biotecnología para la producción masiva de entomopatógenos

BIOTECNOLOGÍA
PARA
LA
PRODUCCIÓN
MASIVA
DE
ENTOMOPATÓGENOS NATIVOS DE ZONAS ÁRIDAS PARA EL CONTROL
DE PLAGAS AGRÍCOLAS
Resumen ejecutivo
La producción de cultivos hortofrutícolas se ha incrementado en las zonas
Costeras del Noroeste de México, incluyendo zonas semiáridas de Sonora. En
estas regiones las temperaturas son superiores a los 40 ºC, así que para el
control biológico de insectos es necesario utilizar microorganismos aclimatados
a estos ecosistemas.
Los objetivos de este proyecto fueron: a) desarrollar una tecnología de proceso
para la producción masiva de agentes para el control microbiano de plagas en
cultivos hortofrutícolas de zonas áridas, utilizando microorganismos nativos, y
b) establecer una colección microbiana que incluya bacterias y hongos.
En el primer año del proyecto, a partir de piojo harinoso y la mosquita blanca de
distintas regiones de Sonora, se aislaron bacterias y hongos saprófitos y una
especie de hongos entomopatógenos. Se encontró que los
hongos
entomopatógenos en bioensayos a nivel laboratorio tenían potencial como
agentes para el biocontrol del piojo harinoso de la vid. Todos los aislados
fueron identificados como Paecilomyces fumosoroseus (actualmente Isaria
fumosorosea) con base en la estructura de sus conidióforos y las
características morfológicas de las hifas.
Por lo anterior, el proyecto se centró en hongos entomopatógenos. Para la
optimización de la producción masiva de estos organismos se establece un
compromiso entre el rendimiento y la calidad de los propágulos infectivos (PI),
con el propósito de garantizar su estabilidad y efectividad en campo, que están
relacionados con su virulencia y resistencia a condiciones ambientales. La
virulencia es una medida cuantitativa de la capacidad de un organismo
entomopatógeno para causar enfermedad y muerte a su hospedero,
obviamente es indispensable que el hongo esté viable. En el caso de los
hongos entomopatógenos, se ha observado que diferentes factores de
virulencia, como por ejemplo la resistencia a condiciones ambientales
adversas, pueden ser mejorados mediante un manejo adecuado de los medios
y condiciones de cultivo.
Por lo anterior, en el segundo año del proyecto la investigación se centró en el
desarrollo de medios y condiciones de cultivo para la fermentación líquida de
las cepas nativas aisladas de P. fumosoroseus, la determinación de la LT50 de
los PI producidos y bioensayos en campo para el control del piojo harinoso de
la vid (Planoccocus ficus) con productos comerciales formulados con conidias
de hongos entomopatógenos.
En el tercer y último año del proyecto se continuó la investigación sobre la
optimización del proceso de fermentación para la producción de PI y las etapas
de recuperación y secado. Se aumentaron dos temas de investigación:
resistencia a temperatura y luz UV de las cepas y sus propágulos, y estudios
sobre formulación, empaque y condiciones de almacenamiento para prolongar
la vida de anaquel.
Los resultados obtenidos permitieron establecer el proceso para la producción
de micoinsecticidas en fermentación liquida. Es importante aclarar que el
proceso presenta innovaciones en las etapas de fermentación, recuperación y
formulación, por lo que se presentará una solicitud de patente.
Con respecto a la tecnología de proceso para la producción masiva de hongos
entomopatógenos, la planta de producción fue semiautomática, flexible, con un
gran porcentaje de integración nacional. Produce diferentes bioinsecticidas
para adaptarse a las demandas en las distintas épocas del año, los productos
fundamentalmente son presentaciones en polvo-humectable de hongos.
El investigador considera que el proceso que él implementó puede ser
mejorado en cuanto a productividad y rendimiento de PI utilizando un sistema
de cultivo por lote alimentado, puesto que la producción de PI está asociada al
crecimiento, y que mejorar la productividad y la concentración de PI disminuye
el tamaño de todos los equipos para la misma capacidad de planta, con la
consiguiente disminución en la inversión y por ende en los costos de
manufactura.
Demanda o problemática que atiende
Investigar y aislar microorganismos nativos y producirlos masivamente con el
fin de de lograr el control de plagas de importancia económica en la región,
como parte de un proceso de sistemas de manejo integrado de plagas.
Resultados obtenidos y/o descripción. Características de la tecnología
generada
Los productos que se obtuvieron como resultado del proyecto son: a) colección
de microorganismos entomopatógenos de zonas áridas; b) ingeniería básica
conceptual de la tecnología de proceso para la producción masiva de los
microorganismos (máximo 4) que dieron mejores resultados en las pruebas de
campo.
Impactos
Las cepas nativas aisladas serán depositadas en la Colección de Hongos
Entomopatógenos del Centro Nacional de Referencia de Control Biológico,
Tecomán, Colima y en la “American Type Culture Collection” para proceder a la
solicitud de patente. Se consideró más pertinente depositarlas en la colección
mencionada que depende de la SAGARPA, que crear una nueva colección
porque no se tienen los recursos económicos para mantenerla.
Dos de las cepas aisladas fueron patógenas para el piojo harinoso. La
morfología colonial y la de sus hifas, conidióforos y conidias permitió clasificar a
ambas como pertenecientes al género Paecilomyces. Mediante técnicas de
biología molecular se pudo amplificar parcialmente el gen de la subunidad
mayor de ARN ribosomal de las cepas. La alineación de las secuencias de los
amplicones mediante el programa BLAST mostró un 99% de identidad con las
cepas PA144, PA190 de Paecilomyces fumosoroseus, PA94 de Paecilomyces
sp. y un 98 % de identidad con las cepas PA208, PA176, PA207 y PA162
también de Paecilomyces fumosoroseus. Por lo tanto se concluye que las
cepas nativas son:
a) Paecilomyces fumosoroseus P43 aislada a partir de una hembra adulta
del piojo harinoso de la vid (Planococcus ficus) colectada en la zona de
Pesqueira, Sonora.
b) Paecilomyces fumosoroseus K13 aislada de una ninfa de mosquita
blanca (Bemisia spp.) colectada en plantas de algodón, en los campos
de Quechehueca, en el Valle del Yaqui, Sonora.
Costos estimados de la aplicación de los resultados y/o tecnología generada
Aún no se pueden estimar costos porque la aportación consiste en producción
masiva de microorganismos con miras al manejo integrado de plagas.
Ámbito de aplicación
Nacional.
Información adicional o comentario
Considerando que tanto del piojo harinoso como de la mosquita blanca se
aislaron hongos entomopatógenos, y que los bioensayos en campo se hicieron
también con esta clase de organismos, la investigación sobre la tecnología de
proceso se hizo sobre la propagación masiva en cultivo sumergido de hongos
entomopatógenos para producir propágulos infectivos. Se llevó a cabo
investigación sobre las etapas típicas de un bioproceso: “up stream”,
fermentación y “downstream” incluyendo además estudios sobre formulación y
vida de anaquel ya que en los micoinsecticidas ésta generalmente es menor a
un mes en refrigeración y el problema no ha sido resuelto.
Clave del proyecto: SAGARPA 2004-C01-5
Sistema Producto y/o línea estratégica de atención: control de plagas
agrícolas; hongos entomopatógenos
Investigador: doctora MAYRA DE LA TORRE M.
Institución: CIAD, A. C.