Fitosanidad 27
enero-diciembre 2024, e07
ISSN-L: 1562-3009 | eISSN: 1818-1686
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Articulo Original

Actividad antagónica de aislados cubanos de Trichoderma spp. sobre Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curt.) C. TWei

Antagonistic activity of Cuban isolates of Trichoderma spp. against Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curt.) C. T. Wei

Amaia Ponce de la Cal

Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 no. 514 e/ 5ta. B y 5ta. F, Playa, Cuba.

https://orcid.org/0000-0001-7077-4982

Yaremis Ulloa Martín

Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 no. 514 e/ 5ta. B y 5ta. F, Playa, Cuba.

Enrique Ponce Grijuela

Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 no. 514 e/ 5ta. B y 5ta. F, Playa, Cuba.

Yamilé Baró Robaina

Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 no. 514 e/ 5ta. B y 5ta. F, Playa, Cuba.

RESUMEN

Corynespora cassiicola es responsable de enfermedades foliares como la mancha anillada o tizón de fuego. En Cuba ocasiona elevados índices de infección en cultivos como frijol, pepino y tomate. El manejo de la enfermedad ha sido abordado con fungicidas químicos; sin embargo, en la búsqueda de alternativas de control se reconocen las potencialidades del género Trichoderma. Se evaluó el antagonismo in vitro de 20 aislados cubanos de Trichoderma spp. para el biocontrol de C. cassiicola. Se utilizó el método de cultivo Dual y y se evaluaron los modos de acción competencia por sustrato, antibiosis y micoparasitismo. Se utilizó la Escala de Clases descrita por Bell et al., 1982. El 95 % de los aislados presentaron alta capacidad antagónica in vitro frente a C. cassiicola, nueve con valores de porcentaje de inhibición del crecimiento radial a las 72 h superiores al 50 %. Se destacaron T.904, T.910 y T.918 con inhibición superior al 80 %. Se observó antibiosis, a las 24 h, en los aislados T.910, T.912 y T.918 con valores superiores al 50 %. El último limitó en 100 % el crecimiento del fitopatógeno. Los aislados T.909, T.910, T.912, T.918 y T.949 mostraron al menos tres tipos de interacción hifal. Teniendo en cuenta la presencia de múltiples mecanismos, T.910, T.912 y T.918 fueron los más promisorios en el control de C. cassiicola; sin embargo, se requiere su evaluación in vivo. La selección de aislados de Trichoderma con buenos niveles de control sobre C. cassiicola es una opción para el manejo del patógeno.

Palabras claves: 
Patógeno foliar; ACB; antibiosis; micoparasitismo.
ABSTRACT

Corynespora cassiicola is responsible for foliar diseases, such as the target spot or Corynespora leaf spot. In Cuba, causes high level of infections on crops such as bean, cucumber and tomato. Disease management has been addressed with chemical fungicides; however, in the search for control alternatives the potentials of the genus Trichoderma are recognized. The in vitro antagonism of 20 Cuban isolates of Trichoderma spp. for the biocontrol of C. cassiicola was assessed. Dual Culture method was used and the mechanisms of action evaluated were competition for nutrients, antibiosis and mycoparasitism. The Class Scale described by Bell et al. (1982) was used. The 95 % of the isolates showed high in vitro antagonistic capacity against C. cassiicola, nine with radial growth inhibition percentage values at 72 hours over 50 %. Standing out T.904, T.910 and T.918 with inhibition higher than 80 %. Antibiosis was observed, at 24 hours, in the T.910, T.912 and T.918 isolates with values higher than 50 %; the last one limited in 100 % the growth of the phytopathogen. Isolates T.909, T.910, T.912, T.918 y T.949 showed at least three types of hyphal interactions. According to the presence of multiple mechanisms, T.910, T.912 y T.918 were the most promising to control C. cassiicola, although, in vivo evaluation is required. The selection of Trichoderma isolates with good control levels of C. cassiicola is an option for the management of this pathogen.

Key words: 
Foliar pathogen; BCA; antibiosis; mycoparasitism.

Recibido: 11/5/2020; Aceptado: 03/6/2020

Los autores de este trabajo declaran no presentar conflicto de intereses.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

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El hongo Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curt.) C. T. Wei. es un fitopatógeno foliar con un amplio rango de hospedantes en regiones tropicales y subtropicales (Smith, 2008Smith L. J. 2008. Host range, phylogenetic and pathogenic diversity of Corynespora cassiicola (Berk. & Curt.) Wei. Disertación de para optar por el título de Doctor en Ciencias (Ph. D.). Universidad de Florida, Gainesville, EUA:102.
; Hernández-Morales et al., 2017Hernández-Morales J., Ochoa-Martínez D. L., Ortega-Acosta S. A. y Vega-Muñoz R. 2017. Survey on alternative hosts of Corynespora cassiicola, the cause of the leaf and calyx spot, in the surroundings of roselle fields in Mexico. Tropical Plant Pathology. 43:263-270.
). Es el agente causal de las enfermedades tizón de fuego o mancha anillada y el marchitamiento gomoso del tallo en una serie de plantas dicotiledóneas, además de la “caída de la hoja” en el árbol de caucho (Silva et al., 1998Silva W. P. K., Deverall B. J. y Lyon B. R. 1998. Molecular, physiological and pathological characterization of Corynespora leaf spot fungi from rubber plantations in Sri Lanka. Plant Pathology. 47:267-277.
).

Los síntomas de la enfermedad causada por C. cassiicola están relacionados a la producción de la toxina cassiicolina (Déon, 2012Déon M. 2012. Characterization of a cassiicolin-encoding gene from Coryenespora cassiicola, pathogen of rubber tree (Hevea brasiliensis). Plant. Sci. 185-186:227-237.
), y aunque los daños que se le atribuyen son típicamente foliares, también puede causar pudriciones en frutos, tallos y raíces. Se han observado pérdidas sustanciales en más de 70 países en numerosos cultivos de importancia económica como caucho (Hevea brasiliensis L.), papaya (Carica papaya), pepino (Cucumis sativus L.), pimiento (Capsicum annuum L.), soya (Glycine max L.) y tomate (Solanum lycopersicum L.) (Shimomoto et al., 2011Shimomoto Y., Sato T., Hojo H., Morita Y., Takeuchi S., Mizumoto H., Kiba A. y Hikichi Y. 2011. Pathogenic and genetic variation among isolates of Corynespora cassiicola in Japan. Plant Pathol. 60:253-260.
; Rendón, 2014Rendón B. 2014. Calidad sanitaria y microorganismos antagónicos a Corynespora cassiicola (Berk. & Curt.) Wei. en cálices frescos de Jamaica (Hibiscus sabdariffa L.). Tesis presentada en opción al título de Máster en Ciencias, Fitosanidad-Fitopatología. Colegio de Postgraduados, Montecillo, Texcoco, Estado de México.
; Ortega-Acosta et al., 2019Ortega-Acosta S. Á., Ochoa-Martínez D. L., Leyva-Mir S. G., Velasco-Cruz C., Mora-Aguilera J. A. y Hernández-Morales J. 2019. Control químico del manchado de hojas y cálices de Jamaica en Guerrero, México. Summa Phytopathologica. 45(1):38-43.
).

En Cuba, C. cassiicola ocasiona elevados índices de infección en diferentes cultivos de alta demanda como frijol (Phaseolus vulgaris L.) y en hortícolas como pepino y tomate. En la actualidad es una de las enfermedades fúngicas que está afectando la producción de tomate en el territorio, y en pepino se ha identificado como el patógeno de mayor importancia en sistemas de organopónicos con un 100 % de incidencia, y afectaciones de un 85 %. Las temperaturas máximas entre 28 y 30 oC, unido a una humedad relativa media superior al 80 % resultan favorables para el desarrollo de esta enfermedad en nuestro país (Ferrer, 2006Ferrer C. A. 2006. Comportamiento y control de la enfermedad tizón de fuego causada por el hongo Corynespora cassiicola (Berk. & Curt.) Wei. en el cultivo del pepino (Cucumis sativus L.) en sistemas de organopónicos en la provincia de Camagüey y su relación con otros patógenos fúngicos presentes en el cultivo. Fitosanidad. 10(4):1.
; Ruiz y Echemendía, 2015Ruiz J. y Echemendía M. 2015. Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curtis) en el cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.). Disponible en https://www.monografias.com/trabajos104/corynespora-cassiicola-berk-m-a-curtis-cultivo-del-tomate-solanum-lycopersicum-l/corynespora-cassiicola-berk-m-a-curtis-cultivo-del-tomate-solanum-lycopersicum-l.shtml. Consultado el 6 de abril de 2017.
; Ruiz, 2016Ruiz J. 2016. Bioecología y control de Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curtis) en Solanum lycopersicum (L.). Rev. Protección Veg. 31(2):148.
).

El manejo de la enfermedad ha sido abordado a través del uso de cultivares tolerantes, semillas tratadas con fungicidas, uso de prácticas culturales y la aplicación foliar de fungicidas químicos convencionales, los cuales se aplican con resultados favorables sobre bases preventivas. Sin embargo, si la aplicación se realiza tardía, llevará a un mayor número de aplicaciones, dando como resultado menor eficiencia de control y un aumento de los costos, además de la aparición de resistencia e hipervirulencia en algunos aislados del patógeno (Godoy et al., 2016Godoy C. V., Utiamada C. M., Meyer M. C., Campos H. D., Pimenta B. C., Miguel-Wruck S. D. y Borges E. P. 2016. Eficiência de fungicidas para o controle da mancha-alvo, Corynespora cassiicola, na Safra 2015/16: resultados sumarizados dos ensaios cooperativos. Circular Técnica. Embrapa Soja, Londrina, Brazil. 120:1-6.
; Hernández-Morales et al., 2017Hernández-Morales J., Ochoa-Martínez D. L., Ortega-Acosta S. A. y Vega-Muñoz R. 2017. Survey on alternative hosts of Corynespora cassiicola, the cause of the leaf and calyx spot, in the surroundings of roselle fields in Mexico. Tropical Plant Pathology. 43:263-270.
;Ortega-Acosta et al., 2019Ortega-Acosta S. Á., Ochoa-Martínez D. L., Leyva-Mir S. G., Velasco-Cruz C., Mora-Aguilera J. A. y Hernández-Morales J. 2019. Control químico del manchado de hojas y cálices de Jamaica en Guerrero, México. Summa Phytopathologica. 45(1):38-43.
).

Por esta razón es necesario incluir diferentes alternativas de control como parte de un manejo integrado de la enfermedad. En este sentido se han realizado estudios utilizando fungicidas químicos alternativos, extractos vegetales y agentes de control biológico (ACB) con resultados favorables a nivel de laboratorio y en la reducción de la severidad de la enfermedad (Ferrer, 2006Ferrer C. A. 2006. Comportamiento y control de la enfermedad tizón de fuego causada por el hongo Corynespora cassiicola (Berk. & Curt.) Wei. en el cultivo del pepino (Cucumis sativus L.) en sistemas de organopónicos en la provincia de Camagüey y su relación con otros patógenos fúngicos presentes en el cultivo. Fitosanidad. 10(4):1.
; Ruiz, 2015Ruiz J. y Echemendía M. 2015. Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curtis) en el cultivo del tomate (Solanum lycopersicum L.). Disponible en https://www.monografias.com/trabajos104/corynespora-cassiicola-berk-m-a-curtis-cultivo-del-tomate-solanum-lycopersicum-l/corynespora-cassiicola-berk-m-a-curtis-cultivo-del-tomate-solanum-lycopersicum-l.shtml. Consultado el 6 de abril de 2017.
; Ortiz et al., 2016Ortiz Y., Ramos García B., Álvarez Valdés M. E., Valdés López R., Lorenzo Rodríguez Y., Plana Pérez L., Marrero Granados I., García Vázquez D., Aguado Rodríguez Y., Ruenes Figueroa M. E., Bacallao Escudero A. y Castañeda Ruiz R. F. 2016. Actividad fungicida de cepas del género Cladobotryum sobre Corynespora cassiicola. Agrotecnia de Cuba. 40(1):71-83.
).

El género Trichoderma está catalogado entre los ACB más eficientes debido al amplio espectro antagonista que presentan, las enzimas extracelulares que producen con actividad antibiótica, el micoparasitismo y por la habilidad de incrementar el desarrollo y crecimiento de las plantas, entre otros mecanismos de acción (Al-Ani, 2018Al-Ani L. K. T. y Albaayit S. F. A. 2018. Antagonistic of some Trichoderma against Fusariumoxysporum f. sp. cubense Tropical Race 4 (FocTR4). The Eurasia Proceedings of Science, Engineering & Mathematics (EPSTEM). 2:35-38.
; Keswani, 2019Keswani C., Singh H. B., Hermosa R., García-Estrada C., Caradus J., He Y.-W., Mezaache-Aichour S., Glare T. R., Borriss R., Vinale F. y Sansinenea E. 2019. Antimicrobial secondary metabolites from agriculturally important fungi as next biocontrol agents. Appl Microbiol Biotechnol. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10209-2.
). Su aplicación en la agricultura es una de las alternativas más prometedoras al empleo de fungicidas químicos (El-Sharkawyet al., 2018El-Sharkawy H. H. A., Rashad Y.M. y Ibrahim S.A. 2018. Biocontrol of stem rust disease of wheat using arbuscular mycorrhizal fungi and Trichoderma spp. Physiological and Molecular Plant Pathology 103:84-91.
). Ferrer (2006)Ferrer C. A. 2006. Comportamiento y control de la enfermedad tizón de fuego causada por el hongo Corynespora cassiicola (Berk. & Curt.) Wei. en el cultivo del pepino (Cucumis sativus L.) en sistemas de organopónicos en la provincia de Camagüey y su relación con otros patógenos fúngicos presentes en el cultivo. Fitosanidad. 10(4):1.
obtuvo una eficacia del 42 % en el control de C. cassiicola al utilizar Trichoderma harzianum (cepa A-34) a dosis de 10,0 kg/ha en tratamientos foliares con un incremento de los rendimientos en un 50 % en el cultivo del pepino. Igualmente, Choudhary et al. (2014)Choudhary C. S., Arun A. y Prasad S. M. 2014. Management of Corynespora blight of sesame through fungicides and antagonists. Internat. J. Plant Protec. 7(1):267-269.
, con aspersiones a semillas de Trichoderma viride formulada (107conidios/g) controlaron la enfermedad en sésamo.

Considerando lo anterior, la selección de nuevos aislados cubanos de Trichoderma spp. con elevada capacidad antagónica es una alternativa con potencial para el control de C. cassiicola en el país. En este sentido, el objetivo de este trabajo fue evaluar el antagonismo in vitro de 20 aislados cubanos de Trichoderma spp. para el biocontrol de C. cassiicola.

MATERIALES Y MÉTODOS

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Microorganismos y condiciones de cultivo

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Se emplearon 20 aislados de Trichoderma spp. (Tabla 1) conservados en la Colección de Cultivos Microbianos del Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal (Inisav) y la cepa del fitopatógeno C. cassiicola C10/6, proporcionada por la Colección de Cultivos Microbianos del Instituto de Investigaciones Fundamentales de Agricultura Tropical (Inifat).

Los aislados fúngicos fueron transferidos a placas Petri (90 mm de diámetro) con Agar Papa Dextrosa (PDA, BioCen) e incubados durante siete días a 28 ± 1 oC. Los inóculos utilizados en todos los ensayos consistieron en discos de 5 mm de diámetro tomados a partir de la periferia de las colonias fúngicas.

Tabla 1.  Datos de los aislados de Trichoderma utilizados en este estudio
Table 1.  Details of Trichodermaisolates used in the present study
Código del aislado Sustrato Procedencia Identificación
T.801 Fruto de Theobroma cacao Baracoa, Guantánamo Trichoderma harzianum
T.903 Suelo Plaza de La Revolución,La Habana Trichoderma sp.
T.904 Suelo Arroyo Naranjo, La Habana Trichoderma sp.
T.905 Suelo La Lisa, La Habana Trichoderma viride
T.906 Rizosfera de Nicotiana tabacum (rubio) San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.907 Rizosfera de Nicotiana tabacum San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.908 Rizosfera Zea mays San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.909 Rizosfera de Parthenium hysterophorus San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.910 Rizosfera de Nicotiana tabacum San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.911 Suelo San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.912 Rizosfera de Parthenium hysterophorus San Antonio de los Baños, Artemisa Trichoderma sp.
T.916 Semilla de Zea mays Mariel, Artemisa Trichoderma sp.
T.918 Rizosfera de Persea americana Güira de Melena, Artemisa Trichoderma sp.
T.920 Suelo Viñales, Pinar del Río Trichoderma sp.
T.949 Tubérculo de Xanthosoma sp. Alquízar, Artemisa Trichoderma sp.
T.950 Tubérculo de Xanthosoma sp. Alquízar, Artemisa Trichoderma sp.
T.951 Ecomic B-1 San José de las Lajas, Mayabeque Trichoderma sp.
T.1056 Sobre Phellinus sp. Ciénaga de Zapata, Matanzas Trichoderma sp.
T.1057 Sobre Phellinus sp. Ciénaga de Zapata, Matanzas Trichoderma sp.
T.1059 Suelo Ciénaga de Zapata, Matanzas Trichoderma sp.

Determinación de la capacidad antagónica in vitro de los aislados de Trichoderma

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Se utilizó el método de Cultivo Dual (Redda et al., 2018Redda E. T., Ma J., Mei. J., Li M., Wu B. y Jiang X. 2018. Antagonistic Potential of Different Isolates of Trichoderma against Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani, and Botrytis cinerea. Eur. Exp. Biol. 8(2):12.
) con modificaciones, en placas de Petri con PDA. Se sembraron discos de los aislados de Trichoderma y del fitopatógeno en extremos opuestos de las placas Petri (40 mm de distancia) y se incubaron a 28 ± 1 oC en oscuridad durante 10 días. Estos experimentos contaron con un total de cuatro réplicas por cada aislado estudiado y se incluyeron placas testigos del fitopatógeno, sembrado en la misma posición que en el enfrentamiento.

Se midió el crecimiento radial del fitopatógeno en dirección al antagonista y en las placas testigos con una regla graduada cada 24 h. Se evaluaron diferentes modos de acción de los aislados de Trichoderma: competencia por sustrato, antibiosis y micoparasitismo.

  • a) Competencia por sustrato

Se utilizó la Escala de Clases de antagonismo descrita por Bell et al. (1982)Bell K., Wells D. y Markham R. 1982. In vitro antagonism of Trichoderma species against six fungal plant pathogens. Phytopathology, 72:379-382.
para clasificar los aislados de Trichoderma y se determinó el porcentaje de inhibición del crecimiento radial (PICR) mediante la fórmula de Samaniego et al. (1989)Samaniego G. J. A., Ulloa S. M. y Herrera S. T. 1989. Hongos del suelo antagónicos de Phymatotrichum omnivorum. Rev. Mex. Fitopatol. 8:86-95.
.

P I C R = R 1 − R 2 R 1 × 100
 

donde:

R1: Crecimiento radial (mm) del fitopatógeno en el testigo
R2: Crecimiento radial (mm) del fitopatógeno en los enfrentamientos.

Los aislados de Trichoderma que inhibieron el crecimiento del patógeno en al menos 50 % se consideraron como antagonistas efectivos.

  • b) Antibiosis

Se determinó el efecto antibiótico de los aislados de Trichoderma spp. sobre el fitopatógeno a través de los valores de PICR en cultivo dual a las 24 h (momento donde el antagonista y el patógeno no tenían contacto físico).

  • c) Micoparasitismo

Para evaluar la interacción entre nueve aislados de Trichoderma y el fitopatógeno se utilizó un bisturí para tomar dos muestras por réplica de la zona de contacto según Kuzmanovska et al. (2018)Kuzmanovska B., Rusevski R., Jankulovska M. y Oreshkovikj K. B. 2018. Antagonistic activity of Trichoderma asperellum and Trichoderma harzianum against genetically diverse Botrytis cinerea isolates. Chil J Agr Res. 78(3):391-399.
. Se colocaron sobre portaobjetos con una gota de solución lactofenol-azul algodón y se realizaron observaciones al microscopio óptico (Olympus) de contraste de fase con aumento de 400x. Se observaron diferentes tipos de interacciones hifales (penetración, vacuolización, lisis y/o enrollamiento).

Análisis estadístico

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Los resultados de la inhibición del crecimiento radial se procesaron mediante un ANOVA seguido de la prueba de Scott-Knott con un nivel de significancia de 0,05. Los análisis fueron realizados con el paquete estadístico InfoStat versión 2008.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

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Determinación de la capacidad antagónica in vitro de los aislados de Trichoderma

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  • a) Competencia por el sustrato

Los 20 aislados de Trichoderma spp. fueron evaluados contra C. cassiicola. Luego de 10 días de enfrentamiento, según el criterio de Bell et al. (1982)Bell K., Wells D. y Markham R. 1982. In vitro antagonism of Trichoderma species against six fungal plant pathogens. Phytopathology, 72:379-382.
, se obtuvo que 19 aislados mostraron un alto grado de antagonismo (Clase 1 y 2) frente al patógeno (Tabla 2). Estos aislados cubrieron al menos dos tercios del medio de cultivo y, en el caso de T.904, T.910, T.912 y T.918, crecieron por encima del fitopatógeno cubriendo todo el espacio disponible, por lo que se ubicaron en la Clase 1 (Fig. 1). Solo un aislado (T.920), que representa el 5 %, fue ineficiente en el control de C. cassiicola (Clase 5).

Tabla 2.  Inhibición del crecimiento radial de C. cassiicola por aislados de Trichoderma a las 24 y 72 h en cultivo dual y clasificación del grado de antagonismo, según la escala de Bell et al. (1982)Bell K., Wells D. y Markham R. 1982. In vitro antagonism of Trichoderma species against six fungal plant pathogens. Phytopathology, 72:379-382.
Table 2.  Inhibition of radial growth of C. cassiicola by Trichoderma isolates at 24 and 72 hours on dual culture test and classification of degree ofantagonism, according to the scale by Bell et al. (1982)Bell K., Wells D. y Markham R. 1982. In vitro antagonism of Trichoderma species against six fungal plant pathogens. Phytopathology, 72:379-382.
Aislados Clase* PICR24 PICR72 Aislados Clase* PICR24 PICR72
T.801 2 6,25a 45,46d T.912 1 50,00b 65,79 e
T.903 2 43,75b 60,23 e T.916 2 25,00a 50,00 d
T.904 1 37,50a 81,58 f T.918 1 100,00b 89,47 f
T.905 2 25,00a 42,05d T.920 5 12,50a -1,31a
T.906 2 6,25a 53,41 d T.949 2 25,00a 52,27 d
T.907 2 6,25a 38,64d T.950 2 17,50a 44,50d
T.908 2 25,00a 51,14 d T.951 2 32,50a 28,00c
T.909 2 25,00a 51,32 d T.1056 2 32,50a 34,00c
T.910 1 62,50b 86,84 f T.1057 2 2,50a 25,00c
T.911 2 0,00a 14,47b T.1059 2 25,00a 17,50b
Testigo 0,00a 0,00a Testigo 0,00a 0,00a
Figura 1.  Cultivo dual in vitro de C. cassiicola y aislados de Trichoderma spp. a los 10 días.
Figure 1.  In vitro, dual culture of C. cassiicola and Trichoderma spp. isolates after 10 days. A-T.904, B-T.910; C-T.912; D- T.918; E-Control de C. cassiicola/C. cassiicola control.

La competencia evaluada bajo condiciones in vitro se ejerce principalmente por espacio, y en ella intervienen la velocidad de crecimiento de los aislados antagonistas y factores externos como tipo de sustrato, pH y temperatura, entre otros (Martínez-Coca et al., 2018Martinez-Coca B., Infante D., Caraballo W., Duarte-Leal Y. y Echevarría-Hernández A. 2018. Antagonismo de cepas de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg frente a aislamientos de Fusarium spp. procedentes de garbanzo. Rev. Protección Veg. 33(2):13.
; Silva et al., 2019Silva, R. N., Monteiro V. N., Steindorff A. S., Vieira E., Ferreira E. y Ulhoa C. J. 2019. Trichoderma/pathogen/plant interaction in pre-harvest food security. Fungal Biology. https://doi.org/10.1016/j. funbio.2019.06.010.
). Con respecto a la velocidad de crecimiento, los aislados de Trichoderma evaluados tienen ventajas sobre el patógeno foliar C. cassiicola que presentó una menor velocidad (resultados no mostrados), característica que facilita su control en adición a la alta competencia de los aislados antagonistas por espacio y nutrientes.

Otros autores (Steffen et al., 2016Steffen G. P. K., Maldaner J., Steffen R. B., Mezzomo R., Heinz B. B., Antoniolli Z. I., Muniz, M. F. B. y Dahmer S. F. B. 2016. Antagonism of Trichoderma isolates against plant pathogens of agricultural interest. International Journal of Current Research. 8(12):44465-44469.
; Martínez-Coca et al., 2018Martinez-Coca B., Infante D., Caraballo W., Duarte-Leal Y. y Echevarría-Hernández A. 2018. Antagonismo de cepas de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg frente a aislamientos de Fusarium spp. procedentes de garbanzo. Rev. Protección Veg. 33(2):13.
; Filizola et al., 2019Filizola P. R., Cavalcanti M. A., Ferreira de Souza A., Lima I., Laranjeira D. y Campos Takaki G. M. 2019. Biodiversity and phylogeny of novel Trichoderma isolates from mangrove sediments and potential of biocontrol against Fusarium strains Microb Cell Fact. 18:89.
; López et al., 2019López A. C., Alvarenga A. E., Zapata P. D., Luna M. F. y Villalba L. 2019. Trichoderma spp. from Misiones, Argentina: effective fungi to promote plant growth of the regional crop Ilex paraguariensis St. Hil. Mycology. DOI:10.1080/21501203.2019.1606860.
) obtuvieron resultados similares al ubicar cepas de Trichoderma spp. en la Clase 1 y 2, por presentar mayor velocidad de crecimiento y colonizar mayor espacio en Cultivo Dual frente a varios fitopatógenos.

Todos los aislados presentaron efecto inhibitorio del crecimiento radial a las 72 h con diferencias significativas con respecto al testigo de C. cassiicola (p ≤ 0,05), a excepción de T.920 (Tabla 2). Este comportamiento era de esperar si se relaciona con el grado de antagonismo, según la escala de Bell, presentado por los aislados al finalizar los enfrentamientos. Se corresponde que los aislados que ocasionaron porcentajes de inhibición diferentes del testigo fueron clasificados como Clase 1 y 2.

Ruiz (2016)Ruiz J. 2016. Bioecología y control de Corynespora cassiicola (Berk. & M. A. Curtis) en Solanum lycopersicum (L.). Rev. Protección Veg. 31(2):148.
demostró el efecto antagónico de dos cepas de Trichoderma, T. harzianum (T20) y T. viride (T4) sobre C. cassiicola, y ambas se clasificaron en la Clase 1. Consideró la cepa T20 como la más efectiva, pues logró inhibir el crecimiento micelial al 100 % en 72 h sobre este fitopatógeno.

En nuestro estudio se destacaron los aislados T.903, T.904, T.906, T.908, T.909, T.910, T.912, T.918 y T.949, con valores superiores al 50 % del PICR. El mejor comportamiento lo presentó el aislado T.918 con un valor del 89,47 % de inhibición del micelio de C. cassiicola a las 72 h, seguido por T.910 y T.904, con el 86,84 y 81,58 %, respectivamente. Los tres con diferencias significativas con respecto al control y al resto de los aislados evaluados.

Valores inferiores de PICR sobre C. cassiicola fueron obtenidos por Cuervo-Parra et al. (2011)Cuervo-Parra J.A., Ramírez-Suero M., Sánchez-López V. y Ramírez-Lepe M. 2011. Antagonistic effect of Trichoderma harzianum VSL291 on phytopathogenic fungi isolated from cocoa (Theobroma cacao L.) fruits. Afr. J. Biotechnol.10(52):10657-10663.
, al evaluar el efecto antagonista de la cepa T. harzianum VSL291, 74,81 % de inhibición, y por Manju et al. (2014)Manju M. J., Benagi V. I., Shankarappa T. H., Kuruvilla-Jacob C. y Sabu P. I. 2014. Antifungal activity of some biological agents against Corynespora cassiicola causing Corynespora leaf fall disease of rubber (Hevea brasiliensis Muell. Arg.). IJAPR. 1(6):30-32.
con valores del 65 % utilizando T. viride y T. harzianum a los siete y ocho días, respectivamente. Esta afirmación es válida si tenemos en cuenta que nueve de los aislados en estudio presentaron PICR superiores al 50 % a los tres días de enfrentamiento, incluso algunos por encima del 80 %.

Teniendo en cuenta lo anterior, los aislados T.903, T.904, T.906, T.908, T.909, T.910, T.912, T.918 y T.949 limitaron el crecimiento de C. cassiicola en un corto período de tiempo, demostrando así su eficiencia para controlar este patógeno in vitro.

  • b) Antibiosis

Con respecto al efecto antibiótico evaluado a las 24 h, se obtuvo que los aislados T.903, T.904, T.910, T.912, T.918, T.951 y T.1056 presentaron valores superiores al 30 % de inhibición del crecimiento de C. cassiicola, mientras el resto mostró valores por debajo del 25,0 % (Tabla 2).

En este caso, el aislado T.918 destaca por encima del resto al presentar la mayor inhibición del micelio de C. cassiicola 100,0 %, con diferencias significativas con respecto al testigo del patógeno (p ≤ 0,05). Este aislado limitó completamente el crecimiento de C. cassiicola en un momento del enfrentamiento donde no existió contacto físico entre los dos hongos. Le siguen los aislados T.910, T.912 y T.903, causando inhibiciones del 62,50; 50,00 y 43,75 % sin diferir significativamente entre ellos y el aislado anterior, pero sí con respecto al testigo de C. cassiicola y al resto de los aislados. Estos resultados sugieren que la acción de cada aislado de Trichoderma depende del tipo de compuestos liberados, tales como antibióticos o compuestos volátiles que se mezclan con el medio, limitando el crecimiento normal del patógeno, aun sin haber contacto físico entre ellos (De la Cruz-Quiroz et al., 2018De la Cruz-Quiroz R., Roussos S., Rodríguez-Herrera R., Hernández-Castillo D. y Aguilar C. N. 2018. Growth inhibition of Colletotrichum gloeosporioides and Phytophthora capsici by native Mexican Trichoderma strains. Karbala International Journal of Modern Science.doi. org/10.1016/j.kijoms.2018.03.002.
).

Martínez et al. (2008)Martínez B., Reyes Y., Infante D., González E., Baños H. y Cruz A. 2008. Selección de aislamientos de Trichoderma spp. candidatos a biofungicidas para el control de Rhizoctonia sp. en arroz. Rev, Protección Veg. 23(2):118-125.
observaron que en tres de 13 aislamientos de T. asperellum la alta capacidad antagónica se expresó en el PICR desde las primeras 24 h. Por su parte, Pérez et al. (2017)Pérez E. J., Bernal A., Milanés P., Leiva M., Sierra Y. y Cupull R. 2017. Actividad antagónica de Trichoderma harzianum Rifai sobre el agente causal del tizón del arroz (Pyricularia grisea Sacc.). Centro Agrícola. 44(3):13-19.
, utilizando la cepa de producción nacional T. harzianum (A-34) sobre P. grisea, obtuvieron efecto antibiótico a las 24 h del enfrentamiento con un porcentaje de inhibición de solo el 14,3 %.

Los metabolitos con actividad antifúngica secretados por Trichoderma constituyen un grupo de compuestos volátiles y no volátiles, muy diversos en cuanto a estructura y función, algunos de los cuales inhiben otros microorganismos, con los que no se establece contacto físico y lo hacen más sensible a los antibióticos solubles (Martinez-Coca et al., 2018Martinez-Coca B., Infante D., Caraballo W., Duarte-Leal Y. y Echevarría-Hernández A. 2018. Antagonismo de cepas de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg frente a aislamientos de Fusarium spp. procedentes de garbanzo. Rev. Protección Veg. 33(2):13.
).

Los resultados para los aislados T.910, T.912 y T.918, con más del 50 % de inhibición se pudieran deber a la capacidad de especies de Trichoderma de incorporar al medio de cultivo metabolitos sintetizados como trichodermin, trichodermol, harzianum A y viridin con efecto inhibitorio sobre otros hongos (Zeilinger et al., 2016Zeilinger S., Gruber S., Bansal R. y Mukherjee P. K. 2016. Secondary metabolism in Trichoderma-Chemistry meets genomics. Fungal Biology Reviews. http://dx.doi.org/10.1016/j.fbr.2016.05.001.
).

  • c) Micoparasitismo

Se realizó la evaluación del micoparasitismo a los aislados de Trichoderma que resultaron efectivos contra el patógeno C. cassiicola en Cultivo Dual. La Tabla 3 muestra los resultados en los enfrentamientos de los nueve aislados seleccionados. Las observaciones demostraron que todos los aislados presentaron micoparasitismo, con uno o más tipos de interacciones hifales con el patógeno, donde predominaron la vacuolización del contenido citoplasmático, en la totalidad de los aislados y la lisis, seguido en menor medida por el enrollamiento alrededor de las hifas del fitopatógeno y la penetración (Fig. 2).

Tabla 3.  Interacciónes hifales entre aislados de Trichoderma spp. y C. cassiicola
Table 3.  Hyphal interactions between isolates of Trichoderma spp. and C. cassiicola
Aislados Tipo de interacciones hifales con C. cassiicola
T.903 V
T.904 V-E
T.906 V-L
T.908 V-L
T.909 V-L-E-P
T.910 V-L-E-P
T.912 V-L-E-P
T.918 V-L-P
T.949 V-L-E-P
Figura 2.  Interacciones hifales entre el aislado T.949 de Trichoderma sp.y C. cassiicola (400x)
Figure 2.  L: Hyphal interactions between isolate T.949 of Trichoderma sp. and C. cassiicola (400x).

Los aislados T.909, T.910, T.912 y T.949 manifestaron la presencia de los cuatro tipos de interacciones estudiadas, lo que resulta una característica significativa y deseada a la hora de seleccionar mejores ACB. En el aislado T.918 se observaron tres tipos de interacciones con las hifas del patógeno y en el resto dos, a excepción T.903, que solo ocasionó la vacuolización del micelio de C. cassiicola.

Nuestros resultados confirman una vez más la potencialidad de Trichoderma y coinciden con estudios realizados por Pérez et al. (2017)Pérez E. J., Bernal A., Milanés P., Leiva M., Sierra Y. y Cupull R. 2017. Actividad antagónica de Trichoderma harzianum Rifai sobre el agente causal del tizón del arroz (Pyricularia grisea Sacc.). Centro Agrícola. 44(3):13-19.
y López et al. (2019)López A. C., Alvarenga A. E., Zapata P. D., Luna M. F. y Villalba L. 2019. Trichoderma spp. from Misiones, Argentina: effective fungi to promote plant growth of the regional crop Ilex paraguariensis St. Hil. Mycology. DOI:10.1080/21501203.2019.1606860.
, que obtuvieron micoparasitismo directo por enrollamiento en hifas del patógeno con vacuolización y lisis. De igual manera, Martínez-Coca et al. (2018)Martinez-Coca B., Infante D., Caraballo W., Duarte-Leal Y. y Echevarría-Hernández A. 2018. Antagonismo de cepas de Trichoderma asperellum Samuels, Lieckfeldt & Nirenberg frente a aislamientos de Fusarium spp. procedentes de garbanzo. Rev. Protección Veg. 33(2):13.
obtuvieron en la mayoría de las cepas de Trichoderma que presentaron dos o más tipos de interacción hifal, donde predominó igualmente la vacuolización.

El micoparasitismo es un proceso complejo que involucra el crecimiento de Trichoderma hacia el hongo diana, el enrollamiento de sus hifas sobre el patógeno y el ataque y disolución de la pared celular del hongo diana por la actividad de enzimas, que pueden estar asociadas a la penetración de la pared celular (Harman, 2006Harman G. 2006 Overview of Mechanisms and Uses of Trichoderma spp. Phytopathology. 96(2):190-194.
).

En experimentos de estimulación del micoparasitismo, Cuervo-Parra et al. (2011)Cuervo-Parra J.A., Ramírez-Suero M., Sánchez-López V. y Ramírez-Lepe M. 2011. Antagonistic effect of Trichoderma harzianum VSL291 on phytopathogenic fungi isolated from cocoa (Theobroma cacao L.) fruits. Afr. J. Biotechnol.10(52):10657-10663.
detectaron actividad β-1,3-glucanasa, quitinasa, proteasa, xilanasa y lipasa en T. harzianum VSL291 crecida en medio mínimo con pared celular de C. cassiicola como única fuente de carbono, aunque en un rango de valores de intermedio a bajos con respecto a otros fitopatógenos utilizados. Con otro experimento, Mathiyazhagan et al. (2004)Mathiyazhagan S., Kavitha K., Nakkeeran S., Chandrasekar G., Manian K., Renukadevi P., Krishnamoorthy A. S. y Fernando W. G. D. 2004. PGPR mediated management of stem blight of Phyllanthus amarus (Schum and Thonn) caused by Corynespora cassiicola (Berk and Curt) Wei. Archives of Phytopathology and Plant Protection. 37:183-199.
obtuvieron una mayor actividad quitinasa y β-1,3-glucanasa en plantas previamente tratadas con PGPR al inocularlas de manera artificial con C. cassiicola, lo que pudo haber resultado en la lisis del patógeno invasor. Estas enzimas hidrolíticas pudieran haber sido liberadas por los aislados de nuestro estudio al entrar en contacto con el patógeno, ya que todos presentaron micoparasitismo en diferentes medidas.

En un estudio similar al nuestro realizado por Ortiz et al. (2016)Ortiz Y., Ramos García B., Álvarez Valdés M. E., Valdés López R., Lorenzo Rodríguez Y., Plana Pérez L., Marrero Granados I., García Vázquez D., Aguado Rodríguez Y., Ruenes Figueroa M. E., Bacallao Escudero A. y Castañeda Ruiz R. F. 2016. Actividad fungicida de cepas del género Cladobotryum sobre Corynespora cassiicola. Agrotecnia de Cuba. 40(1):71-83.
al utilizar la misma cepa de C. cassiicola (C10/6) para determinar la actividad fungicida de tres cepas del género Cladobotryum (C. pinarense, 1789; C. semicirculare, 1698; y C. virescens (C10/110)), obtuvieron efecto antagonista causado por micoparasitismo (vacuolización). Este efecto estuvo favorecido por la mayor capacidad de las cepas para competir por el sustrato. Sin embargo, no evidenciaron la excreción al medio de algún metabolito con acción fungistática significativa sobre el patógeno, pues los valores de PICR que obtuvieron no sobrepasan, en ningún caso, el 25 % de inhibición.

La capacidad como antagonista de Trichoderma es altamente variable, depende de la especificidad de la cepa y de sus modos de acción; es decir, pueden existir aislados que sean más eficientes para el control de un patógeno. Por tal motivo, la especificidad debe ser evaluada (Martínez et al., 2008Martínez B., Reyes Y., Infante D., González E., Baños H. y Cruz A. 2008. Selección de aislamientos de Trichoderma spp. candidatos a biofungicidas para el control de Rhizoctonia sp. en arroz. Rev, Protección Veg. 23(2):118-125.
). Esto se evidenció en los resultados, pues se obtuvieron diferencias en los mecanismos de acción empleados por los 20 aislados para el control de C. cassiicola. A pesar de que 19 resultaron altamente antagónicos, no todos mostraron inhibición por el mismo mecanismo.

En las interacciones antagónicas pueden estar involucrados diferentes mecanismos de acción. La multiplicidad de estos en un aislado es una característica importante para su selección como ACB (Hernández-Melchoret al., 2019Hernández-Melchor D. J., Ferrera-Cerrato R. y A. Alarcón. 2019. Trichoderma: Importancia agrícola, biotecnológica, y sistemas de fermentación para producir biomasa y enzimas de interés industrial. Chilean J. Agric. Anim. Sci., ex Agro-Ciencia. 35(1): 98-112.
). Al integrar todos los resultados de los modos de acción de los aislados de Trichoderma spp. frente al patógeno foliar C. cassiicola, se determinó que los aislados T.910, T.912 y T.918 fueron los más promisorios por su competencia por sustrato, antibiosis y micoparasitismo frente a este patógeno in vitro.

Teniendo en cuenta que C. cassiicola es un patógeno foliar y que las especies de Trichoderma frecuentemente son habitantes del suelo, se debe mencionar que ciertas cepas han sido identificadas como endófitos, tanto de raíces como de hojas (Mukherjee et al., 2013Mukherjee P. K., Horwitz B. A., Herrera-Estrella A. , Schmoll M. y Kenerley C. M. 2013. Trichoderma Research in the Genome Era. Annu. Rev. Phytopathol. 51:105-129.
). Se ha informado que como consecuencia de la colonización de las raíces por Trichoderma se producen cambios significativos en el proteoma de las plantas, dando lugar a mecanismos de defensa, como la activación de la resistencia sistémica inducida (RSI) y/o la resistencia sistémica adquirida (RSA) (Mendoza-Mendoza et al., 2018Mendoza-Mendoza A., Zaid R., Lawry R., Hermosa R., Monte E., Horwitz B. A. y Mukherjee P. K. 2018. Molecular dialogues between Trichoderma and roots: role of the fungal secretome. Fungal. Biol. Rev. 32, 62-85.
). La activación de resistencia ocasionada por este hongo frecuentemente involucra la liberación de elicitores a la rizosfera, los cuales son posteriormente detectados por la planta y comprenden una amplia gama de metabolitos con diversas naturalezas químicas como proteínas, peptaiboles, metabolitos secundarios (MS) o compuestos orgánicos volátiles (Estrada-Rivera et al., 2019Estrada-Rivera M., Rebolledo-Prudencio O. G., Pérez-Robles D. A., Rocha-Medina M. C., Gonzalez-Lopez, M. C. y Casas-Flores S., 2019. Histone deacetylase HDA-2 is essential in Trichoderma to modulate multiple responses in Arabidopsis. Plant Physiol 179 (4):1343-1361.
).

En un estudio, Yuan et al. (2019)Yuan M., Huang Y., Ge W., Jia Z., Song S., Zhang L. y Huang Y. 2019. Involvement of jasmonic acid, ethylene andsalicylic acid signaling pathways behind thesystemic resistance induced by Trichoderma longibrachiatum H9 in cucumber. BMC Genomics. 20:144
demostraron que la inoculación de T. longibrachiatum H9 en raíces de pepino desencadenó un aumento en la resistencia al patógeno foliar Botrytis cinerea, lo cual se caracterizó por la reducción de la incidencia de la enfermedad. T. longibrachiatum H9 penetró las células corticales de la raíz del pepino y estuvo restringido a las capas externas de la epidermis luego de 96 h, tiempo suficiente para la germinación de esporas, colonización de las raíces e inducción de respuesta en la planta.

De igual manera, es un hecho demostrado que no solo el organismo biológico es empleado para el control, sino también los extractos, enzimas y MS obtenidos a partir de este, que juegan un papel importante en el descubrimiento y desarrollo de nuevos productos para la protección de cultivos (EPA, 2016EPA (United States Environmental ProtectionAgency). 2016. Integrated Pest Management (IPM) Principles. Disponible en https://www.epa.gov/safepestcontrol/integrated-pest-management-ipm-principles. Consultado el 10 de mayo de 2018.
). A pesar del amplio espectro de aplicación agrícola de este género, hasta hace algunos años eran pocos los estudios basados en la producción de sus metabolitos activos como una base para su explotación biotecnológica (Harman y Kubicek, 2014Harman G. E y Kubicek C. P., editores. 2014. Trichoderma and Gliocladium. Basic biology, taxonomy and genetics. Vol. 1. Boca Raton (USA): CRC Press.doi:10.1201/9781482295320
). Estos mecanismos se han propuesto dada la expresión de enzimas y MS que actúan mediante distintos mecanismos como inhibidores de crecimiento, elicitores o inductores de mecanismos fisiológicos en la planta y detoxificación de toxinas excretadas por patógenos, entre otros.

La importancia que actualmente está adquiriendo C. cassiicola debido al cambio climático, y principalmente al uso de variedades susceptibles, proporcionan

mayor relevancia a estos resultados, por lo que se hace necesario la evaluación de otros mecanismos de control en estos aislados (liberación de metabolitos volátiles y no volátiles) y la realización de ensayos en condiciones in vivo para validar estos efectos.

CONCLUSIONES

 ⌅
  • El 95 % de los aislados nativos evaluados presentaron alta capacidad antagónica in vitro (Clase 1 y 2) frente a C. cassiicola, de los cuales nueve presentaron valores de PICR a las 72 horas superiores al 50 %. Se destacaron T.904, T.910 y T.918 con valores superiores al 80 %.
  • Se observó antibiosis a las 24 h en los aislados T.910, T.912 y T.918 con valores superiores al 50 %. El último inhibió en un 100 %.
  • Los aislados T.909, T.910, T.912, T.918 y T.949 presentaron al menos tres tipos de interacción hifal con el fitopatógeno.
  • Los aislados T.910, T.912 y T.918 evidenciaron la presencia de múltiples mecanismos de acción, siendo los más promisorios en el control de C. cassiicola

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 ⌅

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