medida para evitar efectos adversos sobre la salud humana, animales y el medio ambiente. En los próximos años, la tendencia será disminuir el uso de productos químicos como método para controlar las enfermedades en plantas e implementar nuevas alternativas, compatibles con los ecosistemas en los cuales la planta, el patógeno y el ambiente coexisten.

Control biológico de enfermedades

El control biológico ocurre de manera natural en todos los ecosistemas, donde comunidades de organismos regulan a herbívoros depredadores, parásitos y patógenos. Este principio se aplica al control de patógenos de plantas. Si la cantidad y actividad de un patógeno se mantiene bajo control por la comunidad microbiana, el control biológico ha sido efectuado.

Se denomina control biológico al método que emplea microrganismos para reducir la capacidad del patógeno de producir la enfermedad en la planta que está siendo atacada. Los microorganismos o grupo de microorganismos son capaces de causar un efecto antagónico frente al patógeno, desplazándolo o inhibiendo el desarrollo de este en la planta. En una interacción entre dos microorganismos (patógeno y antagonista), el patógeno perderá la capacidad de producir la enfermedad gracias a la acción del microorganismo antagonista.

Para ejercer un control efectivo con agentes de biocontrol, es importante conocer sobre la biología tanto del patógeno como del antagonista, las características del huésped (planta), así como sobre el impacto que los factores ambientales ejercen sobre la agresividad del patógeno y la persistencia del antagonista.

Otro aspecto importante que debe considerarse son los mecanismos de acción que utilizan los antagonistas para bloquear el proceso de la enfermedad en la planta hospedante, como la antibiosis, donde la producción de metabolitos secundarios da como resultado sustancias tóxicas para otros hongos, en este caso hongos fitopatógenos. Por otro lado, la competencia por nutrientes ocurre cuando dos o más microrganismos requieren del mismo recurso para vivir, y el antagonista supera al patógeno en adquirir esos nutrientes.

De igual forma, el parasitismo de un hongo por otro se produce por la penetración y lisis (destrucción de la pared celular) de las hifas del patógeno por parte del antagonista. La inducción de resistencia, producida por la inoculación de plantas con patógenos atenuados, inactivados o sustancias químicas que activen las respuestas de defensa en las plantas, son algunas de las estrategias que emplean los microrganismos antagonistas para el control de enfermedades en plantas.

Entre las principales características para que un agente de biocontrol sea eficiente están:
Debe contar con diversos mecanismos de acción.
Ser genéticamente estable.
Ser efectivo incluso en bajas concentraciones.
Ser compatible con otros métodos de control.
Grado de especificidad hacia el patógeno.
Fácil de formular para producción a gran escala.
Ser capaz de sobrevivir en el campo y establecerse en el ecosistema, para mantenerse activo hasta que encuentre el organismo objetivo que debe suprimir.

Es posible que la actividad inhibitoria de estos microorganismos en contra de patógenos sea la principal ventaja para su uso, sin embargo su potencial como recursos de genes para la resistencia de enfermedades de plantas es también considerada una de las fortalezas más destacadas y que en la actualidad se investiga fuertemente. El uso de agentes de biocontrol es seguro, fácil de usar, ambientalmente amigable, en comparación con los fungicidas de síntesis química de amplio espectro. Además pueden ser implementados dentro de las diferentes actividades que se realizan en el campo o como parte de un Programa de Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades (MIPE).

Enfermedades de la madera en vides

Uno de los mayores problemas fitosanitarios de la industria del vino a nivel mundial es el complejo conocido como “enfermedades de la madera”, el cual genera una disminución en la productividad y longevidad de los viñedos. Los hongos causantes de esta patología pueden infectar a vides ya establecidas por medio de heridas, generalmente provocadas por la poda. Sin embargo, estos hongos también han sido detectados en varillas de propagación y plantas jóvenes injertadas, lo que indica que la enfermedad puede propagarse durante la multiplicación de plantas.

En Chile, los hongos fitopatógenos que han sido identificados en viñedos y que están asociados a los principales síntomas de las enfermedades de la madera, como puntuación necrótica, pudrición seca, necrosis en forma de V y pudrición blanda, son Phaeomoniella chlamydospora, Diplodia seriata, Diplodia mutila, Neofusicoccum parvum. No existen tratamientos que eliminen eficazmente a los hongos patógenos que provocan esta enfermedad una vez que el tejido de la planta se encuentra colonizado. El manejo se realiza sólo con la aplicación de tratamientos químicos aplicados luego de la poda, o través de la “poda doble” de plantas que ya se encuentran infectadas. Sin embargo, estas estrategias son de eficacia variable y no protegen la herida durante el tiempo necesario cuando la planta se encuentra aún susceptible. El período de incubación entre la colonización inicial del tejido y la aparición de los primeros síntomas puede tomar años, por lo que el agricultor no nota que la planta está enferma y deja de lado los tratamientos preventivos.

Hongos endófitos para su control 

Se consideran microorganismos benéficos a los agentes de control biológico cuyo uso pueden proporcionar protección preventiva por un mayor período de tiempo y pueden además formar parte de los Programas de Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades.

Los microorganismos endófitos pueden considerarse agentes de biocontrol eficientes porque son capaces de colonizar el mismo nicho ecológico que los hongos fitopatógenos. Tienen además el potencial para permanecer dentro del tejido de la planta y competir por el espacio y nutrientes, convirtiéndose en candidatos ideales para el control de las enfermedades de la madera.

Los hongos endófitos son microorganismos que, durante parte de su ciclo de vida, habitan en los tejidos internos de la planta sin causar daño aparente o síntomas de enfermedad. Son conocidos por intervenir en interacciones entre las plantas y el ambiente, promover el crecimiento de la planta, mejorar la resistencia al estrés y alterar el proceso de infección de los patógenos en las plantas.

En el año 2012 Pancher identificó un gran número de hongos endófitos aislados en viñedos, los que incluyen Alternaria, Epicoccum, Cladosporium, Xylaria, Truncatella, Phoma yDavidiella. La evidencia sugiere que las interacciones planta-hongo son importantes para determinar la salud de la misma. La colonización de la planta huésped por hongos endófitos contribuye a la adaptabilidad del genotipo de la planta al estrés biótico y abiótico. Además, en el caso de las vides, los microorganismos endófitos juegan un rol importante debido que pueden influenciar en la calidad del vino.

UC Davis Chile está trabajando en el desarrollo de herramientas que permitan el control preventivo de las enfermedades de la madera, a través de un proyecto que busca identificar y caracterizar hongos endófitos y epífitos de (Vitis vinífera) aislados de diferentes localidades, condiciones climáticas (temperatura, humedad, altitud) y tipo de manejo del cultivo.

Dentro del trabajo realizado como parte del proyecto, se logró identificar a posibles candidatos como agentes de control biológico para combatir a hongos fitopatógenos asociados a las enfermedades de la madera. La efectividad de los potenciales agentes de control biológico fue observada en ensayos de laboratorio al ser enfrentados a D. seriata y N. parvum, donde fueron capaces de detener el desarrollo de estos patógenos.

A partir de estos resultados se pueden establecer los mejores candidatos de la colección de microorganismos con capacidad antagonista, como potenciales agentes de biocontrol, los cuales pueden ser empleados en períodos de poda, o durante la propagación en vivero, ya que son puntos críticos en el proceso de infección.

La búsqueda de controladores biológicos para mitigar al complejo de enfermedades de la madera pretende encontrar nuevas herramientas que puedan prevenir la diseminación de la enfermedad. La identificación y caracterización de microorganismos que presenten diversos mecanismos de acción frente al complejo de patógenos asociados a esta enfermedad tiene como objetivo la formulación de un producto que sea escalable a nivel industrial y que permita el control preventivo de los principales fitopatógenos que causan las enfermedades de la madera en Chile.

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