Hongos entomopatogénos: colonización endofítica y control de insectos plaga en cultivos agrícolas

Abstract

Los hongos entomopatógenos son agentes de control biológico en todo el mundo y han sido objeto de intensa investigación desde hace más de 100 años. La mayoría de las investigaciones con respecto al uso de estos hongos se han centrado en el desarrollo de métodos inundativos, mediante la aplicación masiva con el propósito de que produzcan un efecto inmediato en las poblaciones plaga. El descubrimiento de su naturaleza endofítica se considera como un nuevo enfoque para su uso en la agricultura. El término “endófito” fue acuñado por De Bary (1884) y se utiliza para definir a hongos o bacterias que se encuentran en el interior de tejidos de plantas de manera asintomática. Los hongos endófitos son ubicuos y pertenecen en su mayoría al Phylum Ascomycota. Se ha registrado que el hongo entomopatógeno Beauveria bassiana (Bals-Criv.) Vuill. (Hypocreales: Cordicypitaceae) ha sido aislado como endófito natural de Coffea arabica L. (Gentianales: Rubiaceae), Dactylis glomerata L. (Poales: Poaceae), Datura stramonium L. (Solanales: Solanaceae), Eucalyptus globulus Labill (Myrtales: Mirtaceae), Pinus radiata Don. (Pinales: Pinaceae), Papaver somniferum L. (Ranunculales: Papaveraceae), Quercus ilex L. (Fagales: Fagaceae); en tanto, Metarhizium anisopliae (Metschn.) Sorokin (Hypocreales: Clavicipitaceae) se aisló de Cynodon dactylon (L.) Pers. (Poales: Poaceae); Lecanicillium lecanii (Zimm.) Zare & Gams (Hypocreales: Cordicypitaceae) de Gossypium hirsutum L. (Malvales: Malvaceae), Carpinus caroliniana Walter (Fagales: Betulaceae), D. glomerata y Tolypocladium cylindrosporum Gams (Hypocreales: Ophiocordycipitaceae) de Festuca rubra L. (Poales: Poaceae) y Holcus lanatus L. (Poales: Poaceae). Además, estos hongos han sido introducidos en estas y otras especies de plantas mediante diversas técnicas (aspersión en hoja, inmersión de raíz, inmersión de semilla, inyección de tallo e inoculación de suelo). Uno de los posibles usos de los hongos entomopatógenos en la agroindustria, radica en la capacidad de producir metabolitos que pueden promover el crecimiento de las plantas, aumentar su rendimiento y establecerse como endófitos en cultivos de importancia económica tales como Brassica napus L. (Brassicales:Brassicaceae), Zea mays L. (Poales: Poaceae), Musa paradisiaca L. (Zingiberales: Musaceae), C. arabica, P. somniferum, Vicia faba L. (Fabales: Fabaceae), Sorghum bicolor L. (Poales: Poaceae), Solanum lycopersicum L. (Solanales: Solanaceae) y G. hirsitum y conferir a las mismas resistencia frente a las plagas. Los objetivos de este trabajo de tesis fueron determinar la diversidad de especies de hongos endófitos presentes en raíces, tallos y hojas de siete variedades de maíz (Z. mays) y siete variedades de soja (Glycine max (L.) Merril. (Fabales: Fabaceae) provenientes de diferentes zonas ubicadas dentro de la Región Pampeana Argentina. Determinar si los hongos entomopatógenos B. bassiana, M. anisopliae, Metarhizium robertsii Bisch., Rehner & Humber (Hypocreales: Clavicipitacea) L. lecanii y T. Cylindrosporum pueden establecerse como endófitos en plantas de maíz y soja mediante aspersión en hoja, inmersión de raíz e inmersión de semilla, determinando así la técnica más eficiente y el aislamiento fúngico con mayor potencialidad para colonizar la planta y comportarse como endófito. Detectar si el aislamiento seleccionado produce algún efecto en el crecimiento y en el rendimiento de las plantas y finalmente, evaluar aspectos biológicos, reproductivos, parámetros poblacionales y la preferencia alimentaria de los insectos plaga Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae) y Helicoverpa gelotopoeon Dyar (Lepidoptera: Noctuidae) alimentados con plantas de maíz y soja colonizadas endofiticamente por B. bassiana. A partir de las diferentes variedades de maíz y soja se obtuvieron 1601 y 3992 aislamientos fúngicos respectivamente, los cuales fueron agrupados dentro de los Phyla Ascomycota y Zygomycota. En maíz, se obtuvieron 1172 aislamientos a partir de tallos, 208 a partir de las raíces y 221 a partir de las hojas. El número de especies fúngicas aisladas a partir del total de las variedades involucradas en este estudio varió entre 10 y 16 en tallos, 6 y 12 en hojas y 9 y 13 en raíces. Las más relevantes por su abundancia fueron Arthrinium sp., Fusarium graminearum Schwabe (Hypocreales: Nectriaceae), Fusarium proliferatum (Matsush.) Nirenberg (Hypocreales: Nectriaceae) y Penicillium rubrum Stoll (Eurotiales: Trichocomaceae) mientras que Fusarium sp. 11 y Trichoderma harzianum Rifai (Hypocreales: Hypocreaceae) sólo fueron aisladas de la variedad NK900 y Fusarium sp. 7 de la variedad DK699. En soja, se obtuvieron 2787 aislamientos a partir de tallos, 651 a partir de las raíces y 550 a partir de las hojas. El número de especies fúngicas aisladas a partir del total de las variedades involucradas en este estudio varió entre 12 y 18 en tallos, 11 y 15 en hojas y 10 y 15 en raíces. Las más relevantes por su abundancia fueron Aspergillus terreus Thom (Eurotiales: Trichocomaceae), Fusarium sp. 15, Fusarium sp. 17, Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid (Botryosphaeriales: Botryosphaeriaceae) y P. rubrum, mientras que Alternaria sp. sólo pudo ser aislada de la variedad DM4913, Bipolaris tetramera (McKinney) Shoemaker (Pleosporales: Pleosporaceae) de la variedad DM4670, Nigrospora sp. de la variedad DM4210 y Scopulariopsis brevicaulis (Sacc.) Bainier (Microascales: Microascaceae) de la variedad DM3810. Tanto en maíz como en soja la composición de las especies fúngicas y el número de aislamientos varió principalmente en función del órgano de la planta estudiado, detectándose diferencias en cuanto a la afinidad de algunas especies hacia la colonización de determinadas variedades vegetales. Analizando las técnicas de inoculación de hongos entomopatógenos, mediante aspersión en hoja, inmersión de semilla e inmersión de raíz, se logró establecer a las especies B. bassiana, M. anisopliae y M. robertsii en plantas de maíz y soja. La técnica de aspersión resultó la más eficiente en introducir a las especies de hongos entomopatógenos como endófitos, produciendo así una relación endofítica entre los hongos y las plantas, que se verificó a través del reaislamiento fúngico hasta 28 días posinoculación. Las cepas probadas de L. lecanii y T. cylindrosporum no se establecieron cómo endófitos en ninguna de las plantas dado que no lograron reaislarse en ninguno de los períodos de tiempo estudiados. En relación a los efectos de los hongos entomopatógenos en los cultivos estudiados y a sus principales insectos plaga, la cepa LPSc 1098 de B. bassiana favoreció el crecimiento y el rendimiento de las plantas; mostró efectos negativos en la supervivencia, fecundidad, fertilidad y en todo el desarrollo de los insectos plaga S. frugiperda y H. gelotopoeon y disminuyó considerablemente la preferencia alimentaria de estos insectos frente a las plantas de maíz y soja inoculadas con B. bassiana. Estos resultados sugieren que la utilización de los hongos entomopatógenos como endófitos puede constituir una herramienta a tener en cuenta dentro del Manejo Integrado de Plagas.

Evaluación de hongos entomopatógenos (Ascomycota: Hypocreales) como potenciales controladores del lepidóptero plaga Rachiplusia nu (Guenée) (Lepidoptera: Noctuidae) del cultivo de soja (Glycine max) y su posible aplicación como bioinsecticidas

“…Esta especie de hongo entomopatógeno es una de las más estudiadas en el mundo y presenta un amplio rango de hospedadores que superan las 200 especies de insectos dentro de nueve órdenes, entre los que se destacan Lepidoptera y Coleóptera; y se extiende también a artrópodos como garrapatas, arañas y ácaros (Feng et al, 1994;Mascarin & Jaronski, 2016). Asimismo, tiene la capacidad de formar interacciones simbióticas con plantas actuando de manera endofítica (Ortiz-Urquiza & Keyhani, 2016;Russo, 2016). El género Metarhizium, está distribuido en todo el mundo y es reconocido como un importante agente de control biológico de insectos (Goettel et al, 2005).…”