Boletín N˚ 97 – Agosto 2010

Prospección, caracterización y evaluación de organismos biológicos para el control de nemátodos fitoparásitos en cultivos tropicales

Investigador: Dr. Tomás de Jesús Guzmán Hernández.

Breve descripción de su formación académica:

Ingeniero Agrónomo.  Universidad de la Habana, 1976.

Grado Científico de Doctor en Ciencias Agrícolas en el Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” (ISPJAE), 1988.

Licenciatura en Ingeniería Agronómica, Universidad de Costa Rica, 1999.

Doctor Académico, Universidad de Costa Rica, 1999.

La trayectoria del investigador está relacionada, con la protección de cultivos en el área de fitopatología, sobre la base de los conceptos de la sostenibilidad y la sustitución de químicos en los sistemas productivos actuales. La nematología es solo un componente más en los sistemas de sanidad vegetal.

En este sentido, el investigador ha dedicado parte de su trabajo a buscar soluciones viables y prácticas que nos permitan el control de enfermedades y plagas por métodos amigables con el ambiente.

Dr. Tomás de Jesús Guzmán Hernández.

Centro de investigación:

Centro de Investigación y Desarrollo en Agricultura Sostenible para el trópico Húmedo (CIDASTH)

Nombre completo de la investigación:

Prospección, caracterización y evaluación de organismos biológicos para el control de nemátodos fitoparásitos en cultivos tropicales.

Resumen

         La correcta identificación de los nemátodos a nivel de especie es muy importante ya que algunas son de importancia fitosanitaria y están sujetas a cuarentena, por lo que su presencia influye en el trasiego de mercancías entre países y regiones, para ello se ha utilizado la biología molecular que es una herramienta útil en estos casos. El control que se da a los nemátodos es principalmente químico, causando impacto sobre el ambiente y la salud humana. Por esto, se debe de empezar a buscar otras alternativas para su control. Entre ellas el biológico que utiliza los enemigos naturales de los nemátodos, lo cual permite que el manejo del cultivo sea más amigable y sostenible. Debido a lo anterior y con la ayuda del CONICIT se logró unir esfuerzos de tres instituciones como el ITCR, la UNA y el INTA con el fin de investigar y buscar soluciones a los temas descritos anteriormente.

Introducción

         Los nemátodos son organismos multicelulares que habitan una gran cantidad de ambientes, algunas especies de nemátodos fitoparásitos, producen pérdidas millonarias al parasitar cultivos de importancia. Las pérdidas atribuidas a infestaciones por nemátodos fitoparásitos dependen del cultivo y la especie de nemátodo. De estos dos factores también depende el manejo para el control de esta plaga.

Algunas especies de nemátodos son de importancia fitosanitaria y están sujetas a cuarentena, por lo que su presencia influye en el trasiego de mercancías entre países y regiones.

         La identificación de nemátodos se basa principalmente en las características morfométricas de machos, hembras y juveniles, lo que requiere personal altamente entrenado, si se quiere una identificación confiable

         La correcta identificación a nivel de especie es muy importante, si se quiere establecer una plantación, para el manejo integrado de la plaga, y para la certificación o establecimiento de cuarentenas en programas regulatorios. La biología molecular es una herramienta que se ha utilizado para la identificación de nemátodos a nivel de especie.

         El control de nemátodos se ha realizado tradicionalmente con productos altamente tóxicos. En la actualidad, se están estudiando opciones de control que estén inmersas dentro de un programa de manejo integrado de plagas; lo que implica, en primer lugar, la correcta identificación y caracterización de la dinámica de las poblaciones de nemátodos presentes. Y en segundo lugar la identificación de organismos nematófagos con potencial para ser utilizados en programas de control biológico.

         Debido a lo anterior el objetivo de este trabajo fue diagnosticar las poblaciones de nemátodos en varios cultivos tropicales, evaluar dichas poblaciones molecularmente y aislar organismos del suelo capaces de controlar dichos nemátodos

Metodología.

         A la fecha se han realizado un total de 64 giras y se han analizado un total de 473 muestras en todos los cultivos (Cuadro 1).

Resultados

         Se han encontrado diversos géneros de nemátodos, en el cultivo de arroz los nemátodos con mayor densidad de población fueron Pratylenchus sp., Meloidogyne sp., Helicotylenchus sp., Tylenchus sp. y Criconemoides también fueron determinados en las muestras.

         Los nemátodos más importantes en los campos de piña fueron Pratylenchus. y Helicotylenchus. En estos campos también se determinó Criconemoides, Meloidogyne y Tylenchus. En el cultivo de plátano se determinó que Radopholus similis fue el nemátodo de mayor importancia, seguido de Pratylenchus, Meloidogyne y Helicotylenchus.

         En los campos de ñame y melón la población de nemátodos fue escasa, se determinó la presencia de Helicotylenchus, Meloidogyne y Pratylenchus en ambos cultivos pero en poblaciones muy bajas (≤ 0,2 individuos/g raíz).

         En cuanto a ensayos hechos en el cultivo de papa con nemátodos, se determinaron umbrales de daño inoculando este tubérculo con diferentes cantidades de quistes, huevos y juveniles del nemátodo Globodera sp. También se probó la resistencia de dos clones de papa a una raza específica de Globodera (G. pallida Stone).

         Se calcularon modelos matemáticos para explicar el crecimiento poblacional de los nemátodos y para cada población importante de nemátodos se calcularon escalas de incidencia o rangos de conteo, las cuales serán de gran utilidad para determinar niveles de infestación.

Control biológico

         En cuanto al aislamiento de organismos de suelo para el control de nemátodos, se tiene que algunas especies de hongos tienen la capacidad de ejercer un efecto nematófago. Diversos investigadores han agrupado a los hongos según el modo de infectar el estadío del nemátodo que infectan: Predadores o atrapadores de nemátodos, endoparásitos, parásitos de huevos, hembras y productores de toxinas

         En esta investigación se han aislado del suelo, proveniente de fincas con estos cultivos, diversas cepas de hongos con potencial para el control de nemátodos. Se tiene una lista de alrededor de 20 hongos (Cuadro 2)

         Se está trabajando en las pruebas de patogenicidad in vitro con estos hongos y otros organismos encontrados, para identificar cuales podrían funcionar como agentes de control. Hasta el momento estas pruebas han mostrado que los hongos encontrados tienen gran potencial para el control tanto de huevos como de nemátodos adultos. El hongo Trichoderma sp., demostró una eficacia y control del nemátodo de quiste Globodera sp., así como para controlar juveniles y huevos de Meloidogyne sp. Otros hongos como Paecilomyces, Monacrosporium demostraron parasitar nemátodos adultos.

Figura 1. A la izquierda un huevo de Meloidogyne parasitado por Trichoderma sp. y a la derecha un nemátodo Meloidogyne atrapado en hifas de Paecilomyces sp

Biología Molecular

         También se ha trabajado en el área de biología molecular para la identificación a nivel de especie de los nemátodos, se han probado tres protocolos de extracción de ADN, además se han probado diferentes protocolos para PCR. Se logró con éxito extraer ADN, amplificarlo y realizar separaciones electroforéticas. Además en este momento se está probando protocolos para la detección molecular de las especies identificadas más frecuentes mediante RFLP`s y Microsatélites (Figura 2).

Figura 2. A la izquierda un PCR utilizando un nemátodo de Meloidogyne y de Radopholus. y a la derecha FRLP utilizando 2 enzimas para los mismos géneros de nemátodos.