BENEFICIOS DEL USO EN LA AGRICULTURA DE AGENTES DE

BENEFICIOS DEL USO EN LA AGRICULTURA DE AGENTES DE CONTROL
BIOLÓGICO. Trichoderma asperellum cepa T34
E Casanova, P Sánchez, G Segarra, C Borrero, *M Avilés, **MI Trillas
Biocontrol Technologies, S.L., Parc Científic de Barcelona, C/Baldiri Reixac, 15-21,
08028 Barcelona [email protected], *Departamento de Ciencias
Agroforestales, EUITA, Universidad de Sevilla, Ctra. Utrera, Km.1, s/n, 41013 Sevilla,
[email protected], **Departament de Biologia Vegetal, Facultat de Biología, Universitat de
Barcelona, Avgda. Diagonal, 645, 08028 Barcelona. [email protected]
RESUMEN
Los agentes de control biológico son microorganismos que deben ser capaces de
establecerse en la rizosfera y la filosfera compitiendo con los microorganismos
residentes, además de minimizar las enfermedades producidas por los patógenos, y
adaptarse a un ambiente cambiante. Además, algunos de estos microorganismos
activan en las plantas mecanismos de defensa. Nuestro objetivo es evaluar la eficacia
en el control de enfermedades producidas por hongos por parte del agente de control
biológico Trichoderma asperellum cepa T34, aislado del medio natural. T34 ha
resultado altamente eficiente en el control de diversas enfermedades, tanto edáficas
como foliares, con efectos comparables o superiores a productos químicos de amplio
uso.
T34 reduce la marchitez y muerte causadas por F. oxysporum f.sp. dianthi hasta un
80% en plantas de clavel susceptibles a esta enfermedad, cuando se ha aplicado tanto
en el sustrato como en el plantel. T34 también reduce hasta un 78% la caída y muerte
del plantel producida por Rhizoctonia solani en plantas de pepino. En la misma
especie vegetal, T34 reduce en un 73% la muerte pre-emergencia producida por
Pythium aphanidermatum. Otra enfermedad causada por hongos edáficos y controlada
por T34 es la podredumbre blanca de la lechuga, causada por Sclerotinia spp., que es
reducida hasta un 50% en un suelo infectado de manera natural. En este caso, la
producción de lechuga se triplicó con el tratamiento con T34.
Por otro lado, T34 también controla enfermedades aéreas, como la podredumbre gris
causada por Botrytis cinerea en plantas de fresa, que es reducida en un 51%.
Además del control de enfermedades, T34 actúa como promotor del crecimiento, ya
que al ser aplicado en semillas de pimiento incrementa su biomasa 2.5 veces y
aplicado en semillas de tomate, la incrementa 2 veces, siempre en condiciones de
invernadero comercial.
Finalmente, T34 provoca la inducción de resistencia sistémica en las plantas,
permitiéndoles defenderse de enfermedades foliares aún siendo aplicado en las
raíces.
Palabras clave: agente de control biológico, hongos patógenos, enfermedades
edáficas, enfermedades foliares.
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INTRODUCCION
Las enfermedades de los cultivos ocasionan importantes pérdidas económicas, siendo
las producidas por hongos las más abundantes. Las técnicas de control de las
enfermedades de las plantas han llevado en el pasado a la implantación de patógenos,
rápida superación de los genes de resistencia y a contaminaciones con repercusión en
la flora y fauna además de la salud humana. Las medidas de control que se
implementen deben de ser científicamente correctas y técnicamente eficaces, con una
revalorización de las prácticas de control sobre el patógeno a medio y largo plazo y
con efectos potencialmente estables a largo plazo. Bajo esta óptica la utilización de
microorganismos para el control de las enfermedades de las plantas encaja tanto en
las técnicas de cultivo tradicionales como en las ecológicas. Los beneficios de la
utilización de agentes de control biológico (ACBs) son: i) una acción sobre el patógeno
menos radical, que conlleva a la no aparición de resistencias, ii) una cierta
permanencia de los ACBs aunque sujeta a controles regulatorios (climático y biótico),
iii) una acción de los ACBs sin afectar a la biodiversidad biológica (parámetro que
influye en el desarrollo de las enfermedades), iv) un escaso/nulo riesgo de
contaminación ambiental y sobre la salud, ya que no está documentado que la
introducción de los ACBs aumente los niveles de toxinas ni se ha demostrado que sus
metabolitos entren en la cadena trófica.
Distintas cepas del género Trichoderma están ampliamente documentadas como
ACBs con amplio espectro de acción. Aunque en el pasado se ha dado mucho énfasis
en su acción directa sobre el patógeno (hiperparasitismo) y en su capacidad de
sintetizar toxinas, antibióticos y enzimas (principalmente in vitro) los mecanismos de
acción de estos ACBs son más amplios. También compiten indirectamente con el
patógeno por espacio y nutrientes y pueden tener un efecto protector sobre la planta,
colonizando las raíces, promoviendo el crecimiento o induciendo respuestas de
resistencia (Harman et al., 2004; Segarra et al., 2007). Algunos de estos efectos
pueden actuar conjuntamente y su importancia en el control de enfermedades
depende de cada cepa de Trichoderma, del patógeno, la especie vegetal y las
condiciones ambientales (Benítez et al., 2004; Harman et al., 2004).
Trichoderma asperellum, cepa T34, propiedad de la spin-off de la Universidad de
Barcelona Biocontrol Technologies, S.L., es un microorganismo aislado y seleccionado
del medio natural que presenta excelentes características como agente de control de
enfermedades de los cultivos. T34 está patentado (ES2188385-B1, Trillas y
Cotxarrera, 2003, solicitud europea EP1400586-A1), con licencia CAAE (núm. de
producto FI/001/0084) y en proceso de revisión para el registro fitosanitario europeo.
Así, nuestro objetivo es el de evaluar la eficacia de la cepa T34 de T. asperellum en el
control de diversas enfermedades producidas por hongos patógenos, tanto edáficas
como foliares, que afectan los cultivos.
MATERIAL Y METODOS
Condiciones de los bioensayos.
El comportamiento de Trichoderma asperellum, cepa T34 se ha evaluado siempre en
condiciones altamente favorables para el desarrollo de la enfermedad, es decir
utilizando variedades de plantas sensibles para cada patógeno evaluado, y en el caso
de estudios en cámara de cultivo y en invernadero con infestación artificial del
patógeno se han generado las condiciones ambientales óptimas para el desarrollo del
24
mismo y en consecuencia de la enfermedad. También se ha estudiado la capacidad de
control de T34 en suelos infestados de forma natural. La virulencia del patógeno y las
concentraciones del mismo utilizadas han permitido generar enfermedad entre un 50 y
un 90% (Cotxarrera et al., 2002; Trillas et al., 2003; Trillas et al., 2006).
Enfermedades estudiadas.
Las enfermedades estudiadas fueron las producidas por los siguientes patógenos:
Fusarium oxysporum f.sp. dianthi (inóculo líquido 105 ufc/ml de sustrato) en plantas de
clavel, en ensayos de invernadero; Rhizoctonia solani y Pythium aphanidermatum se
estudiaron en fitotrón, en plantas de pepino y de pepino, tomate y pimiento,
respectivamente; Sclerotinia spp. se estudió en un suelo infestado de forma natural en
plantas de lechuga y finalmente Botrytis cinerea se estudió en invernadero, infestando
plantas de fresa a una concentración de 108 ufc/m2.
El agente de control biológico
El agente de control biológico Trichoderma asperellum, cepa T34 se aplicó
generalmente de manera preventiva a los sustratos de cultivo, a una concentración de
103, 104 y/ o 105 ufc/ml de sustrato, excepto en el caso del suelo infestado de manera
natural con Sclerotinia spp. que se aplicó a 104 ufc/ ml de suelo en el momento de la
plantación de lechugas. En el caso de Botrytis cinerea, T34 se aplicó a una
concentración de 108 ufc/m2 de manera preventiva y curativa.
También se evaluó el papel de potenciador del crecimiento de la cepa T34 en
semilleros de tomate y pimiento, en donde se aplicó a la dosis de 104 ufc/ml de
sustrato en el momento de la siembra y en condiciones de invernadero comercial.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
T34 y la reducción de enfermedades
T34 reduce la la marchitez y muerte causadas por F. oxysporum f.sp. dianthi en un
46%, 67% y 79% según la dosis de aplicación sea 103, 104 o 105 ufc/ml sustrato
respectivamente (Figura 1). T34 también reduce entre un 46% y un 78% la caída y
muerte del plantel producida por Rhizoctonia solani en plantas de pepino, según la
dosis sea de 104 o 105 ufc/ml de sustrato (Figura 2). En la misma especie vegetal, T34
reduce en un 73% la muerte pre-emergencia producida por Pythium aphanidermatum,
mientras que la reducción de enfermedad en pimiento y tomate es de un 62,5% y un
90,5% respectivamente (Figura 3). La reducción de enfermedad causada por
Sclerotinia spp. es de hasta un 50%, siendo estos resultados estadísticamente
comparables a los obtenidos con Rizolex y Switch (Figura 4). En este caso la
producción de lechuga se triplicó con el tratamiento de T34. Finalmente también se ha
comprovado que T34 reduce (51%) la podredumbre gris causada por Botrytis cinerea
en frutos de fresa, siendo estos resultados iguales estadísticamente a los obtenidos
con los tratamientos químicos Folpet y Swich (Figura 5).
25
T34 y la promoción del crecimiento
T34 actúa como promotor del crecimiento, ya que al ser aplicado en semillas de
pimiento incrementa su biomasa 2.5 veces y aplicado en semillas de tomate, la
incrementa 2 veces, siempre en condiciones de invernadero comercial (Figura 6).
A partir de los resultados presentados puede deducirse que el agente de control
biológico Trichoderma asperellum, cepa T34 es un agente con un amplio espectro de
acción y que actúa tanto sobre enfermedades edáficas como foliares (Cotxarrera et al.,
2002; Trillas et al., 2003; Trillas et al. 2006).
También se han descrito otras cepas de Trichoderma spp. como agentes de control
biológico contra un amplio rango de patógenos (Benítez et al. 2004; Harman et al.
2004). Para cada cepa concreta hay que estudiar su eficacia, en condiciones reales o
semi-reales, para el control de cada enfermedad, ya que hay variabilidad en cuanto a
la acción sobre los distintos patógenos, así como con los mecanismos de acción.
Finalmente, cabe destacar el papel de T34 en la inducción de respuestas de
resistencia sistémica en las plantas, permitiéndoles defenderse de enfermedades
foliares, provocadas por Pseudomonas syringae, Plectosphaerella cucumerina, y
Hyaloperonospora parsitica aún siendo aplicado en las raíces (Segarra 2007; Segarra
et al., 2007).
AGRADECIMIENTOS
Ayudas al Programa Torres Quevedo a: Celia Borrero, Eva Casanova y Guillem
Segarra y al Ministerio de Educación y Ciencia proyecto AGL2005-08137-C03-01.
BIBLIOGRAFIA
Benítez, T., A.M. Rincón, M.C. Limón, A.C. Codón. 2004 Biocontrol mechanisms of
Trichoderma strains. International Microbiology 7, 249-260.
Cotxarrera, L., M. I. Trillas-Gay, C. Steinberg, C. Alabouvette. 2002 Use of sewage
sludge compost and Trichoderma asperellum isolates to suppress Fusarium wilt
of tomato. Soil Biology and Biochemistry. 34, 467-476.
Harman, G.E., C.R. Howell, A. Viterbo, I. Chet, M. Lorito. 2004 Trichoderma species Opportunistic, avirulent plant symbionts. Nature Reviews 2, 43-56.
Trillas, M.I.; E. Casanova, E. Bertan, D. Sant, M. Avilés, J.C. Tello, 2003. Trichoderma
asperellum (T-34): Agente de control biológico contra la fusariosis y la
rizoctoniosis. Phytoma 152, 56-60.
Trillas, I., E. Casanova, L. Cotxarrera, J. Ordovás, C. Borrero, M. Avilés, 2006
Composts from agricultural waste and the Trichoderma asperellum strain T-34
suppress Rhizoctonia solani in cucumber seedlings. Biological Control. 39, 3238.
Segarra, G., E. Casanova, D. Bellido, M.A. Odena, E. Oliveira, I. Trillas. 2007.
Proteome, salicylic acid, and jasmonic acid changes in cucumber plants
inoculated with Trichoderma asperellum strain T34. Proteomics 7, 3943-3952.
Segarra, G. 2007 Tesis titulada Inducció de resistència sistèmica a les plantes per
l’agent de control biologic Trichoderma asperellum soca T34 o substrats
supressius. Enero 2008. Publicada en http://www.tesisenxarxa.net/TDX0205108-134300. ISBN número B.19981-2008 / 978-84-691-2187-0).
26
27
3,0
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C
Severidad de la fusariosis vascular en plantas de clavel
FIGURAS
Figura 1. Fusariosis vascular en plantas de clavel cv. Pink Bijou, sin tratar y tratadas
con Trichoderma asperellum cepa T34 a dosis de 103, 104 y 105 ufc/ml de sustrato. La
escala evaluada va desde 0= planta sana; 1= hasta 25% de enfermedad; 2= hasta
50% enfermedad, 3= hasta 75% enfermedad y 4= planta muerta.
1,0
Incidencia de la rizoctoniosis
(% plantas enfermas)
D
0,8
C
0,6
0,4
B
0,2
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34
(1
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5)
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4)
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Figura 2. Caída de plantel por Rhizoctonia solani en plantas de pepino cv. Negrito, sin
tratar y tratadas con Trichoderma asperellum cepa T34 a dosis de 104 y 105 ufc/ml de
sustrato.
28
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Incidencia de la podredumbre del plantel
en pimentero
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iu
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Incidencia de la podredumbre del plantel
en tomatera
Incidencia de la podredumbre del plantel
en pepino
100
Pepino
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40
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0
Figura 3. Caída de plantel por Pythium aphanidermatum en plantas de pepino cv.
Negrito, pimiento verde cv. dulce italiano y tomate cv. Roma, sin tratar y tratadas con
Trichoderma asperellum cepa T34 a dosis de 104 ufc/ml de sustrato.
29
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0,30
0,25
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0,20
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0,15
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+
ia
ia
0,00
x
Area bajo la curva del progreso de la enfermedad
0,35
Figura 4. Podredumbre blanca provocada por Sclerotinia spp. en un cultivo de lechuga
cv. Trocadero de 2 meses, sin tartar y tratadas con Rizolex (dosis etiqueta y
tratamiento preventivo), Switch (dosis etiqueta a la aparición de síntomas) o
Trichoderma asperellum cepa T34 a dosis de 104 ufc/ml de suelo en el momento del
trasplante y a los 30 días.
% acumulado de frutos afectados totales
respecto a cosechados
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10
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8
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Bo
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tis
y
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0
Figura 5. Podredumbre gris provocada por Botrytis cinerea. en un cultivo de fresa cv.
Camarosa de 1 mes, sin tartar y tratadas con Folpet (dosis etiqueta y aplicación
semanal), Switch (dosis etiqueta y aplicación cada 15 días) o Trichoderma asperellum
cepa T34 a dosis de 108 ufc/m2 de suelo en aplicación semanal.
30
Figura 6. Plantel de pimiento verde dulce italiano tratado (bandeja superior) y no
tratado (bandeja inferior) con Trichoderma asperellum cepa T34
31