Hongos endófitos nativos: soluciones específicas y un mundo por descubrir para el control de plagas y enfermedades en la agricultura

 Dentro de ese universo están los hongos endófitos y hoy, su uso para el control de plagas y enfermedades, así como su aporte al crecimiento de las plantas son una realidad con proyecciones insospechadas. A ellos se ha dedicado los últimos seis años Lorena Barra Bucarei, líder del Grupo de Especialidad de Recursos Genéticos junto a su equipo en el INIA Quilamapu.

Maricel Vera

A mediados de marzo obtuvo el segundo lugar del Premio Científico Innovador 2020, por el desarrollo de una tecnología basada en hongos endófitos nativos para el control de mosquita blanca y Botrytis en tomates.

OBJETIVO: CREACIÓN DE UN BIOPRODUCTO PARA EL MANEJO FITOSANITARIO

La idea surgió en 2015, buscado desarrollar una línea de investigación más innovadora, que concluyera con la creación de un bioproducto para el manejo fitosanitario de los cultivos. Junto a su equipo técnico estudiaron la capacidad de colonización endofítica de un grupo importante de hongos (150 cepas) en tomate y su potencial en el control de mosquita blanca y Botrytis cinerea. Al año siguiente, en base a los resultados obtenidos, consideraron la idea de desarrollar biocontroladores con hongos endófitos para los productores hortícolas de la región del Maule. Lo que buscaban era reducir el alto uso de insecticidas y fungicidas químicos en invernaderos.

El proyecto empezó en 2017 centrándose en evaluar microorganismos adecuados para enfrentar ambos problemas. A medida que avanzaron detectaron que varias cepas de hongos endófitos, pertenecientes a los géneros Trichoderma, Metarhizium y Beauveria, tenían importantes niveles de control. Entonces decidieron hacer una mezcla de las mejores cepas con distintos objetivos nombrando a esta línea de productos Endomix ("endo" porque son endófitos y "mix" porque es una mezcla de cepas). Dado que las cepas evaluadas presentaron una actividad promotora del crecimiento en tomate se pueden usar como bioestimulante. Pero además, pueden actuar con un fin de control específico: uno se enfoca en enfermedades de suelo, otro en mosquita blanca y pulgones, y el tercero, en Botrytis cinerea. "Actualmente ampliamos la investigación y estamos trabajando con plagas y enfermedades en arándanos, cerezo, avellano y vides", explica la investigadora el INIA Quilamapu.

Otra particularidad es que se trata de una selección de cepas de microorganismos capaces de adaptarse a un amplio rango de temperatura y pH donde actuar. "Hemos tratado que los productos que desarrollamos se puedan usar en la mayor cantidad de zonas hortícolas posible. Por ejemplo, hemos trabajado en el norte, desde Quillota y en el sur, hasta Coyhaique".

Este desarrollo tiene un protector UV de origen natural y un componente que estresa el hongo para que germine e ingrese rápidamente a la planta. Pensando en los pequeños productores de hortalizas, el producto viene en un presentación para ser usado en 1 ha, pero en su interior la dosis está dividida en 26 sobres (20 gr.) listos para ser usados en pulverizadores de espalda. Al ser efervescente, se disuelve rápidamente en agua pudiendo ser aplicado inmediatamente. "El agricultor abre el sobre, lo coloca en el contendor y en lo que camina, el producto ya se disolvió; no necesita hacer nada más. Con estos sobres evitamos que él tenga contacto con el hongo, aunque no hacen daño, y que el producto se contamine con otros microrganismos que están en el ambiente cuando se almacenan", explica Lorena Barra. Por esta particularidad, el producto es una solución real para los agricultores de la agricultura familiar entre ellos, los del Programa de Desarrollo Local (Prodesal) del Indap.

MICROORGANISMOS MULTIFUNCIÓN

Estos microorganismos podrían desempeñar una o varias funciones de manera simultánea. En la medida que la planta avanza en su ciclo de desarrollo está sometida a distintos tipos de estrés y la función que cumplirían los endófitos puede estar relacionada con el estrés que la afecta. La profesional aclara que esto es materia de estudio, porque hay varios factores que pueden estar involucrados en la función que desempeñan en la planta. En el desarrollo de la investigación realizada en Inia se pudo determinar que, junto con tener la capacidad de controlar algunas plagas y enfermedades pueden promover el crecimiento por distintos mecanismos. Se descubrió que algunas de las cepas que se seleccionaron para el producto Endomix producen sideróforos de fierro (compuesto quelante secretado por microorganismos), lo cualessolubilizan fosfatos y producen compuestos indólicos, explica la experta.

Otra ventaja que podrían presentar los bioinsumos basados en endófitos es que, al permanecer, en el interior de la plantas, se independizan de las condiciones ambientales que son las que más afectan la eficacia de los bioproductos en campo. En el caso de Endomix, explica la investigadora, basta con 16 a 24 horas para que el hongo germine, entre en la planta y se desarrolle en las condiciones que hay en su interior. Por el contrario, otros bioproductos quedan en las hojas y al exponerse a condiciones adversas de temperatura, humedad y radiación UV pierden viabilidad.

APLICACIÓN EN SEMILLAS, HOJAS Y RAÍCES

El producto se aplica de tres maneras: a las semillas, las hojas y las raíces. Si un agricultor no quiere aplicar al follaje por las condiciones ambientales adversas, puede hacerlo a través del sistema de riego. La profesional explica que la ventaja de los hongos endófitos estudiados es que pueden estar en el suelo como saprófitos. Es decir, si el agricultor efectuó una aplicación aérea, lo que ingresó a la planta queda en ella y lo que se depositó en el suelo permanece ahí también, pudiendo aumentar la cantidad y diversidad de microorganismos benéficos del suelo.

RECOMENDACIONES PARA UN CORRECTO USO

Al tratarse de organismos vivos, la eficiacia de los hongos endófitos depende de que se usen correctamente. Se podría decir que funcionan como un probiótico (preventivo) y para su aplicación hay que considerar varios factores. Uno es el estado fenológico de la planta; se recomienda usarlo en etapas tempranas de su crecimiento (almácigo, por ejemplo) para que puedan desarrollar una batería de defensas que le servirán más adelante. Además, hay que considerar el ciclo del patógeno o del insecto que se espera controlar, el momento de aplicación y las condiciones ambientales (temperatura, humedad y radiación UV), entre otros.

Al momento de preparar el producto, el agricultor sólo debe usar agua no clorada para no disminuir las poblaciones de microorganismos. Debe evitar el uso de fungicidas sistémicos porque estos los destruirán. La investigadora recomienda aplicarlos de forma preventiva, no curativa. Es decir, el hongo sólo puede actuar de acuerdo a sus posibilidades (en condiciones favorables mencionadas anteriormente), las que se reducen si la planta está muy estresada o afectada por una plaga o enfermedad. La profesional cuenta el caso de un productor de tomate que, siguiendo todas las recomendaciones de su asesor, redujo la presencia de mosquita blanca al mínimo, prescindiendo del uso de agroquímicos. Él se preocupó de aplicar el hongo endófito antes de establecer la planta, al momento de transplantar y luego, una vez por semana o cada 15 días.

Por lo anterior, es importante que el productor, antes de usar endófitos, haga un monitoreo para asegurarse que estén las condiciones para aplicar el bioinsumo (temperatura, humedad; nivel nutricional, población de individuos o grado de avance de una enfermedad, etc.). La investigadora insiste en que los resultados dependen, en un alto porcentaje, del manejo correcto que se haga de estas tecnologías. Cuando las condiciones no son las adecuadas, el hongo no funciona bien y eso se debe a que fueron mal aplicados, no porque las cepas usadas sean ineficaces.

Dentro del desarrollo de bioinsumos, en una segunda línea de trabajo, abordarán las estrategias y recomendaciones de uso; es decir, "buscar la forma en que se puedan incorporar en los planes de manejo agronómico de manera que aumente la eficacia, no porque un microrganismo sea mejor sino, porque se usa de manera adecuada".

OTROS DESARROLLOS

En la actualidad, el equipo que lidera Lorena Barra estudia el uso de hongos endófitos para el control de insectos como curculióndos (cabritos) en arándanos y de burritos en manzano. Asimismo, están conformando una colección de hongos para el control de nematodos fitoparásitos como Meloidogyne. En el caso del control de enfermedades, abordarán enfermedades de la madera, Botrytis y enfermedades bacterianas.

En el caso de las enfermedades de la madera, explica la profesional, la atención es especial pues los patógenos están dentro de la planta y es muy complicado controlarlas con fungicidas químicos. En particular, trabajan en un proyecto financiado por la Subsecretaría de Agricultura que busca controlar cancrosis del cuello (Neofusicoccum) en arándanos con hongos endófitos. "Los hongos de la madera del grupo Botryosphaeriaceae están en muchos frutales por lo que este estudio va a dar luces para determinar cómo podría actuar en vides, manzano o cerezo. Al contar con una herramienta biológica que actúe desde dentro de la planta, justo donde están los patógenos, podríamos lograr mayor eficacia que al hacerlo externamente".

En el ámbito de la nutrición, estudian solubilizadores de fósforo para incorporarlos a la semilla de trigo. Además, están investigando cómo los hongos endófitos pueden ayudar a mitigar el estrés por falta de agua. "Pensamos que una semilla inoculada por estos endófitos podrían ayudar a la planta a tolerar esa condición, muy importante bajo un escenario de cambio climático".

A futuro, evaluarán hongos Paecilomyces y Pochonia y, junto con otros investigadores del Banco de Recursos Genéticos Microbianos de INIA, esperan incorporar bacterias como Bacillus y Steptomyces.

PROYECCIONES ILIMITADAS

Las proyecciones en este campo son ilimitadas, agrega Lorena Barra. Ello, porque existen muchas plagas y enfermedades que podrían ser controladas con esto endófitos en una diversidad de cultivos, cada una de ellas merece ser estudiada; sin embargo, hay que priorizar problemas importantes para la agricultura nacional como por ejemplo Drosophila suzukii, algunos chinches y bacterias como Pseudomonas, destaca la investigadora.

"Lo más bonito de estas investigaciones es que no estamos utilizando moléculas químicas. Estamos trabajando con organismos que están en la naturaleza. Lo único que hemos hecho es estudiarlos para determinar para qué sirven, pero ellos están y hacen su trabajo hace millones de años. La innovación es haber encontrado algo de ellos que no había sido descubierto, algo que tiene una aplicación en un sector tan importante para la economía del país como es la agricultura. Con estas tecnologías podemos contribuir con el desarrollo de una agricultura sustentable muy valorada en el mercado a nivel nacional e internacional".

HONGOS ENDÓFITOS

Los hongos endófitos, son microorganismos (hongos y bacterias) que colonizan el interior de las plantas sin causar daño aparente. Pueden disminuir la incidencia de plagas y enfermedades junto con promover su crecimiento. Para el control de patógenos de plantas los endófitos presentan cuatros mecanismos: a través de la competencia por espacio y alimento, excluyendo a microorganismos patógenos. Mediante la producción de metabolitos secundarios que tienen una actividad antimicrobiana, pueden parasitar directamente a otro hongo (micoparasitismo) y además activar la resistencia sistémica de la planta.

En el ámbito del control de insectos también presentan cuatro mecanismos: ser patógenos. Producen sustancias con un efecto repelente, tóxico o antialimentario para un insecto plaga éste se encuentra con alguna estructura de hongo endófito en el interior de ella. Son capaces de activar la resistencia sistémica de la planta. Por último, algo que se está estudiando recientemente, desde dentro de la planta, el endófito podría emitir metabolitos volátiles que atraen a insectos benéficos (depredadores o parasitoides) para que disminuyan las poblaciones del insecto plaga.