INTRODUCCIÓN

Fusarium culmorum (W.G.Smith) Sacc. y Fusarium sambucinum Fuckel son las dos especies del género Fusarium que se han encontrado en un mayor porcentaje en el arroz de Valencia. Su incidencia en el cultivo y en el grano así como su capacidad para producir micotoxinas,está influenciada por múltiples factores como son la cepa, la zona de producción del cereal, las variedades de cultivo, las propiedades del suelo, la climatología, las labores de cultivo y de poscosecha, etc.
Conocer como interactúan estas especies y como se desarrollan en distintas condiciones medioambientales es fundamental para su posterior control. El objetivo del presente trabajo fue estudiar las interacciones fúngicas entre F. culmorum y F. sambucinum al incubarlas a diferentes temperaturas y actividades de agua. Al mismo tiempo se hizo un estudio ecofisiológico de cada una de las cepas.

Materiales y métodos

Aislados fúngicos y medios de cultivo

Las cepas Fusarium culmorum y Fusarium sambucinum pertenecientes a la colección de la Unidad docente de Botánica y Ecología fueron aisladas de muestras de granos de arroz de distintas parcelas y cooperativas de las principales zonas productoras de la provincia de Valencia. Para recuperar las especies liofilizadas, se utilizó Patata Dextrosa Agar (PDA). 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 F. sambucinum y se transfirieron en condiciones asépticas dos discos ?uno de cada especie- a cada una de las placas Petri con Agar Extracto de Arroz a distintas actividades de agua, separados por una distancia de 45 mm. Las placas se incubaron a 25oC y a 15oC.
La actividad de agua del medio Agar Extracto de Arroz, obtenido a partir de granos de arroz cáscara, se reguló añadiendo distintas cantidades de glicerol. Los valores de actividad de agua ensayados fueron de 0.85, 0.90, 0.95, 0.98 y 0.995 (SEMPERE y SANTAMARINA, 2006).

Determinación de las ratios de crecimiento

El crecimiento de Fusarium culmorum y Fusarium sambucinum 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.

Ensayo macroscópico

Después de obtener los gráficos del estudio ecofisiológico de las cepas, las placas Petri se dejaron durante 8 semanas en las mismas condiciones, observando en todo momento la evolución macroscópica de las colonias. Al final de este periodo, se estableció el tipo de interacción y según este, a cada hongo se le asignó un valor numérico para obtener el Índice de Dominancia: crecimiento en común ; inhibición mutua por contacto o con espacio entre colonias mm; inhibición mutua a distancia ; 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) (MAGAN y LACEY ,1984).

Análisis estadístico

Para determinar el efecto de los factores abióticos actividad de agua (aw) y temperatura (Tª) y sus factor doble sobre el crecimiento medio de las dos cepas 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, EE UU).

Resultados y discusión

Análisis del estudio ecofisiológico

En los gráficos del estudio ecofisiológico, se observa que la variación de la temperatura no produjo un cambio en la actividad de agua óptima, ya que ésta fue para ambas cepas de 0.995 aw.

La diferencia entre las ratios de crecimiento de F. culmorum y F. sambucinum dentro de una misma actividad de agua fue más acentuada a 15oC que a 25oC. La velocidad de crecimiento de F. culmorum fue mayor que la de F. sambucinum en todas las condiciones ensayadas, salvo a 0.90 aw y 25oC. Ambas cepas no crecieron a la actividad de agua de 0.85 y aunque a 0.90 aw en algunos casos inicialmente no se registró crecimiento, durante las ocho semanas de experimentación sí que se produjo.
El desarrollo inicial de F. culmorum y F. sambucinum cuando se inocularon en un mismo sustrato, fue muy similar al que experimentaron las especies cuando se inocularon individualmente observándose una ligera variación no significativa en las ratios de crecimiento (SEMPERE y col., 2004; 2006).
El análisis estadístico de la varianza (ANOVA) nos indicó que los factores simples aw y Tª y su interacción (awx Tª) tuvieron un efecto significativo sobre el crecimiento medio de ambos hongos filamentosos (P<0.01).
La influencia de estos factores medioambientales sobre el desarrollo de otras especies aisladas del arroz y de otros cereales ha sido descrita previamente en otras investigaciones (VELLUTI y col., 2000; HOPE y MAGAN, 2003; SEMPERE y col., 2006; SINGH y col., 2009).

Determinación del tipo de interacción según el método de Magan y Lacey

Fusarium culmorum inhibió por contacto a F. sambucinum en todas las actividades de agua ensayadas salvo a 0.95 aw. Se observa como
las colonias rojo-anaranjadas de F. culmorum crecieron sobre el sustrato ya colonizado por F. sambucinum.
A 0.95 aw se produjo una inhibición mutua por contacto, recibiendo ambas especies un valor numérico de 2 para obtener el Índice de Dominancia. Ambas cepas se desarrollaron hasta contactar posteriormente cesaron su desarrollo especialmente en el frente de interacción.
Según el Índice de Dominancia F. culmorum fue una cepa más competitiva que F. sambucinum tanto a 25oC como a 15oC.

BIBLIOGRAFÍA

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.

MAGAN, N.; LACEY, J. (1984) The effect of water activity, temperature and substrate on interactions between field and storage fungi. Transactions of the British Mycological Society 82, 83?93.

SEMPERE, F.; SANTAMARINA, M.P. (2006) Microscopic and macroscopic study of the interaction between Alternaria alternata (Fr.) Keissler and Nigrospora oryzae (Berk. &Broome) Petch. Annals of Microbiology 56, 101-107.

SEMPERE, F.; ROSELLÓ, P.; SANTAMARINA, M.P. (2004) Estudio ecofisiológico de Fusarium culmorum (G.W. Smith) Sacc. en condiciones in vitro.PHYTOMA 162, 106-108.

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.

SINGH D.P.; BACKHOUSE D., KRISTIANSEN P. (2009) Interactions of temperature and water potential in displacement of Fusarium pseudograminearum from cereal residues by fungal antagonists. Biological Control 48, 188?195.

VELLUTI, A.; MARÍN, S.; BETTUCCI, L.; RAMOS, A.J.; SANCHIS, V. (2000) The effect of fungal competition on colonization of maize grain by Fusarium moniliforme, F. proliferatum and F. graminearum and on fumonisin B and zearalenone formation. International Journal of Food Microbiology 59, 59?66.