Trichoderma asperellum, cepa T34 es un agente de control biológico, propiedad de Biocontrol Technologies S.L., spin-off de la Universidad de Barcelona. T34 reduce las enfermedades ocasionadas en cultivos por parte de Fusarium oxysporum f.sp. dianthi, F. oxysporum f.sp. lycopersici, Rhizoctonia solani, Pythium aphanidermatum, Sclerotinia spp. y Botrytis cinerea, con una eficacia comparable en la mayoría de casos, en condiciones de cultivo, a la de productos fitosanitarios químicos. Además, T34 inoculado en el sustrato de cultivo o suelo, por tanto en la raíz, induce en la planta resistencia sistémica, reduciendo la incidencia de algunas enfermedades aéreas.
INTRODUCCIÓN
El control químico es una técnica ampliamente generalizada como medida de control de plagas, enfermedades y eliminación de malas hierbas. La demanda actual por agentes de control biológico (biopesticidas) resulta como consecuencia de los problemas ocasionados por el uso intensivo de los pesticidas químicos, como son: la aparición de biotipos resistentes, resurgimientos de plagas, contaminación ambiental y riesgos para la salud humana. El registro fitosanitario europeo es un registro único para todos los países comunitarios (Directiva europea 91/414/CEE y la posterior Directiva 2001/36/CE. Orden APA/717/2002, BOE núm. 82, 13016?13034). El desarrollo de biopesticidas se realiza principalmente por parte de investigadores de Universidades y Centros Públicos de Investigación, como contrapartida a las empresas multinacionales químicas. Biocontrol Technologies, S.L. es una spin-off de la Universidad de Barcelona que surge a partir de la investigación básica desarrollada en esta Universidad y la Universidad de Sevilla. Fruto de esta investigación se aísla y caracteriza un microorganismo, Trichoderma asperellum, cepa T34 (patente ES2188385-B1, solicitud europea EP1400586-A1, y en proceso de revisión para el registro fitosanitario europeo) que actúa como agente de control biológico contra diversas enfermedades de los cultivos. El espectro de acción de la cepa T34 de T. asperellum en un principio se estudió contra la fusariosis vascular del tomate y la caída de plantel por Rhizoctonia solani (Cotxarrera y col. 2002; Trillas y col. 2003; Trillas y col. 2006). Nuestro objetivo es analizar la eficacia del producto T34 en el control de diversas enfermedades de los cultivos producidos por hongos patógenos, así como algunos de los mecanismos implicados en este control.
Materiales y métodos
Trichoderma asperellum, cepa T34 es un agente de control biológico, aislado de un compost de residuos urbanos (COTXARRERA y col. 2002; TRILLAS y col. 2003).
Esta cepa se puede distinguir de entre otras cepas de Trichoderma asperellum, por técnicas moleculares (Figura 1).
La eficacia de este microorganismo se ha evaluado en condiciones controladas (cámara para el cultivo de plantas) y también en condiciones semicomerciales (invernaderos infestados de forma artificial o en suelos infestados de forma natural). En estos ensayos se han utilizado especies vegetales sensibles a las enfermedades objeto de estudio (Tabla 1) y se han generado las condiciones ambientales favorables para el crecimiento y desarrollo del patógeno y óptimas para la obtención de enfermedad. En algunos casos, se ha comparado el efecto del agente de control biológico con algunos químicos.
En el caso de Fusarium oxysporum f.sp. dianthi, se realizaron ensayos en fitotrón e invernadero con plantas de clavel, infestando artificialmente a una concentración de 105 ufc/ml de sustrato. Se aplicó como estándar químico Himexazol (5-metil 3-isoxazol). Para F. oxysporum f.sp. lycopersici se realizaron ensayos en fitotrón con tomateras, infestando a 105 ufc/ml de sustrato. Rhizoctonia solani se evaluó en fitotrón e invernadero con inóculo de suelo, 1,5 g/L sustrato, en plantas de pepino y melón. En este caso se aplicó como estándar químico Rizolex (metil-tolclofos 50%). Pythium aphanidermatum se estudió en cámara de cultivo infestando el sustrato con tacos de agar con medio nutritivo.
Sclerotinia spp. se estudió en un campo infestado de manera natural, en lechugas. Se aplicaron los químicos Rizolex (metil-tolclofos 50%) y Switch (Cipronidil 37,5% + Fludioxonil 25%). Finalmente, Botrytis cinerea se estudió en un invernadero, inoculando artificialmente las hojas de plantas de fresa a una concentración de 108 ufc/m2. Contra esta enfermedad se aplicaron los químicos Folpet (N-(triclorometiltio) ftalimida) y Switch.
El nivel de enfermedad que se establece, para considerar válido el experimento, oscila entre el 50% y el 90% de plantas enfermas. Generalmente, el agente de control biológico T34 fue aplicado al sustrato o suelo a una concentración de 104 ufc/ml de sustrato antes de la aplicación del patógeno, en el caso de las fresas, en las hojas, se utilizó a una concentración de 108 ufc/m2 y en el caso de suelos infestados de forma natural, T34 no se aplicó de manera preventiva.
Con tal de evaluar el posible efecto de T34 en la inducción de resistencia sistémica se estudió el posible control de varios patógenos que afectan la parte aérea, en plantas de Arabidopsis salvajes y mutantes, con la aplicación en la raíz del agente de control biológico.
Resultados
En las plantas de clavel, de cultivares sensibles, infectadas con F. oxysporum f.sp. dianthi, la severidad de la enfermedad fue entre un 81 y un 91% menor cuando, previamente a la inoculación del patógeno, se aplicó el agente de control biológico T34 (Tabla 1, Figura 2). El nivel de fusariosis aplicando el producto fitosanitario Himexazol fue, como máximo, un 45% menor (sustrato fibra de coco) en comparación con las plantas infectadas y sin tratar, mientras que en algunos casos no consiguió ningún efecto (sustrato turba) en la prevención de la fusariosis.
En el caso de la marchitez y muerte en tomateras sensibles, infectadas con F. oxysporum f.sp. lycopersici, el tratamiento preventivo con T34 permitió que la severidad de la enfermedad fuera entre un 42 y un 77% menor que con el patógeno solo (Tabla 1).
La podredumbre del plantel causada por R. solani en plantas de pepino fue un 48-49% menor con la aplicación de T34 en el sustrato, en comparación con las plantas infectadas (Tabla 1). En el caso de plantas de melón sensibles, la incidencia de la enfermedad fue entre un 31 y un 69% menor con T34. En ambos casos, la aplicación del químico Rizolex fue más eficaz, pudiendo llegar al 100% de eficacia.
La podredumbre del plantel causada por P. aphanidermatum en pimenteros fue entre un 47 y un 90% menor con la aplicación preventiva de T34 en el sustrato de cultivo, que en el tratamiento con sólo el patógeno (Tabla 1). En el caso del plantel de tomateras tratadas con T34, la enfermedad causada por P. aphanidermatum fue un 85 ? 100% menor, es decir que en algunos casos se pudo evitar por completo la enfermedad. De manera similar, el plantel de pepino tuvo un 48 ? 100% menos de enfermedad con la aplicación de T34 que en el caso de las plantas infestadas y sin tratar (Tabla 1).
La podredumbre blanca o colapso de la lechuga por Sclerotinia spp. se pudo reducir en un 41-50% en un campo infestado de manera natural, con el tratamiento con T34. En este caso, con la aplicación de Rizolex la enfermedad fue entre un 17 y un 43% menor, y con Switch, entre un 55 y un 57% menor, en comparación con las parcelas sin tratar (Tabla 1).
Finalmente, la podredumbre gris causada por Botrytis cinerea en plantas de fresa fue un 51% menor con el tratamiento foliar con T34, respecto las plantas sin tratar. La aplicación de los químicos Folpet y Switch produjeron un efecto similar, con un 58 y 46% menos de enfermedad, respectivamente, en comparación con las plantas infestadas y no tratadas (Tabla 1).
Además, T34 inoculado en el sustrato de cultivo o suelo, por tanto en la raíz, indujo en la planta resistencia sistémica, reduciendo signficativamente la incidencia de algunas enfermedades aéreas causadas tanto por bacterias como por hongos patógenos. El estudio con mutantes de Arabidopsis nos ha indicado que el mecanismo por el cual Trichoderma aplicado en las raíces permite el control de enfermedades a través de planta es la resistencia sistémica inducida o ISR (datos no mostrados).
Discusión
El agente de control biológico T. asperellum cepa T34 ha resultado más eficaz que el químico Himexazol en el control de F. oxysporum f.sp. dianthi en plantas de clavel, pudiendo llegar a superar el 90% de control. T34 también controla significativamente la marchitez y muerte de las plantas de tomatera afectadas por F. oxysporum f.sp. lycopersici, hasta un 77%, de acuerdo con Cotxarrera y col. 2002. Al controlar también la fusariosis en plantas de melón causada por F. oxysporum f.sp. melonis (datos no mostrados), podemos generalizar y recomendar T34 para el control de las marchiteces y muertes causadas por las diferentes formas especiales de F. oxysporum. En este caso, T34 mejora de manera sustancial la baja o nula eficacia de los productos químicos contra esta enfermedad. En cambio, aunque la eficacia de T34 en el control de la podredumbre de planteles de diferentes especies es moderada (alrededor del 50%), de acuerdo con Trillas y col. 2006, la utilización de productos químicos mejora el nivel de control, que puede llegar al 100%.
En el caso de la podredumbre del plantel causada por P. aphanidermatum puede reducirse entre un 50 y un 100% en todas las especies estudiadas.
La caída o colapso por Sclerotinia spp. en lechuga puede ser hasta un 50% menor en plantas tratadas con T34 que en plantas sin tratar. Este nivel de eficacia es significativamente igual que los químicos con los que se ha comparado.
De manera similar, la podredumbre gris causada por Botrytis cinérea causa un 50% menos de enfermedad en plantas tratadas con T34, un nivel de eficacia significativamente igual que el de los químicos utilizados para controlarla.
Así, podemos afirmar que el agente de control biológico T34 controla con una eficacia similar o superior a los fitosanitarios químicos en la mayoría de enfermedades estudiadas, con la excepción de R. solani. Aunque otras cepas de Trichoderma spp. también se han descrito como agentes de control biológico contra un amplio rango de patógenos (BENÍTEZ y col. 2004; HARMAN y col. 2004), para cada cepa concreta hay que estudiar su eficacia, en condiciones reales o semi-reales, para el control de cada enfermedad.
Por otro lado, T. asperellum cepa T34 induce respuestas de resistencia en planta, concretamente resistencia sistémica inducida o ISR, similar a la descrita por en Pieterse y col. 1996. Así, cuando T34 entra en contacto con la raíz de la planta no se produce respuesta. Ésta se obtiene en el momento en el que la planta entra en contacto con el patógeno, obteniéndose una respuesta de defensa mayor que en las plantas no tratadas con T34 (SEGARRA, 2008). Este efecto se ha descrito como priming o potenciación. Alternativamente, si T34 se aplica a altas dosis sí que se obtiene una respuesta inmediata en la planta, la cual incluye el aumento de la actividad enzimática peroxidasa (relacionada con procesos defensivos de la planta), así como la modificación de la expresión de varias proteínas que presumiblemente conducen a la planta a un estado de resistencia (SEGARRA y col. 2007).
BIBLIOGRAFÍA
BENITEZ, T., RINCON, A.M., LIMON, M.C., CODON, A.C. (2004). Biocontrol mechanisms of Trichoderma strains. International Microbiology 7:249-260.
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SEGARRA, G., CASANOVA, E., BELLIDO, D., ODENA, M.A., OLIVEIRA, E., TRILLAS, I. (2007). Proteome, salicylic acid, and jasmonic acid changes in cucumber plants inoculated with Trichoderma asperellum strain T34. Proteomics 7:3943-3952.
SEGARRA, G. (2008). Inducció de resistència sistémica a les plantes per l?agent de control biològic Trichoderma asperellum soca T34 o substrats supressius. Enero 2008, publicado en: http://www.tesisenxarxa.net/TDX-0205108-134300. ISBN B.19981-2008 / 978-84-691-2187-0.
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