revista Manejo de la resistencia a fungicidas

■
La importancia de un control inteligente en la sanidad
de los vegetales.
Manejo de la resistencia
a fungicidas
Las causas de fallo en el control de las plagas son muchas y diversas,
aquí se citan cuales pueden ser y como distinguir un caso de resistencia
Pedro Mondino
[email protected]
Ingeniero Agrónomo
Profesor de Fitopatología
Universidad de la República
del Uruguay
130
EXTRA 2002
Los fungicidas han sido utilizados en los cultivos para controlar enfermedades causadas por
hongos desde hace cerca de 200
años. Su uso ha evolucionado
desde los comienzos en que se intentaba proteger los viñedos del
ataque de la Plasmopara viticola
con aplicaciones de sulfato de cobre hasta la actualidad. El número
de cultivos tratados, el área trata-
revista
da, el número de enfermedades
que se intentan controlar y el número de principios activos disponibles se han incrementado enormemente.
Los dos productos más antiguos, el Cobre y el Azufre se siguen usando hoy en forma amplia
y efectiva. Lo mismo ocurre con
los fungicidas de la edad intermedia de cómo las phthalamidas o
los dithiocarbamatos, productos
que se vienen usando desde hace
más de 30 años. Todo ellos se caracterizan por tener múltiples sitios de acción.
A partir de los años 60 y 70
surgen una serie de nuevos productos (benzimidazoles, dicarboximidas, acilalanidas, e inhibidores de la biosíntesis del ergosterol (IBE). Estos productos tienen la capacidad de penetrar al tejido vegetal, deben ser por lo tanto inocuos para la planta por lo
que deben afectar en forma específica a los hongos. En general estos fungicidas actúan sobre un sitio o unos pocos sitios específicos
en el metabolismo de los hongos.
En la actualidad siguen apareciendo nuevos compuestos con estas
características. Hoy existen más
de 135 compuestos fungicidas diferentes en venta en los mercados.
Es con estos últimos fungicidas
que han surgido los problemas de
resistencia.
Resistencia a fungicidas:
Como veremos existen varios tipos resistencia, por lo que
es conveniente aclarar los términos a efectos de saber a que nos
estamos refiriendo cuando hablamos de «resistencia».
Resistencia natural
o inherente:
Cuando surge un nuevo producto, una nueva molécula con
actividad fungicida es identificada
en los laboratorios de una compañía, esta es evaluada en pruebas
de invernáculo, y luego a campo a
los efectos de determinar el rango
de hongos patógenos que controla. Culminadas estas pruebas se
concluye que dicha molécula es
eficaz en el control de determinados hongos patógenos e ineficaz o
incapaz de controlar a otros. Los
patógenos controlados se dice que
son «sensibles» mientras que el
resto se considera resistente. Por
ejemplo cuando apareció una
acilalanina como fungicida esas
evaluaciones determinaron que la
Phytophthora es sensible mientras
que Venturia o Puccinia son «resistentes», no son afectadas. Se
dice que estos patógenos son «na-
La investigación
genética dirige
parte de sus
esfuerzos
a la obtención
de variedades
resistentes
o tolerantes
que permitan
disminuir
o eliminar
los tratamientos
fitosanitarios
y con ello respetar
los niveles
mínimos
de residuos
aceptados
para el consumo
humano.
El estudio
en laboratorio
de nuevas cepas
resistentes
de hongos
es una práctica
imprescindible
para adoptar
cambios
en la estrategia
de control
o modificar
los principios
activos.
En la foto
laboratorio
de Nunhems.
turalmente resistentes» o «inherentemente resistentes».
Este tipo de resistencia preexistente en los hongos no tiene
mayor interés desde el punto de
vista práctico. Su principal interés
es el de identificar el espectro de
acción de un fungicida. Las razones de esta resistencia son generalmente poco estudiadas, aunque
algunas veces se puede deducir
del conocimiento de los modos de
acción del fungicida. Por ejemplo
un fungicida que afecta la síntesis
de ergosterol no podrá afectar
aquel grupo de hongos que no sintetizan ergosterol.
Resistencia adquirida:
En cambio cuando un pro-
■ Cuando surge un nuevo
producto con actividad
fungicida se identifica en
laboratorio, es evaluado
y luego a campo...
ducto es utilizado en forma comercial y temprano o tarde, se encuentra que ha perdido efectividad debido a que ha aparecido resistencia se habla de «resistencia
adquirida». Resulta que la población del patógeno ya no es lo suficientemente sensible como para
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Tabla 1:
Reportes de aparición de resistencia.
Fecha
1960
Producto
Hydrocarburos aromáticos
1964
Organo-mercuriales
1969
Dodine
1970
1971
Benzimidazoles
2-amino pirimidinas
1971
Kasugamicina
1976
Phosphorothiolates
1977
Estañados
1980
Acilalaninas
1982
Dicarboximidas
1982
IBE
1985
Carboxanilides
ser controlada. Esta resistencia
adquirida aparece como respuesta
al repetido uso del fungicida o de
un fungicida relacionado, que posee similar mecanismo de acción.
Este tipo de resistencia se conoció
en primer lugar en bacterias
patógenas humanas que se tornaron resistentes a los antibióticos y
en los insectos resistentes al
DDT.
Para este tipo de resistencia
algunos investigadores prefieren
utilizar el término insensibilidad,
pérdida de sensibilidad o tolerancia.
Resistencia de laboratorio y
resistencia de campo:
Es necesario diferenciar
entre una «resistencia de laboratorio», y una «resistencia de
campo». La primera se refiere a
aquellos casos de resistencia de
cepas estudiados en el laboratorio, en la que se enfrenta al patógeno aislado a determinadas concentraciones del fungicida y aparecen allí cepas que resisten altas
concentraciones. La segunda, «re-
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Enfermedad y/o patógeno
Podredumbres de almacenamiento
de los citrus. Penicillium spp.
Manchas foliarres de los cereales.
Pyrenophora spp.
Sarna del manzano
Venturia inaequalis.
Varias enfermedades,varios hongos
Oidio del pepino y cebada.
Sphaerotheca fuliginea y Erysiphe graminis.
Brusone del arroz.
Magnaporthe grisea
Brusone del arroz.
Magnaporthe grisea
Mancha foliar de la remolacha azucarera
Cercospora betae
Tizón tardío de la papa
Phytophthora infestans
Moho gris de la vid
Botrytis cinerea
Oidio del pepino y cebada.
Sphaerotheca fuliginea y Erysiphe graminis.
Carbón volador de la cebada
Ustilago nuda
■ Con la introducción
de los fungicidas sistémicos
se incrementaron
los problemas de
resistencia y esta empezó
a tener lugar a poco tiempo
de comenzar a usarse el
producto comercialmente.
sistencia de campo» se refiere a
las fallas o problemas de control a
campo debido a la resistencia de
las poblaciones de patógenos. A
esta resistencia de campo se le ha
llamado también resistencia práctica.
Historia de la Resistencia:
Hasta la década del 70 solo
habían ocurrido casos esporádicos
de resistencia práctica a los
fungicidas y en todos los casos
esta sobrevenía luego de varios
revista
años de utilización del fungicida.
Con la introducción de los
fungicidas sistémicos se incrementaron los problemas de resistencia y esta empezó a tener lugar
a poco tiempo de comenzar a
usarse el producto comercialmente. (En el entorno de dos años
desde su introducción comercial).
La mayoría de los nuevos grupos
se vieron severamente afectados
con excepción de las morpholinas, el fosetyl y algunos fungicidas usados en arroz. La tabla 1
muestra cronológicamente la diferentes reportes de aparición de resisten.
La mayoría de los fungicidas
más antiguos como los cúpricos,
azufrados, dithiocarbamatos, phtalamidas, chlorothalonil, han mantenido su efectividad a pesar de haber sido utilizados en forma intensiva durante muchos años.
Resistencia cualitativa:
La resistencia tal como se
ha descrito, caracterizada por una
marcada pérdida de efectividad
del fungicida aplicado y por la
presencia de un corte claro entre
la sensibilidad y la resistencia de
la población del patógeno se conoce con diferentes nombres: Algunos se refieren a ella como una
«Resistencia Cualitativa»; «resistencia de un solo paso», «Discreta» o «Resistencia discontinua»
Este tipo de resistencia tiende a ser estable. Si una población
del patógeno se torna resistente al
fungicida, luego aunque deje de
usarse ese producto, pasa el tiempo y encontramos que la población mantiene los niveles de resistencia por muchos años. Un
ejemplo típico de resistencia cualitativa es la resistencia a benzimidazoles.
Existen otros casos en que
existe una gradual recuperación
de la sensibilidad cuando se deja
de aplicar el fungicida, tal lo que
ha ocurrido con Phytophthora infestans, causante del tizón tardío
de la papa y las acilalaninas.
En la figura 1 se aprecia el
comportamiento de una población
Grupo
de expertos
en visita
a los invernaderos
de la firma
Daehnfeldt.
Para analizar
el comportamiento
de diferentes
variedades ante
un organismo
patógeno
es imprescindible
complementar
los estudios
en laboratorio
con estudios
en instalaciones
que se asemejen
a las condiciones
futuras
de producción.
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¿La resistencia es siempre
la única culpable?
La ausencia de control puede ser debida a múltiples
causas: diagnóstico, aplicación, momento, inóculo y ...
Es común que la resistencia esté asociada a la pérdida total
o parcial de control de la enfermedad. La observación por parte de los agricultores de que un producto a dejado de ser efectivo es generalmente el primer indicio de resistencia.
Sin embargo hay que colocar el problema de resistencia en
su justo lugar y ante la observación de fallas en el control deben buscarse diversas razones de manejo que pueden estar influyendo entes que la resistencia.
Cuando aparecen problemas en el control debemos analizar
las siguientes posibles causas:
a) Errores en el diagnóstico. Muchas veces se confunden
síntomas, aparecen enfermedades nuevas y se siguen aplicando
los mismos productos.
b) Mala aplicación. Errores de cálculo en la concentración
(confundir dosis y concentración) subdosificaciones, aplicación con viento, boquillas en mal estado, demasiada velocidad
del tractor.
c) Producto en mal estado o vencido
d) Errores en el momento de aplicación (aplicación de un
fungicida de contacto luego de ocurridas las infecciones).
e) Presión inusual de inóculo. Existen situaciones en que se
alcanzan niveles de inóculo tan altos que ninguna medida de
control puede ser efectiva.
Una vez revisados todos estos puntos, corregidos los posibles errores, si se mantiene la inefectividad de la aplicación,
entonces debemos pensar seriamente en la posibilidad de que
existan problemas de resistencia y habrá que realizar los estudios correspondientes.
Para decir que existe un problema de resistencia debemos
demostrarlo haciendo los estudios correspondientes. Habrá que
demostrar en condiciones muy controladas que realmente la
aplicación no es efectiva y deberán hacerse los estudios de laboratorio que demuestren que el hongo es capaz de resistir
concentraciones más altas de lo habitual.
Fig ura1:
Comportamiento de una población de hongos
frente a la aplicación de fungicidas cuando
la resistencia es cualitativa
Adaptado de Brent y Hollomon 1998.
de hongos frente a la aplicación
de un fungicida cuando el tipo de
resistencia es cualitativa. Como se
puede apreciar la población inicialmente es susceptible y luego de
la aplicación se torna resistente al
fungicida siendo capaz de resistir
muy altas concentraciones.
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Resistencia cuantitativa:
Otras veces como es el caso
de los fungicidas IBE la resistencia se desarrolla en forma más
lenta, menos evidente. En estos
casos tanto la disminución en el
control logrado mediante las aplicaciones como la disminución de
revista
la sensibilidad del patógeno mostrada en los ensayos de laboratorio se da en forma gradual, es parcial y varía en grado. A este tipo
de resistencia se le denomina «resistencia cuantitativa»; «de pasos
múltiples», «Continua»; «Direccional» o «Progresiva»
Esta resistencia se puede revertir si se deja de usar el
fungicida problema.
La figura 2 muestra el comportamiento de la población de
Rhynchosporium secalis frente a
la aplicación del fungicida
Propiconazole. La amplia base de
la curva muestra que dentro de la
población del hongo existen individuos de muy diferente comportamiento.
Algunos muy sensibles resisten concentraciones muy bajas del
fungicida y otros muy resistentes
capaces de soportar altas concentraciones del producto.
A medida que se continúa
con las aplicaciones la población
se torna gradualmente más resis-
tente. Se trata de un típico ejemplo de resistencia cuantitativa.
En la foto
se aprecia
el calibrado
de una máquina
de tratamientos
por pulverización,
no siempre
la resistencia
es la responsable
de fallas
en el control.
Es muy frecuente
la mala aplicación
de los productos
por boquillas
en mal estado,
demasiada
velocidad
del tractor
o errores
en los cálculos
de las dosis
necesarias.
Resistencia cruzada:
Las poblaciones de patógenos que desarrollan resistencia
a un fungicida automáticamente y
simultáneamente se vuelven resistentes a otros fungicidas que
actúan en forma similar y por lo
tanto se ven afectados por la mutación que determina el mecanismo de resistencia. A este fenómeno se le denomina «Resistencia
cruzada. Un ejemplo típico es la
resistencia a benomyl y paralelamente a Carbendazim, o TBZ.
La figura 3 muestra la correlación existente en aislamientos
de Botrytis cinerea entre la resistencia a dos fungicidas IBE,
triadimenol y tebuconazol.
Resistencia cruzada negativa:
Se denomina resistencia cruzada negativa al hecho de que una
población de patógeno que desarrolla resistencia a un fungicida
automáticamente se vuelve susceptible a la acción de un segundo principio activo. Este tipo de
resistencia lamentablemente es un
fenómeno raro, porque como se
verá más adelante sería muy útil
al momento de definir manejos o
estrategias antiresistencia. El caso
más conocido es el de la resistencia
a carbendazim y diethofencarb.
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Figura 2:
Comportamiento de una población
de Rhynchosporium secalis frente
a la aplicación del fungicida Propiconazole
Adaptado de Brent y Hollomon 1998.
Resistencia Múltiple:
Cuando en una población de
un patógeno resistente a un determinado fungicida aparecen individuos resistentes a un segundo producto de diferente modo de acción se habla de resistencia múltiple. Se trata de cepas que poseen
mecanismos de resistencia separados frente a dos o más fungicidas
no relacionados. Estas resistencias surgen a partir de mutaciones
independientes que han sido seleccionadas por la exposición a
uno y otro fungicida. Un ejemplo
de este tipo de resistencia es el
caso de cepas de Botrytis cinerea
que se han vuelto resistentes a
benzimidazoles y a dicarboximidas.
Mecanismos de resistencia
Existen diversos mecanismos
mediante los cuales los hongos
pueden resistir la acción de los
fungicidas. En muchos casos estos mecanismos son desconocidos
tal es el caso de la resistencia al
dodine, o a las dicarboximidas.
En otros casos los mecanismos están bien conocidos como
en la resistencia a benzimidazoles
en que ocurre una alteración en el
sitio de acción. Alteración en el
sitio de acción ha sido reportada
también en el caso de resistencia
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a Kasugamicina, acilalaninas
IBEs.
e
Monitoreo de la resistencia
Monitorear resistencia es tomar muestras de la población del
patógeno en el campo para medir
el grado de sensibilidad a uno o
más fungicidas.
Es posible mediante muestreos de campo y pruebas de laboratorio monitorear los niveles de
resistencia existentes en una población de patógenos. Los objetivos del monitoreo pueden ser varios, desde la simple detección de
la presencia de genotipos resistentes que puedan estar explicando las fallas en el control hasta
monitoreos planificados que nos
permitan seguir la evolución de la
resistencia durante la aplicación
de estrategias antirresistencia.
La presencia de genotipos
resistentes que puedan incrementar su frecuencia en la población
hasta hacer inefectivo el control
debe ser detectada lo más temprano posible. Esta detección temprana nos permitirá definir estrategias de manejo tendientes a evitar su selección. Existe la limitante de que la resistencia monogénica sólo es posible detectarla cuando alcanza niveles mayores al 1%. Para detectar con
revista
Máquina
de ultra-bajo
volumen
en acción.
Está tecnología
permite la
disminución
del agua durante
la aplicación
ya que utiliza aire
como vehículo
de impulsión
de la
microaspersión.
95% de confianza genotipos resistentes que se encuentran en un
porcentaje del 1% se necesitan
300 aislamientos.
Lamentablemente no se poseen datos acerca de cuales fueron
los niveles de resistencia en la población nativa del patógeno (antes
de comenzarse a usar un determinado fungicida). Esta resistencia
existente en las poblaciones del
patógeno antes de que se empiece
a usar el fungicida se denomina
«resistencia de base» o «nivel
base de resistencia». La comparación entre los niveles de resistencia existentes en la actualidad y
los de base, nos permite ver como
ha evolucionado la resistencia en
la población desde que se ha comenzado a utilizar el fungicida.
Mediante el monitoreo periódico de la resistencia se puede
evaluar el funcionamiento de estrategias de aplicación antirresis-
Tabla 2:
La combinación del riesgo inherente al producto con el riesgo
inherente a la enfermedad.
Riesgo real de aparición de resistencia.
Benzimidazoles
Dicarboximidas
acilalaninas
A
L
T
O
(3)
IBEs
Strobirulinas
M
E
D
I
O
(2)
B
A
J
O
(1)
Cúpricos
Dithiocarbamatos
Azufrados
Captan
❤
tencia. La integración de monitoreos puede ayudar a definir que
fungicida aplicar en el próximo
tratamiento. Esto ha sido utilizado
en Uruguay en los packing de
citrus.
Como determinar el riesgo
de generar resistencia
antes de utilizar un
fungicida
Existen dos tipos de riesgo
de resistencia en los fungicidas, el
primero es el llamado riesgo inherente al fungicida y el segundo es
el riesgo inherente a la enfermedad que queremos controlar.
La estructura química del
principio activo es un elemento
determinante del riesgo. También
lo es su modo de acción. Estos
elementos nos indicarán la posibilidad de que exista resistencia
cruzada con otros fungicidas que
puedan haberse usado con ante-
6
9
2
4
6
1
2
3
MEDIO (2)
ALTO (3)
BAJO (1)
Riesgo del fungicida
❤
3
Riesgo de la
enfermedad
Patógenos de
suelo.
Esclerotium en
tomate
Septoria
del trigo
Alternaria
en papa
Sarna
del manzano
Botrytis en uva
Penicillium
en citrus
Figura 3:
Correlación existente en aislamientos
de Botrytis cinerea entre la resistencia
a dos fungicidas IBE, triadimenol
y tebuconazol
Tomado de Stehmann y Waard 1996.
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137
Origen de la resistencia
a fungicidas
Se basa en dos fuerzas evolutivas:
mutación y selección.
El fenómeno de la resistencia a fungicidas en
las poblaciones de hongos debe verse como un
ejemplo más de la capacidad de supervivencia y/o
adaptación de las especies. Todos los seres vivos
tienen capacidad de adaptarse a los cambios del
medio en que viven. Esta capacidad de adaptación
se sustenta en la variabilidad genética. La diversidad genética existente en las poblaciones permite
disponer de individuos adaptados a sobrevivir a
diferentes condiciones del medio. Estos individuos son los encargados de la supervivencia de la
especie frente a nuevos factores adversos.
Así, toda medida de manejo o control de las
poblaciones de hongos será susceptible de ser
vencida por alguna cepa adaptada. Esto es más
notorio en el caso de la resistencia a fungicidas
debido al extendido uso que se ha hecho de los
mismos.
La resistencia se basa en dos fuerzas evolutivas que son la mu
tación y la selección. Las
mutaciones se encargan de crear la información
genética necesaria para resistir al fungicida y la
selección se encarga de hacer que la frecuencia en
la población de estos individuos resistentes se
incremente hasta alcanzar niveles tales que harán
fracasar el control.
La mutación entonces provee la información
para la resistencia mientras que la selección determina la frecuencia en que se encontrarán los
genotipos resistentes en la población. Las mutaciones existen espontáneamente y naturalmente en
todos los seres vivos. Su frecuencia normalmente
es 1 x 10-9 y en el caso de la resistencia a
fungicidas comenzará a ocasionar problemas
cuando su frecuencia alcance a ser de 1 en 100 o
1 en 10.
La aplicación de fungicidas hace que la frecuencia de los resistentes se incremente (selección por resistencia). Basta con que hagamos algunos cálculos simples:
- Si una aplicación de fungicida a un cultivo
logra ser 50% efectiva entonces la frecuencia de
los resistentes se duplicará.
- En el caso en que esa misma aplicación alcance un 80% de efectividad, los resistentes quedarán distribuidos en el 20% de sobrevivientes, es
decir que habrán incrementado su frecuencia 5 veces.
Se deduce de estos sencillos cálculos que la
acumulación de mutantes resistentes se verá
incrementada por:
- Una alta frecuencia de los tratamientos.
- Por una efectiva aplicación o dosis.
- Por la alta población del patógeno previa.
- Por una gran producción de propágulos
- Por un menor tiempo de generación.
138
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revista
rioridad. Otro elemento determinante del riesgo es la facilidad de
mutar que tiene el patógeno. El
potencial de mutación por resistencia a un fungicida depende
menos del género o especie del
hongo que del tipo de fungicida.
En cambio el riesgo de selección
de los mutantes si depende mas
del tipo de enfermedad que del
fungicida. Se habla entonces de
riesgo inherente a la enfermedad.
El riesgo inherente a la enfermedad será mayor cuanto más
corto sea el ciclo de vida, cuanto
más abundante sea la esporulación del hongo, cuanto más aislada esté la población del patógeno. Este riesgo está asociado también con el alto número de aplicaciones y con extensas áreas tratadas con el fungicida.
Existen fungicidas de alto
riesgo, otros de medio y otros de
bajo riesgo de generar resistencia.
A su vez existen enfermedades de
alto riesgo, medio y bajo de generar problemas de resistencia.
La combinación del riesgo
inherente al producto con el riesgo inherente a la enfermedad nos
indicará el riesgo real de aparición de resistencia. Ese riesgo
combinado se ejemplifica en la
tabla 2.
Como se puede apreciar en
el cuadro existen combinaciones
de fungicidas con enfermedades
que dan como resultado un muy
bajo riesgo de aparición de problemas de resistencia. Tal es el
caso de la combinación de
fungicidas como el captan para el
control de hongos de suelo. En el
otro extremo la combinación de
benzimidazoles para el control de
sarna del manzano lleva a un valor de 9 (máximo riesgo).
Estrategias de manejo
antirresistencia
La estrategia más segura
para evitar la aparición de resistencia a un fungicida es no usarlo
nunca.
Si debemos usar fungicidas
para el control de determinada enfermedad fúngica debemos siempre seleccionar aquel producto de
menor riesgo.
Si se va a utilizar un
fungicida de alto riesgo, este deberá ser utilizarlo el mínimo numero de veces. Se podrá alternar
su uso con otro fungicida de bajo
riesgo o utilizarlo siempre en
mezcla con fungicidas de bajo
riesgo. Debe recordarse que cuando se realizan rotaciones de productos o mezclas estas deben ser
con principios activos de diferente modo de acción.
Se deben reducir al mínimo
el número de aplicaciones por
temporada de fungicidas de alto
riesgo.
Evitar aplicar cuando la epidemia se ha disparado, aplicar
aquellos productos de más alto
riesgo en etapas tempranas de desarrollo de la epidemia.
Integrar la aplicación de
fungicidas en programas de manejo integrado. Esta última se considera la mejor estrategia para prevenir el desarrollo de resistencia.
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Última actualización 12/17/99.
http://www.fruit.tfrec.wsu.edu/
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