Sección: 16º symposium internacional sobre la problemática actual de las resistencias en cultivos mediterráneos
Existen innumerables referencias publicadas sobre el peligro que representa para el medio ambiente y la salud pública, el uso indiscriminado de pesticidas sintéticos. Dentro de las medidas tomadas para su racionalización, es cada vez más común la utilización de biopesticidas basados en microorganismos (Agentes de Control Biológico), como herramientas complementarias, o sustitutivas, en programas de manejo integrado de plagas (MIP).
Dentro de la oferta de biopesticidas, después de Bacillus thuringiensis, quizás el ACB más conocido es el hongo entomopatógeno Beauveria bassiana, tanto por su amplio rango de hospederos, como por su adaptación a diferentes zonas geográficas. El bioinsecticida BOTANIGARD® SC (antes MYCOTROL®) está basado en conidias de la cepa GHA 1991 de Beauveria bassiana, ampliamente estudiada en el ARS (Agricultura Research Service) del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA). Para su formulación se ha utilizado una novedosa técnica de transporte coloidal. El resultado es un producto de fácil aplicación, estable a temperatura ambiente, durante un mínimo de dos años, y eficaz para el control de distintas plagas dentro de programas de manejo integrado. Estas características lo hacen único dentro de la oferta de productos basados en microorganismos, actualmente disponibles en el mercado.
BOTANIGARD® SC se comercializa en diferentes países desde hace más de diez años, entre los que se encuentran EE UU, Canadá, Holanda, Dinamarca, Japón, entre otros. Desde marzo de 2005, FUTURECO S.L. tiene los derechos de distribución exclusiva de este producto en España, Portugal, Grecia, Marruecos, Túnez y Egipto. Este acuerdo comercial se enmarca dentro de la política de la empresa de ofrecer productos de calidad para una agricultura respetuosa con el medio ambiente.
El ingrediente activo: Beauveria bassiana cepa GHA
Modo de acción. Infectividad y capacidad de colonización
Beauveria bassiana es un hongo entomopatógeno (clase Hyphomycetes: subclase Deuteromycotina) cosmopolita, que puede aislarse tanto de insectos como de plantas y suelo. La cepa GHA 1991 de Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin, ingrediente activo de BOTANIGARD® fue aislada del gusano del maíz Diabrotica undecimpunctata (Coleoptera: Chrysomelidae) cerca de Corvallis (Oregón, EE UU).
Las conidias de B. bassiana ejercen su acción insecticida a través de un proceso infectivo que consta de tres etapas:
- Adhesión de las conidias la cutícula del insecto mediante una interacción hidrofóbica entre la pared de la espora y los lípidos de la epicutícula.
- Generación de un tubo germinativo que penetra en la cutícula gracias al uso de enzimas proteinolíticas, lipídicas y quitinolíticas.
- Una vez en el interior del cuerpo del insecto, multiplicación del hongo en el hemocelo, dando lugar a blastosporas. Las enzimas del hongo destruyen las estructuras internas del insecto causándole la muerte en 36-72 horas.
Después de la aplicación, se puede observar rápidamente una reducción en la alimentación y la inmovilidad del insecto. El tiempo en que tarda en morir el insecto plaga depende de la dosis aplicada, y de su condición física. Las blastosporas se transforman en micelio, el cual puede llegar a emerger del cadáver a través de la cutícula, formando nuevas esporas (únicamente en condiciones de alta humedad).
Las conidias de B. bassiana requieren de condiciones particulares para su dispersión y viabilidad. Los conidios aplicados como micoinsecticida pierden viabilidad cuando se exponen a condiciones extremas de temperatura, luz y humedad.
La temperatura óptima de crecimiento de la cepa GHA de B. bassiana oscila ente 25 y 28ºC. A partir de 33ºC el crecimiento del hongo se ralentiza, dejando de germinar a temperaturas superiores a 36ºC. En condiciones de laboratorio se ha observado que suspensiones acuosas de Beauveria bassiana GHA a pH 5, 7 ó 9, pueden permanecer viables durante 48 horas. Por el contrario, en condiciones de campo, los conidos expuestos a ambientes de alta humedad germinan, pero mueren si no encuentran un insecto huésped adecuado antes de 2 días.
Metabolitos y toxinas
La capacidad de un microorganismo utilizado como ACB para producir metabolitos y toxinas, es uno de los aspectos que más interesan a las autoridades a la hora de evaluar la seguridad de su posible aplicación como biopesticida.
La patogénesis causada por B. bassiana sobre sus hospederos es el resultado de un efecto dual de multiplicación (reproducción) y generación de paquetes enzimáticos específicos. Aunque algunas especies de Beauveria sp. Producen metabolitos como los ciclodepsipéptidos bauvericina y basianolide y la dihidroxybenzoquinona oosporeina (JEGOROV et al, 1994, FRAPPIER et al., 1978, VILCINSKAS et al., 1990), se ha determinado que estas sustancias no tienen actividad insecticida (JEGOROV et al., 1990). Estos metabolitos tienen actividad antimicrobiana y probablemente cumplen el papel de exclusión de saprófitos que pudieran competir con el microorganismo para la colonización del insecto muerto.
Estabilidad genética
Cualquier microorganismo, incluyendo Beauveria bassiana, puede experimentar mutaciones genéticas. Para este hongo no se conoce fase sexual, por lo que la conidia de un aislado es genéticamente pura. Por otra parte, la incompatibilidad vegetativa entre diferentes grupos refuerza el aislamiento genético de las cepas. Estas características hacen que la recombinación genética y la dispersión de mutaciones sean extremadamente raras en Beauveria bassiana.
El método de fabricación de BOTANIGARD® y el procedimiento para el mantenimiento del cultivo original, en el que los cultivos starter se mantienen como replicados y no como subcultivos seriados, y se utilizan sólo 4 generaciones hasta producto final, minimizan la posibilidad de que se pudiera dar una mutación, y sobretodo, que ésta pudiera dispersarse al medio ambiente. A nivel comercial, la mayoría de las infecciones terminan con la muerte del insecto huésped.
La esporulación sobre el cadáver de insectos raramente sucede en las condiciones normales de los invernaderos comerciales. Si ocurriera una mutación en algún preparado comercial, su dispersión sería muy improbable. Durante más de 5 años de producción de BOTANIGARD® para uso comercial, no se ha observado ningún cambio en la características fenotípicas de la cepa GHA o bien detectable mediante la técnica de fingerprint RFLP ADNc.
Toxicidad, patogenicidad e infectividad
Todas las pruebas de toxicología de nivel 1 (Tier I) exigidas por la EPA han sido aplicadas al producto grado técnico, esencialmente conidias de Beauveria bassiana cepa GHA. Se ha determinado la patogenicidad e infectividad aguda sobre roedores, administrando el producto por diferentes vías: oral, inhalación (intratraqueal), intraperitoneal, y dérmica, y también se ha determinado su potencial como sensibilizador dérmico. Los resultados demuestran de forma clara que la cepa GHA de B. bassiana, no se desarrolla en tejidos de mamíferos, y por lo tanto no es ni infectiva ni patogénica, ni tampoco produce reacciones de sensibilización dérmica. No se observaron signos clínicos de toxicidad sistémica en ninguno de los animales. Estos estudios junto con el hecho de que la cepa no se desarrolle a temperaturas superiores a 33ºC, demuestran que el ingrediente activo de BOTANIGARD®, supone un riesgo mínimo para la salud humana.
La cepa GHA de B. bassiana, no segrega moléculas que causen mutagénesis. Generalmente, las moléculas bioquímicas mutagénicas poseen pesos moleculares por debajo de los 500 Dalton. Los metabolitos beauvericina y basianolide, generados por algunas cepas de Beauveria bassiana son moléculas grandes altamente no polares, con pesos moleculares entre 781 y 878 Dalton, respectivamente.
Su tamaño molecular y configuración estereoscópica, sugieren una absorción gastrointestinal o dermal mínima. Por lo tanto, en el caso de que estas sustancias fueran segregadas durante la producción de B. bassiana GHA, no deberían provocar ningún signo de toxicidad, sobretodo teniendo en cuenta los bajos niveles en que se producirían.
Con el fin de asegurar la ausencia de dichos metabolitos y permitir el registro en la Unión Europea tanto de la materia activa como del formulado, se desarrolló un método analítico para el caso de la cepa GHA de B. bassiana, mediante el uso de técnicas estándar de extracción y lavado, con análisis de espectrofotometría de masas. Se analizaron un total de 38 lotes distintos (16 de producto formulado en fase experimental, y 2 de producto técnico experimental y 20 de producto formulado comercial) con el fin de determinar la presencia o ausencia de ciclodepsipéptidos. Sólo en uno de los lotes (producto técnico experimental) se detectaron niveles de beauvericin y basianolide (alrededor de 50 ppm). Se realizaron estudios de infectividad y toxicidad aguda con dicho lote sobre ratas, administrándose producto técnico por vía oral, intratraqueal, intraperitoneal y dermal. No se observaron signos de toxicidad sistémica en ninguno de los animales que recibió producto que contenía beauvericin y basianolide.
Ecotoxicología
Beauveria bassiana es un hongo que se encuentra de forma natural en el suelo y otras superficies naturales en una gran variedad de ecosistemas en todo el mundo. Su capacidad y velocidad de multiplicación se restringe de forma natural por el resto de microflora presente de forma natural en el suelo. Cuando un insecto es infectado, el hongo tarda en invadir completamente el cuerpo entre 6 y 9 días, y sólo bajo condiciones permanentes de alta humedad puede esporular y extenderse. Por otra parte, las conidias de B. bassiana GHA son incapaces de germinar o disolverse en agua, pudiendo permanecer viables a temperaturas menores a 32ºC. Pero a menos que aparezca un huésped, no se observa multiplicación de las esporas. El hongo es incapaz de dispersarse a través de los sistemas acuáticos.
Cuando se aplica el producto en la capa superior del suelo, sólo se espera que drene en casos de suelos con un gran contenido en arena. El número de esporas viables en los 4-10 primeros centímetros del suelo, se reduce en varios órdenes de magnitud hasta estabilizarse a los niveles habituales en dicho ecosistema (STORKEY & GARDNER, 1988).
Se han realizado ensayos para determinar patogenicidad e infectividad del microorganismo sobre la fauna útil, a pesar del escaso potencial de exposición.
De esta manera se descartaron efectos nocivos sobre especies de aves como el cernícalo americano (Falco sparverious) o la codorniz japonesa (Coturniox japonica) y especies acuáticas como el piscardo de cabeza grande (Pimephales promelas), Daphnia magna y algas verdes.
También se han estudiado posibles efectos sobre las abejas causados por Beauveria bassiana cepa GHA. El producto técnico se aplicó sobre Ascosphera apis y Apis mellifera, sin que se detectaran efectos adversos sobre las colonias individuales o las colmenas. En otros estudios, se observó que BOTANIGARD® no presentó ningún efecto negativo sobre algunos insectos, eventualmente incorporados en Programas de Manejo Integrado, como el himenóptero Eretmocerus spp. o el hemíptero Xylocoris flavipes (BRINKMAN & FULLER, 1999; JONES & POPRAWSKI, 1996).
El producto formulado: Botanigard® sc
Características físico-químicas
BOTANIGARD®es una solución concentrada (SC) cuyo ingrediente activo consiste en conidias del hongo entomopatógeno Beauveria bassiana cepa GHA (2.11 x 1010 conidias/mL de suspensión concentrada). Para la fabricación se utiliza un proceso de fermentación mixta, lo que permite obtener un producto 10 veces más concentrado que productos similares en el mercado. Los ingredientes incorporados en la formulación de BOTANIGARD®SC tienen el estatus GRAS (Generally Recognized As Safe) de la Agencia Americana FDA.
El Sistema de Transporte Coloidal (STC) con el que se formula BOTANIGARD® SC le confiere características que hasta ahora no tenían biopesticidas similares,como estabilidad a temperatura ambiente durante más de dos años (no es necesariomantenerlo refrigerado). Además el STC actúa como surfactante y adherente,lo que mejora su penetración y efectividad. Cuando se emulsiona formamicelas que protegen las conidias de condiciones adversas tales como, radiaciónUV, pH extremos, sales y sustancias dañinas para el microorganismo (INGLISet al., 1995, INGLIS et al., 1996; LORD, 2005). Esto hace que las esporas puedensobrevivir por periodos mayores de tiempo en un rango de pH que oscila entre2 y 9, y que las condiciones de humedad relativa y temperatura en el momentode la aplicación no afectan la eficacia.
Modo de aplicación
En España, BOTANIGARD® está registrado para el control de las distintas especies de mosca blanca en cultivos de algodón, solanáceas, y cucurbitáceas (Tabla 1).
Su aplicación es por vía foliar. Es importante que el producto cubra al insecto, ya que actúa por contacto. Se recomienda pulverizar con una presión de 10-15 bares y una boquilla de cono o abanico, que produzca un tamaño de gota pequeña (tipo niebla) y turbulencias. Para preparar el caldo de aplicación se recomienda diluir primero la cantidad de BOTANIGARD® a usar en 1 ó 2 litros de agua y añadir la solución obtenida en el volumen total de agua, aplicando la mezcla sobre el cultivo lo antes posible. No se aconseja usar termonebulización ya que podría dañar las conidias.
El producto se ha de aplicar al primer indicio de plaga, ya que los mejores resultados se obtienen sobre los estadios de larva o ninfa. A fin de romper el ciclo del insecto, se aconseja repetir el tratamiento las veces que sea necesario en intervalos de 4 a 7 días. En infestaciones muy intensas o con alta proporción de adultos, se recomienda su combinación con un adulticida químico compatible.
La vida residual del producto es de 10-14 días dependiendo de las condiciones ambientales. Sin embargo, teniendo en cuenta la naturaleza del ingrediente activo, no es necesario establecer periodos mínimos para la reentrada en campo. Los aplicadores pueden volver a sus actividades sobre el cultivo tratado una vez que se haya secado la solución aplicada (30-40 minutos).
Compatibilidad con productos para protección vegetal
Teniendo en cuenta la naturaleza biótica de la materia activa, se ha hecho necesario determinar el grado de compatibilidad de BOTANIGARD® SC, con los productos fitosanitarios de uso común en los cultivos donde se recomienda.
Compatibilidad con productos biologicos:
Algunos estudios realizados en universidades de EE UU (Auburn, Florida y Clemson,) demostraron que BOTANIGARD® SC aumenta la eficacia de diferentes formulaciones comerciales de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki e israeliensis (CRYMAX® y MATCH®), aplicadas para el control de la polilla de la col, Plutella xylostella. También se ha establecido que BOTANIGARD® SC es compatible con el biofungicida AQ10® (Ampelomyces quisqualis) que se utiliza para el control del mildiu.
Compatibilidad con productos químicos
FUTURECO está evaluando la compatibilidad de BOTANIGARD® con diversos fungicidas e insecticidas utilizados habitualmente en España. Los resultados obtenidos hasta ahora demuestran que el producto es compatible con la mayoría de materias activas utilizadas como insecticidas, siendo posible su aplicación conjunta (mezclas de tanque). En el caso de los funguicidas, BOTANIGARD® es compatible con algunas materias activas, mientras que con otras es necesario espaciar las aplicaciones entre 2 y 4 días (Tabla 2).
Ensayos de eficacia
Se ha documentado la eficacia de BOTANIGARD® en bioensayos de laboratorio (CIAA, 2005), en aplicaciones experimentales en campo en diferentes universidades norteamericanas y en ensayos comerciales demostrativos en diferentes países donde se distribuye (Tabla 3). BOTANIGARD® es efectivo para el control de diferentes insectos entre los que se incluyen mosca blanca, trips, pulgones, picudos o gorgojos y piojos (LIU et al., 2000; LORD, 2005; LUDWIG & OETTING, 2002; UGINE et al., 2005). En la mayoría de los casos, los resultados son equivalentes a los obtenidos con productos convencionales utilizados en programas de manejo integrado de plagas (MIP).
Aspectos más destacables del producto
Su eficacia, avalada por la literatura científica, bioensayos de laboratorio, estudios de campo y aplicaciones comerciales en diferentes países.
- Es un insumo apto para agricultura ecológica (certificado CERTICAEE nº FI/001/0017).
- Es muy versátil, pudiéndose aplicar tanto en campo abierto, como en invernaderos y viveros.
- Resultados similares a los obtenidos con productos convencionales usados en Producción Integrada.
- Gracias al STC con el que está formulado, no requiere refrigeración, las conidias pueden vivir más tiempo, no son afectadas por factores ambientales y aguantan un pH entre 2 y 9.
- No requiere coadyuvantes ni reguladores del pH.
- Gran especificidad: sólo afecta a las plagas, siendo inocuo con aves, peces, insectos benéficos y mamíferos.
- No genera resistencias. Su complejo modo de acción hace muy improbable la formación de resistencias.
- Es biodegradable y no contamina el medio.
- Es seguro para el aplicador y el consumidor, pudiéndose aplicar en el mismo momento de la cosecha.
- No tiene plazo de seguridad.
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BIBLIOGRAFÍA
BRINKMAN M.A. & FULLER B.W. 1999. Influence of Beauveria bassiana strain GHA on nontarget rangeland arthropod populations. Environmental Entomology, 5: 863-867
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