28as jornadas de productos fitosanitarios
El efecto de la temperatura y la actividad de agua sobre el crecimiento de F. verticilloides fue estudiado en agar extracto de arroz. Se combinaron dos temperaturas (15 y 25ºC) y cinco actividades de agua (0,85, 0,90, 0,95, 0,98, 0,995). La mayor velocidad de crecimiento -expresado en mm·día -1-, se registró a 25ºC y a una actividad de agua de 0,995. Además, se verificó con el análisis estadístico que la actividad de agua y la temperatura y la interacción de ambos factores tuvieron un efecto significativo sobre el crecimiento fúngico.
En el cultivo del arroz, podemos encontrar distintas especies pertenecientes al género Fusarium. Entre ellas destaca Fusarium verticilloides (Sacc.) Nirenberg (telemorfo Gibberella fujikuroi) que provoca la llamada fusariosis del arroz.
Esta enfermedad, aparece en las principales zonas productoras de este cereal, pudiendo llegar a provocar la muerte del cultivo. Las plantas afectadas, presentan un menor desarrollo en grosor y mayor en altitud, una coloración verde-pálida amarillenta, un ahijado menor y un adelanto del espigado.
También es una especie que contribuye al manchado del grano del arroz con tonalidades rosáceas que producen perdidas de diversa consideración, como una disminución de la capacidad de germinación y una posible contaminación de micotoxinas, entre las que destacan las fumonisinas.
En nuestro país, F. verticilloides es una cepa fúngica, poco presente con un porcentaje de infección pequeño, aunque en algunas referencias, se han citado pérdidas de cosecha de hasta un 20% en arrozales de la zona andaluza (CARRERES, 1997).
El conocimiento de las condiciones medioambientales, que favorecen el crecimiento de este hongo filamentoso, puede ser una herramienta útil para un mejor control de la especie. En este sentido, el crecimiento fúngico y la capacidad para producir micotoxinas están muy influenciados por una compleja interacción de factores medioambientales, entre los que destacan fundamentalmente la temperatura y la humedad (TANAKA y col., 1988; HOMDORK y col., 2000). Asociado a este último, se encuentra la actividad de agua (aw), que es una propiedad fisicoquímica definida como la ratio entre la presión parcial de agua en una muestra y la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura (NINNI y col., 1999).
El objetivo de este investigación, fue estudiar el efecto de la temperatura y la actividad de agua sobre el crecimiento fúngico de F. verticilloides en un medio sintético a partir de arroz.
Materiales y métodos
Aislado fúngico
La cepa Fusarium verticilloides objeto del presente estudio, fue facilitada por la colección del Departamento de Ecosistemas Agroforestales. La especie fúngica se mantuvo en Agar Dextrosa Patata (PDA).
Medio de cultivo y ratio de crecimiento
Se utilizó agar extracto de arroz como medio base. Para ajustar la actividad de agua se añadieron distintas cantidades de glicerol y agua destilada (SEMPERE Y SANTAMARINA, 2006). El medio se esterilizó a 121ºC durante 20 minutos, posteriormente fue enfriado a 45-50ºC y repartido asépticamente en placas Petri de 90 y 150 mm.
Para mantener la actividad de agua durante el tiempo del experimento, placas con el mismo valor fueron puestas en cajas de polietileno conteniendo soluciones con la actividad de agua respectiva. Esta se comprobó en todo momento, utilizado un Aqualab (Decagon, Inc., Pullman, WA, USA).
Se realizaron 10 tratamientos combinando cinco actividades de agua (0,85, 0,90, 0,95, 0,98, 0,995) y dos temperaturas (15 y 25ºC). En cada una de las placas se inocularon en el centro, discos de 8 mm de diámetro de la periferia de colonias puras de F. verticilloides crecidas en PDA a 25ºC durante cinco días en la oscuridad y se incubaron en las condiciones de temperatura descritas anteriormente, durante siete días.
El experimento se repitió dos veces. El crecimiento fue registrado diariamente mediante la medición por colonia fúngica de dos diámetros perpendiculares.
Para calcular la ratio de crecimiento (mm·día-1) se realizó una regresión lineal de los radios (mm) frente al tiempo (días). El programa utilizado fue Microsoft Excel 2003.
Análisis estadístico
Para verificar la influencia de los factores aw y Tª, así como su interacción (aw x Tª) sobre el crecimiento fúngico, se realizó el test de análisis de la varianza(ANOVA) con valores de significación de P< 0,01. El programa utilizado fueSTATGRAPHICS Plus 5,0 (Stat Point, Inc., Rendon, Virginia (EE UU)).
Resultados y discusión
Velocidad de crecimiento
Fusarium verticilloides experimentó una máxima velocidad de crecimiento a una temperatura de 25ºC y una actividad de agua de 0,995, siendo la ratio de crecimiento de 5,8. Independientemente de la temperatura, el crecimiento fue siempre mayor a esta actividad de agua (Figura 1). Este comportamiento coincide con los estudios realizados por Sempere y col. (2004; 2006) con otras especies de Fusarium que fueron aisladas en arroz. Comparando las ratios de crecimiento de las distintas cepas, F. culmorum tuvo el máximo crecimiento (8,7 mm·día-1), seguido de F. sambucinum (6,6 mm·día-1) y finalmente la especie objeto de estudio.
En todos los casos, se produjo un mayor desarrollo a 25ºC. A esta temperatura, se registró crecimiento a todas las actividades de agua salvo a 0,85 y a 0,90. A 15ºC además, no se observó crecimiento a la actividad de agua de 0,95.
Estos resultados coinciden con los obtenidos por otros autores en estudios realizados en otros medios. Así Samson y col. (2000) y Pitt y Hocking (1999), describieron un rango óptimo de temperatura de 22,5-27,5ºC.
Marín y col. (1998; 1995) encontraron un óptimo de crecimiento en maíz a 0,98 y 25ºC y una actividad de agua mínima de 0,89-0,90ºC a 25-30ºC. En este sentido, cabe destacar que la máxima actividad de agua experimentada fue de 0,98.
Por otro lado Woods y Duniway (1986) señalaron que la actividad óptima y mínima para el crecimiento de esta especie fue de 0,98 y 0,87 respectivamente. Pitt y Hocking (1999), sin embargo, citaron una mínima actividad de agua de 0,87 a 25ºC. En nuestro estudio se observó que el hongo no se desarrollo a los valores de actividad de agua de 0,85 y 0,90. Aunque posteriormente, en este último valor la cepa si que creció.
Efecto de la actividad de agua y la temperatura sobre el crecimiento
El análisis estadístico de la varianza (ANOVA) nos indicó que los factores simples aw y Tª y su interacción (aw x Tª) tuvieron un efecto significativo en el crecimiento de la especie (P<0,01) (Tabla 1).
En el gráfico de intervalos LSD de comparación de medias de actividad de agua, se observó que hubo diferencias significativas a todos los niveles experimentados salvo entre 0,85 y 0,90, en el que el crecimiento fue nulo (Figura 2).
En el análisis del efecto simple temperatura, se registró el menor crecimiento que experimentó la especie a 15ºC y la diferencia significativa de crecimiento entre las dos temperaturas de experimentación (Figura 3).
La importancia de estos factores medioambientales, fueron también descritos en estudios previos realizados por Santamarina y col. (2003) en Fusarium oxysporum y Penicillium oxalicum y por Hope y col. (2003) en F. culmorum.
BIBLIOGRAFÍA
CARRERES, R. (1997) Cultivo del arroz: problemática de la germinación y enfermedades de la planta. En: Jornadas del Arroz. Fundación Valenciana de Estudios Avanzados, 69-80.
HOMDORK, S.; FEHRMANN, H.; BECK, R. (2000) Influence of different storage conditions on the mycotoxin production and quality of Fusarium infected wheat grain. Journal of Phytopathology 148, 7-15.
HOPE, R.; MAGAN, N. (2003) Two-dimensional environmental profiles of growth, deoxynivalenol and nivalenol production by Fusarium culmorum on a wheat-based substrate. Letters in Applied Microbiology 37, 70-74.
MARÍN, S.; SANCHIS, V.; MAGAN, N. (1995) Water activity, temperature and pH effects on growth of Fusarium moniliforme and F. proliferatum isolates from maize. Canadian journal of microbiology 41, 1063-70.
MARÍN, S.; SANCHIS, V.; RULL, F.; RAMOS, A.J.; MAGAN, N. (1998) Colonization of maize grain by Fusarium moniliforme and Fusarium proliferatum in the presence of competing fungi and their impact on fumonisin production. Journal of Food Protection 61, 1489-1496.
NINNI, L.; CAMARGO, M.S.; MEIRELLES, A.J.A (1999) Water activity in poly(ethylene glycol) aqueous solutions. Thermochimica Acta 328, 169-176.
PITT, J.I.; HOCKING, A.D. (1999) Fungi and food spoilage, 2th edn., Aspen Publishers, Inc., New York.
SAMSON, R.A.; HOEKSTRA, FRISVAD, J.C.; FILTENBORG, O. (2000) Introduction to food-and airborne fungi, 6th edn., Centraalbureau voor shimmelcultures, The Netherlands.
SANTAMARINA, M.P.; ROSELLÓ, J.; BARCELÓ, S.; MARÍN, S. (2003) Efecto de la actividad de agua y de la temperatura sobre el comportamiento de Penicillium oxalicum frente a Fusarium oxyspurum. Revista Iberoamericana de Micología 20, 154-159.
SEMPERE, F.; ROSELLÓ, P.; SANTAMARINA, M.P. (2004) Estudio ecofisiológico de Fusarium culmorum (G.W. Smith) Sacc. en condiciones in vitro. PHYTOMA, 49-50.
SEMPERE, F.; ROSELLÓ, P.; SANTAMARINA, M.P. (2006) Interacciones competitivas entre Fusarium sambucinum Fuckel y Phoma glomerata (Corda) Wollenweber & Hochapfel en condiciones in vitro. Revista Iberoamericana de Micología 232, 39-42.
SEMPERE, F.; SANTAMARINA, P. (2006) Ecofisiología de Drechslera oryzae Subram. & Jain en condiciones in vitro. PHYTOMA 178, 49-50.
TANAKA, T.; HASEGAWA, A.; YAMAMOTO, S.; LEE, U.S.; SUGIURA, Y.; UENO, Y. (1988) World-wide contamination of cereals by the Fusarium mycotoxins nivalenol, deoxynivalenol, and zearalenone: 1. Survey of 19 countries. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36, 979?983.
WOODS, D.M.; DUNIWAY, J.M. (1986) Some effect of water potential on growth, turgor, and respiration of Phytophtora cryptogea and Fusarium moniliforme. Phytopathology 76, 1248-1253.
