viernes, 01 de julio de 2022
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Primeros pasos hacia el control biológico de enfermedades fúngicas en soja

Un grupo de investigación multidisciplinario del CONICET caracterizó el efecto antifúngico y promotor del crecimiento en plantas de soja de una cepa de bacterias del suelo.

La soja, académicamente conocida como Glycine max, es una planta leguminosa de alto interés agronómico que se cultiva por sus semillas y su alto contenido de aceites y proteínas. En este momento, en 130 millones de hectáreas del mundo están creciendo estas plantitas y Argentina alberga el 10 por ciento de este total mundial, con una extensión de siembra equivalente a la superficie completa de la provincia de Santa Fe.

Todas las plantas están expuestas a enfermedades que dificultan su desarrollo o incluso pueden causarles la muerte, y la soja no es la excepción. Aproximadamente el 20 por ciento de las pérdidas anuales en soja se deben a las enfermedades que afectan al cultivo, entre las cuales, las de origen fúngico son las de mayor impacto.

Parte del grupo de investigadores en el campo experimental de IICAR, Zavalla. Foto: gentileza investigadores.

 

En un estudio que apunta a ayudar a resolver este problema, investigadores e investigadoras del CONICET en la división de microbiología del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) y en el Laboratorio de EcoFiosología Vegetal del Instituto de Ciencias Agrarias de Rosario (IICAR, CONICET-UNR) pudieron reportar por primera vez el efecto que tienen las bacterias del género Streptomyces sobre el rendimiento y el control de enfermedades producidas por hongos en plantas de soja. Estos estudios, publicados recientemente en la revista Biological Control, muestran que la inoculación de semillas de soja con Streptomyces eurocidicus no sólo protege al cultivo de infecciones por hongos de gran impacto, sino que también promueve su crecimiento y desarrollo. De acuerdo con el equipo de investigación, el trabajo pone de relieve la importancia de generar alternativas al manejo fitosanitario, históricamente basado en la aplicación de agroquímicos nocivos para el ambiente y la salud humana.

“Para el control de las enfermedades fúngicas en plantas, las técnicas de manejo tradicionales son la rotación de cultivos, para que los patógenos no se enquisten en la tierra, la resistencia genética y el tratamiento con antifúngicos químicos”, explica Eduardo Rodríguez, investigador del CONICET en el IBR, y agrega: “Hoy en día, se está tratando de evitar el uso de agroquímicos, con esa idea surgió el uso del control biológico con bacterias u hongos”.

Esta estrategia de control es una alternativa para el manejo de enfermedades que apunta a utilizar organismos biológicos capaces de disminuir los efectos deletéreos que causa un patógeno sobre el crecimiento y la productividad de un cultivo. De esta manera, el control biológico permite reducir el uso de agroquímicos y evitar al mismo tiempo la generación de resistencia y la aparición de plagas secundarias.

 

Combinando las capacidades de cada uno

La producción de un agente de control biológico es un proceso multidisciplinario que requiere investigación en diferentes áreas, ya que el éxito de un biocontrolador recae en la rigurosidad de su selección y en la cantidad de información que se pueda obtener sobre su interacción con la planta y el fitopatógeno de interés.

“Soy microbiólogo, toda la vida trabajé con las bacterias Streptomyces y recientemente, estudiando cepas que producían polienos -que son compuestos con propiedades antifúngicas- buscamos que aplicaciones le podíamos dar y encontramos que eran de gran relevancia en los cultivos agrícolas”, cuenta Rodríguez.

En 2018, Rodríguez asistió a un taller de biología de plantas organizado en IBR donde coincidió con Amalia Chiesa, investigadora del CONICET en el IICAR y especialista en resistencia genética en soja contra hongos como los causales de la cancrosis del tallo y la podredumbre carbonosa. “Trabajando en enfermedades de soja, me encantó la idea de encontrar una herramienta biológica como alternativa a la resistencia genética”, recuerda la Chiesa, y agrega: “también trabajó Julieta Bianchi, becaria posdoctoral del Consejo en el IICAR, que es ingeniera agrónoma y tiene todo un manejo de la fisiología vegetal que fue fundamental para poder evaluar los parámetros de crecimiento, desarrollo y rendimiento de las plantas de soja”.

 

Resultados reveladores

Para estudiar la interacción de Streptomyces con las plantas, los investigadores e investigadoras se basaron en una de las prácticas más habituales en el manejo del cultivo de soja: la inoculación de las semillas. Eso quiere decir que previo a ser sembradas, las semillas se ponen en contacto con los microorganismos de manera que se garantiza una estrecha interacción apenas la semilla germina. Usualmente, se utilizan microorganismos benéficos que han sido seleccionados por favorecer la implantación y la fijación de nutrientes aumentando la productividad. Trabajando de esta manera, pudieron demostrar, en condiciones de invernadero, que el tratamiento de semillas con Streptomyces eurocidicus promueve el crecimiento y desarrollo de las plantas de soja y también mejora las semillas producidas por planta en la madurez del cultivo.

Los investigadores evaluaron también el efecto de la inoculación de Streptomyces sobre el desarrollo de la infección provocada por el hongo causal de la cancrosis del tallo y el de podredumbre carbonosa en las plantas de soja. “Se hace la inoculación de las semillas, luego se siembra y después de 20 días se inocula el hongo patógeno en el tallo”, explica Chiesa. Además de la cepa de Streptomyces productora de polieno, se inocularon las plantas con una cepa mutante que no lo produce. “Buscamos usar estas bacterias mutantes como control y demostrar que el antifúngico era importante”, explica Rodríguez, y revela: “Pero resultó ser que tanto las productoras como las no productoras de polieno protegen al cultivo de la infección por hongos”. Estos resultados sugieren que existen otros mecanismos para la protección de las plantas de soja independiente del compuesto antifúngico. Según Amalia Chiesa, “podría explicarse porque es el contacto de Streptomyces con la planta lo que induce una respuesta de defensa, como si fuese una vacuna”. “Cuando después viene el patógeno, la planta ya está preparada, entonces la defensa es mejor que si no hubiera estado previamente en contacto con la bacteria”, agrega Rodríguez y cuenta que están estudiando esta interacción para profundizar los mecanismos en las vías de defensa de la planta.

Actualmente, el grupo de investigación avanza hacia el desarrollo de la formulación de un producto comercial en base a esta cepa de Streptomyces. “Nos hemos fijado bastante en cómo hacer para que la practica agronómica no cambie, planteamos reemplazar el producto químico por el biológico, pero, que el tratamiento de semillas, el productor lo siga haciendo igual” explica Rodríguez. Con respecto a la recepción de la idea de un cambio en estas prácticas por parte de los agricultores Rodríguez indica que una de las mayores dificultades radica en que “están acostumbrados a usar químicos y saben que siempre les funcionó”. En cambio, “la experiencia previa que tienen con los productos biológicos es que su efectividad es más variable y eso hace que estos productos no hayan ganado tanto mercado, y apenas cubran el 6 por ciento del total” concluye.

“Sería deseable tener estrategias de control más diversas y complementarias para poder ir disminuyendo paulatinamente el uso de agroquímicos, porque están haciendo mucho daño a la tierra” opina Amalia Chiesa, y agrega: “Esto también sería menos nocivo para las plantas, tenemos resultados donde todos los parámetros de su crecimiento se reducen con la aplicación del antifúngico, y eso ninguna empresa te lo va a decir”.  Por su parte, Rodríguez señala que, “cada vez más países van restringiendo el uso de agroquímicos y eso va fomentando que se haga el cambio, pero –enfatiza-  también depende de que los gobiernos tomen medidas que lo promuevan”.

Por Elizabeth Karayekov – Área de Comunicación IBR

 

Referencias Bibliográficas

Bárbara A. Bercovich, David L. Villafañe, Julieta S. Bianchi, Camila Taddia, Hugo Gramajo, María Amalia Chiesa, Eduardo Rodríguez. Streptomyces eurocidicus promotes soybean growth and protects it from fungal infections. Biological Control 165 (2022) https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2021.104821

Informe Soja 2020-2021 Sistema de Información Simplificado Agrícola, SISA

Vinchira-Villagra y Moreno-Sarmiento. Control Biológico: Camino a la agricultura moderna. Rev. Colomb. Biotecnol. Vol. XXI (Junio 2019). https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v21n1.8086

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