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El control biológico de fitopatógenos en la Argentina. Revisión.

Las tendencias para el futuro exigen una agricultura competitiva, con empleo de alternativas de control de mínimo impacto ambiental.  Un importante desafío es la posibilidad de utilizar productos biológicos para prevenir enfermedades en diferentes cultivos. Los microorganismos juegan un importante papel en la naturaleza, estabilizan el ecosistema y previenen el crecimiento explosivo de la población de patógenos.

En la Argentina, se ha evaluado la eficiencia biocontroladora de varios microorganismos a lo largo de varios años, y se realizaron estudios sobre formulaciones experimentales y su escalado industrial. La producción experimental de biomasa activa de los agentes de biocontrol, el comportamiento, su supervivencia y el almacenamiento de las formulaciones, son motivo de investigación de varios grupos de investigación.  Se requiere aún profundizar en los mecanismos de acción de los microorganismos, en las influencias ambientales y de otras interacciones para una futura integración de esta estrategia dentro de los sistemas de manejo de plagas (IPM).

Bióloga(Dra) Laura Gasoni, ex investigadora de INTA

El control biológico de fitopatógenos en la Argentina. Revisión.

Las tendencias para el futuro exigen una agricultura competitiva, con empleo de alternativas de control de mínimo impacto ambiental.  Un importante desafío es la posibilidad de utilizar productos biológicos para prevenir enfermedades en diferentes cultivos. Los microorganismos juegan un importante papel en la naturaleza, estabilizan el ecosistema y previenen el crecimiento explosivo de la población de patógenos.

En la Argentina, se ha evaluado la eficiencia biocontroladora de varios microorganismos a lo largo de varios años, y se realizaron estudios sobre formulaciones experimentales y su escalado industrial. La producción experimental de biomasa activa de los agentes de biocontrol, el comportamiento, su supervivencia y el almacenamiento de las formulaciones, son motivo de investigación de varios grupos de investigación.  Se requiere aún profundizar en los mecanismos de acción de los microorganismos, en las influencias ambientales y de otras interacciones para una futura integración de esta estrategia dentro de los sistemas de manejo de plagas (IPM).

Bióloga(Dra) Laura Gasoni, ex investigadora de INTA

Los microorganismos fitopatógenos representan una importante amenaza para la producción de alimentos y para la estabilidad de los ecosistemas en todo el mundo. En las últimas décadas, con la intensificación de la producción agrícola, los productores comenzaron a depender en gran medida de los agroquímicos, con el fin de proteger a sus cultivos y de contribuir a la estabilidad económica de sus operaciones. Sin embargo, en tiempos más recientes, el  conocimiento de los efectos negativos por el uso creciente de insumos químicos alcanzó estado público y consecuentemente el requerimiento por parte del consumidor, de disponer de productos con menor tratamiento de agroquímicos. Adicionalmente, el importante impacto ambiental negativo observado, así como, en algunos casos, los resultados escasos, ineficaces o inexistentes de algunos agroquímicos, condujeron a la búsqueda de métodos alternativos que contribuyeran a la restauración del equilibrio ambiental sin detrimento del ecosistema. El control biológico comenzó a tomar importancia en las últimas décadas y a jugar un papel importante en los sistemas de Manejo Integrado de Plagas (MIP) (Pal et al., 2006).

La creciente demanda de alimentos libres de pesticidas, puede satisfacerse mediante la innovación y el avance del conocimiento en la producción y el uso sostenible de los recursos biológicos, por ejemplo, de los microorganismos. El progreso en la implementación de metodologías de control biológico revela las numerosas funciones de los antagonistas para reducir el nivel de inóculo patogénico, proteger a los cultivos de la invasión de patógenos o estimular el crecimiento vegetal. Compant et al., 2005)

La rápida expansión de la tecnología de fermentación de bioformulados en los últimos 30 años ha llevado a una mayor conciencia de la utilidad de los microorganismos para la producción de grandes cantidades de antibióticos, enzimas y de otros productos de bajo costo a partir de ingredientes de desecho. Sin embargo, la implementación práctica a escala comercial de un bioformulado depende de una serie de factores: Costo, conveniencia, eficacia y confiabilidad del método. Esos aspectos son tema de estudio y de desarrollo de varios grupos de trabajo (Bettiol et al., 2014).

Los recursos biológicos renovables serán la base de la economía en todos los países en un futuro próximo y el control biológico se considera una alternativa que permite reducir el uso de productos químicos en la agricultura (Reddy, 2016).

La asociación entre los agentes de biocontrol y el hospedante implica una relación no injuriosa para la planta. Aunque los nichos ecológicos sean diferentes, muchos de los agentes de biocontrol usan los mismos mecanismos para el control de los fitopatógenos o para la estimulación del crecimiento. Mecanismos ampliamente reconocidos son la competencia  por el nicho ecológico o por el sustrato, el parasitismo, la inducción de resistencia y la producción de un amplio espectro de antibióticos.

En la Argentina, existen notas técnicas y trabajos preliminares, relacionados con la aplicación de microorganismos biocontroladores para reducir el uso de fungicidas químicos desde mediados del siglo pasado. En años posteriores Martinengo de Mitidieri (1988), aplicó formulados experimentales que incluían cepas de un organismo fúngico benéfico y eficiente colonizador de suelo, para el control de fitopatógenos, en cultivos hortícolas en San Pedro (Buenos Aires). Otros numerosos grupos de investigadores, de distintas instituciones argentinas, comenzaron a trabajar en diferentes aspectos del biocontrol de enfermedades, utilizando antagonistas de especies fúngicas y bacterianas en distintos cultivos: cereales, industriales, forrajeros a fin de reducir patógenos de suelo de los géneros Sclerotinia,  Rhizoctonia y Fusarium entre otras (Betiol et al., 2014).

Es importante señalar que, la competencia entre los agentes de control biológico y los fitopatógenos comprende la colonización eficaz, conjuntamente con la capacidad de sobrevivir y proliferar durante un período de tiempo considerable, en presencia de la microflora autóctona.  (Lugtenberg, et al., 1999).

Dada la importancia de la competencia de los agentes de biocontrol para un control biológico eficaz, resulta necesario el conocimiento de los mecanismos de acción ejercidos por los antagonistas, así como el de las interacciones con el hospedante y de las condiciones ambientales para contribuir significativamente a mejorar la eficacia de estos agentes de biocontrol. (Pal, et al., 2006). En esta línea de trabajo y con el fin de profundizar en el conocimiento de los mecanismos de acción, varios equipos de distintas instituciones (Estrada et al. 2000; Rovera et al.; 2000) condujeron investigaciones para determinar la producción de metabolitos antifúngicos, de sideróforos, endofitismo, de resistencia inducida y-o de la promoción de crecimiento entre otros. Es importante señalar que muchos agentes de biocontrol producen numerosos metabolitos, sin embargo las condiciones ambientales pueden ser favorables para la producción de un compuesto y no para otro (Duffy y Défago. 1999). Este aspecto y otros pueden determinar la eficiencia de un antagonista.

Un mecanismo observado en varios cultivos es la promoción del crecimiento. Este fenómeno se presentó en cereales, particularmente en maíz como un incremento de la emergencia luego de  la aplicación de formulaciones que incluían antagonistas fúngicosalgunos, previamente seleccionados para el control del complejo fúngico denominado mal de los almácigos (Varaschin et al. 2000Andrada et al. ; 2008). Los mecanismos moleculares subyacentes a estos fenómenos, son temas de estudio por algunos equipos de trabajo. Los avances fundamentales en biología molecular, han conducido a nuevas investigaciones destinadas a caracterizar la estructura y funciones de los agentes de control biológico, de los patógenos y de los hospedantes en los niveles molecular, celular, orgánico y ecológico. (Barrera,  2012).

La combinación de diferentes alternativas utilizadas en el manejo integrado de plagas conjuntamente con la práctica de control biológico fue examinada en numerosos ensayos a lo largo de varios años.  Los resultados fueron variables pero en general, la solarización, la biofumigación y la combinación con la aplicación de agentes de biocontrol, resultaron efectivas en la reducción de fitopatógenos (Mitidieri et al. 2007 ; Gasoni et al., 2008; Betiol et al., 2014).

Un importante desafío es el desarrollo de una formulación eficiente y estable  que pueda ser pulverizada, incorporada al sustrato o a la semilla. Para ello es necesario producir en gran escala a los antagonistas y mantener las características del formulado en la producción masiva, así como la viabilidad del organismo en condiciones de almacenamiento por,  al menos 6 meses.

En lo que respecta al registro de formulados que incluyen microorganismos biocontroladores de fitopatógenos, es psible consultar el listado publicado por la autoridad regulatoria (SENASA, 2012). Algunos productos con propiedades y características de biocontroladores, pueden no estar registrados como tales y ser presentados como biofertilizantes o promotores de crecimiento.

Las investigaciones realizadas a lo largo de los últimos 40 años han permitido profundizar en diferentes aspectos del control biológico, sin embargo, la implementación a mayor escala del biocontrol de fitopatógenos requiere aún de respuestas a ciertos aspectos cruciales

¿Que condiciones ambientales determinan una colonización exitosa y la expresión de los indicadores del biocontrol? ¿Cuales son los componentes que permiten inducir el mecanismo defensivo en el hospedante?

¿Qué tipo de formulación se debe utilizar para incrementar la capacidad biocontroladora de un antagonista?

¿Cuáles son las señales moleculares de la planta o de origen microbiano que regulan la expresión de los indicadores de biocontrol ejercido por diferentes antagonistas.

¿Cómo integrar el biocontrol en los diferentes sistemas agrícolas. ¿qué sistemas pueden favorecer al biocontrol en el manejo de una enfermedad?

La adopción del biocontrol en los sistemas de Manejo Integrado de Plagas se incrementará en los próximos años, en respuesta al aumento de la agricultura orgánica y al interés en la conservación del medio. Es entonces, importante continuar las investigaciones sobre los temas que aún plantean interrogantes, a fin obtener resultados repetibles del control de fitopatógenos,  por la acción de antagonistas,

BIBLIOGRAFIA

Andrada P, Sillon M, Canova D, Ridley N. 2008. Experiencias a campo con Trichoderma app. para seleccionar formas de aplicación a cultivos de maíz. Resúmenes 1o Congreso Argentino de Fitopatología. P. 198.

Barrera VA. 2012. El gênero Hypocrea Fr. (Hypocreales, Ascomycota) em la Argentina. Estudio de la variabilidad molecular de su estado anamórfico Trichoderma. Universidad de Buenos Aires. Tesis de Doctorado. 241 pp.

Bettiol, W., Rivera, M. C., Mondino, P., Montealegre, A. J. R., & Colmenárez, Y. C. (2014). Control biológico de enfermedades de plantas en América Latina y el Caribe. Facultad de Agricultura, Universidad de la República, Montevideo.

 Compant, S., Duffy, B., Nowak, J., Clément, C., & Barka, E. A. (2005). Use of plant growth-promoting bacteria for biocontrol of plant diseases: principles, mechanisms of action, and future prospects. Applied and environmental microbiology71(9), 4951-4959.

 Duffy, B. K., & Défago, G. (1999). Environmental Factors Modulating Antibiotic and Siderophore Biosynthesis by Pseudomonas fluorescensBiocontrol Strains. Applied and environmental microbiology65(6), 2429-2438.

 Estrada D, Rossi MS, Andrés JA, Rovera M, Correa NS, Rosas SB. 2000Greenhouse evaluation of Pseudomonas aurantiaca formulated as inoculant for the biocontrol for plant pathogenic fungi. Proceedings 5th International PGPR Workshop. P. 38.

Emmert, E. A., & Handelsman, J. (1999). Biocontrol of plant disease: a (Gram-) positive perspective. FEMS Microbiology letters171(1), 1-9.

 Gasoni L, Kahn N, Yossen V, Cozzi J, Kobayashi K, Babbitt S. 2008. Effect of soil solarization and biocontrol agents on plant stand and yield on table beet in Cordoba (Argentina). Crop Protection 27:337-342.

 Lugtenberg, B. J. J., and L. C. Dekkers. 1999. What make Pseudomonas bacteria rhizosphere competent? Environ. Microbiol. 1:9-13.

 Martinengo de Mitidieri IZ. 1988. Control biológico de hongos patógenos del suelo. 2o Jornadas sobre control integrado de plagas agrícolas. Comisión Técnica para el Control Integrada de Plagas agrícolas.Pp. 11-26
Martinengo de Mitidieri IZ. 1989. Control biológico de hongos patógenos del suelo. Boletín de Divulgación Técnica EEA INTA San Pedro. 17 pp.


Mitidieri M, Brambilla V, Saliva V, Piris E, Piris M, Celié R, Pereyra, Del Pardo K, Chaves E, González J. 2007. Efecto de distintas secuencias de tratamientos de biofumigación sobre la sanidad del cultivo, los parámetros físicos y químicos del suelo y el rendimiento de un cultivo de tomate bajo cubierta. Resúmenes XXX Congreso Argentino de Horticultura. P. 375.

Pal, K. K. and B. McSpadden Gardener, 2006. Biological Control of Plant Pathogens. The Plant Health Instructor DOI: 10.1094/PHI-A-2006-1117-02.

 Reddy, P. P. (2016). Biological control of plant pathogens. In Sustainable Crop Protection under Protected Cultivation (pp. 61-69). Springer Singapore.

 Rovera M, Correa MN, Reta M, Andrés JA, Rosas SB, Correa NS. 2000. Chemical identification of antifungal metabolites produced by Pseudomonas aurantiaca. Proceedings 5th International PGPR Workshop. P. 117.


SENASA. 2012. DNAPVyA. Dirección de Agroquímicos y Biológicos. http://www.senasa. gov.ar/contenido.php?to=n&in=524&io=2956

Varaschin C, Astiz Gassó MM. Prosperi A. 2000. Growth promotion with Trichoderma spp. formulations in four crops during early stages. Proceedings V International PGPR Workshop. P. 137.

AGRADECIMIENTOS

 A todos los colegas que con la publicación de sus investigaciones han facilitado la elaboración de esta revisión.