Se estudiaron las interacciones entre Fusarium culmorum y Phoma glomerata en distintas condiciones medioambientales. Fusarium culmorum inhibió por contacto en todas las temperaturas y actividades de agua ensayadas a Phoma glomerata, creciendo posteriormente sobre el sustrato ya colonizado por esta especie. Las ratios de crecimiento de Fusariumculmorum tanto a 25ºC como a 15ºC a las distintas actividades de agua fueron superiores a las registradas por Phoma glomerata. El análisis estadístico de los factores simples analizados (temperatura, actividad de agua y especie) y los factores dobles registraron un efecto significativo sobre el crecimiento medio dual de ambas cepas.
INTRODUCCIÓN
Fusarium culmorum (G.W. Smith) Sacc. y Phoma glomerata (Corda) Wollenweber & Hochapfel son dos especies pertenecientes a la micobiota dominante de arroz de Valencia que requieren un alto contenido de humedad para su desarrollo. En estudios realizados previamente sobre las especies inoculadas individualmente, se observó que el máximo desarrollo de las dos cepas se produjo a la actividad de agua de 0.995 (SEMPERE y col., 2004, 2007).
La interacción entre los hongos tanto en condiciones in vitro como in vivo pueden alterar distintos aspectos vinculados a ellos como su desarrollo, caracteres morfológicos y culturales, producción de micotoxinas y otros metabolitos, inhibición de la germinación de esporas o de su formación, etc. (CALISTRU y col., 1997; IAKOVLEV, 2004; PLAZA y col., 2004; MORANDI y col., 2003; SEMPERE y SANTAMARINA, 2008).
El objetivo de este trabajo fue el estudio de la interacción entre F. culmorum y P. glomerata en distintas condiciones de temperatura y actividad de agua. El estudio se realizó a nivel macroscópico.
Materiales y métodos
Aislados
Las especies Fusarium culmorum y Phoma glomerata utilizadas en esta investigación, fueron aisladas en el laboratorio de Ecosistemas Agroforestales de la Escuela Técnica Superior del Medio Rural y Enología de muestras de granos de arroz de distintas parcelas y cooperativas de las principales zonas productoras de la provincia de Valencia.
Medios de cultivo
Inicialmente, se utilizó Patata Dextrosa Agar (PDA) para la recuperación de las especies liofilizadas. Las cepas se sembraron en este medio y se incubaron a 25oC durante 5 días.
Posteriormente se extrajeron discos de 8 mm de diámetro de la periferia de las colonias de F. culmorum y P. glomerata y se transfirieron en condiciones asépticas dos discos ?uno de cada especie? en cada una de las placas Petri con Agar Extracto de Arroz a las distintas actividades de agua, separados por una distancia de 45 mm. Las placas se incubaron a 25oC y a 15oC. El medio basal Agar Extracto de Arroz se obtuvo a partir de granos de arroz cáscara. Posteriormente se añadieron distintas cantidades de glicerol para regular la actividad de agua obteniendo cinco valores distintos (0.85, 0.90, 0.95, 0.98 y 0.995) (SEMPERE y SANTAMARINA, 2006).
Estudio ecofisiológico de las especies inoculadas conjuntamente
El crecimiento de Fusarium culmorum y Phoma glomerata fue registrado diariamente mediante la medición por colonia fúngica de dos diámetros perpendiculares, durante 5 días a intervalos de 24 horas. 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.
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. Ésta se comprobó en todo momento, utilizado un Aqualab (Decagon, Inc., Pullman, WA, USA).
El experimento se repitió cuatro veces.
Determinación de los tipos de interacción.
Una vez realizado el estudio ecofisiológico, las placas se incubaron durante ocho semanas para determinar las distintas interacciones entre las especies en las condiciones ensayadas. Según éstas, a cada cepa se le asignó un valor numérico siguiendo el método descrito por Magan y Lacey (1984) para obtener el Índice de Dominancia a 25oC y 15oC. Crecimiento en común (1 para cada especie); inhibición mutua por contacto o con espacio entre colonias < 2 mm (2 para cada especie); inhibición mutua a distancia (3 para cada especie); inhibición de un microorganismo por contacto (4 para la especie dominante, 0 para la especie inhibida); inhibición de un microorganismo a distancia (5 para la especie dominante, 0 para la especie inhibida).
Análisis estadístico
Para determinar el efecto de los factores abióticos actividad de agua (aw) y temperatura (Tª) y el factor biótico especie (E) y sus factores dobles sobre el crecimiento medio de las dos especies inoculadas conjuntamente, se realizó el test de análisis de la varianza (ANOVA) con valores de significación de P? 0.01. El programa utilizado fue STATGRAPHICS Plus 5.0 (Stat Point, Inc., Rendón, Virginia (EEUU)).
Resultados y métodos
Ecofisiología dual
El estudio ecofisiológico de las especies inoculadas conjuntamente refleja que el crecimiento de las colonias durante el periodo en el que se midió no varió significativamente respecto al de las especies inoculadas individualmente.
Fusarium culmorum y Phoma glomerata registraron un máximo desarrollo a 0.995 aw y 25oC siendo las ratios de crecimiento de 9.2 mm·día-1 y 3.18 mm día-1 (Figura 1). Aunque en el estudio ecofisiológico no se registró crecimiento del inóculo inicial durante los cinco días de experimentación, las dos cepas tuvieron una actividad mínima de desarrollo a la actividad de agua de 0.90 aw en las dos temperaturas ensayadas.
Comparando ambas especies, F. culmorum presentó mayores velocidades de crecimiento en todas las temperaturas y actividades de agua experimentadas. Por ejemplo, mientras que la ratio de crecimiento a 0.98 aw y 25ºC de F. culmorum fue de 6.7 mm·día-1, P. glomerata registró en las mismas condiciones una ratio de 2.35 mm·día-1 (Figura 1).
En estudios previos realizados en los que se enfrentó Phoma glomerata a otra especie del género Fusarium perteneciente a la micobiota del arroz: Fusariu sambucinum, también esta última especie registró mayores ratios de crecimiento en todas las condiciones ensayadas (SEMPERE y col., 2007)
La interacción tuvo un efecto significativo sobre el desarrollo de ambas especies cuando contactaron durante las ocho semanas de experimentación. No se observaron además cambios culturales en las dos colonias estudiadas respecto a colonias crecidas individualmente.
Todos los factores analizados ?actividad de agua, temperatura y especie? y sus interacciones dobles, tuvieron un efecto significativo sobre el crecimiento medio de ambos hongos filamentosos (P? 0.01) (Tabla 1).
Interrelaciones fúngicas
La interacción entre ambas cepas sólo se estudió a las actividades de agua de 0.95, 0.98 y 0.995 a ambas temperaturas. Se descartó su estudio a 0.90 aw y a 0.85 aw por ser el desarrollo mínimo o nulo. La actividad de agua y la temperatura son dos factores fundamentales que no solo afectan al desarrollo fúngico sino también a las interacciones entre hongos entre otros aspectos. De este modo algunos autores han observado que la variación de la temperatura y la actividad de agua produjo una variación de la interrelaciones fúngicas (MARÍN y col., 1998; LEE y col., 2000).
En este estudio, el tipo de interacción no varió en las distintas condiciones ensayadas. Fusarium culmorum inhibió por contacto a P. glomerata. Es decir, ambas colonias fueron desarrollándose hasta contactar, posteriormente P. glomerata cesó su desarrollo y Fusarium culmorum siguió creciendo por el sustrato ya colonizado por P. glomerata (Figura 2 y 3).
Según la Tabla 2 F. culmorum fue una especie más dominante que P. glomerata tanto a 25oC como a 15oC. El estudio refleja que el mecanismo porel que F. culmorum antagonizó a P. glomerata fue competencia por el espacioy los nutrientes. Es posible que existan otros mecanismos de control pero esnecesario realizar más estudios al respecto
BIBLIOGRAFÍA
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MARIN, S.; COMPANYS E.; SANCHIS V.; RAMOS, A. J.; MAGAN, N. (1998). Effect of water activity and temperature on competing abilities of common maize fungi. Mycological Research, 102:959-964.
MORANDI M.A.B.; MAFFIA L.A.; EDUARDO S.G.; MIZUBUTI E.S.G.; ALFENAS A.C.; BARBOSA J.C. component in Botrytis blight management in commercial greenhouses. Biological Control 26, 311-317.
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SEMPERE, F.; ROSELLÓ J.; SANTAMARINA M.P. (2007). Interacciones competitivas entre Fusarium sambucinum Fuckel y Phoma glomerata (Corda) Wollenweber & Hochapfel en condiciones in vitro. Revista Iberoamericana de Micologia 24, 29-33.
SEMPERE, F.; SANTAMARINA, P. (2006) Ecofisiología de Drechslera oryzae Subram. & Jain en condiciones in vitro. PHYTOMA 178, 49-50.
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