INTRODUCCIÓN
⌅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
⌅Microorganismos y condiciones de cultivo
⌅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.
| 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
⌅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.
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.
.
donde:
Los aislados de Trichoderma que inhibieron el crecimiento del patógeno en al menos 50 % se consideraron como antagonistas efectivos.
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).
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
⌅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
⌅Determinación de la capacidad antagónica in vitro de los aislados de Trichoderma
⌅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).
| 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 |
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.
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.
).
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).
| 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 |
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