biofungicida

PORTENTO®: biofungicida microbiano en base a Bacillus subtilis altamente eficaz frente a un amplio espectro de enfermedades

Las enfermedades fúngicas suponen importantes pérdidas en los sistemas agrícolas de todo el mundo. El control de estas enfermedades  constituye un gran reto a la hora de satisfacer las demandas en cantidad y calidad de alimentos de la población global (Strange y Scott,  2005). Actualmente, los productores siguen confiando en gran medida el tratamiento de estas enfermedades a plaguicidas químicos. No obstante, a pesar de las altas eficacias obtenidas con este tipo de productos, su utilización masiva también puede conducir a problemas de  contaminación ambiental, presencia de residuos en los alimentos, problemas de aparición de resistencias, etc. 

De este modo, el control biológico a través del uso de microorganismos antagonistas está emergiendo como una  alternativa prometedora que ayude a reducir el uso abusivo de plaguicidas químicos (Cawoy y col., 2011). Estos  bioplaguicidas presentan multitud de ventajas en materia de sostenibilidad, mecanismos de acción y toxicidad  frente a sus homólogos químicos, resultando muy exitoso su uso tanto en manejos orgánicos, como en manejos  de control integrado (IPM) (Jacobsen y col., 2004). En esta línea surge Portento®, biofungicida en base a la cepa  bacteriana Bacillus subtilis IAB/BS03 con alta eficacia frente a un amplio espectro de enfermedades.  

La cepa B. subtilis IAB/BS03 es una cepa bacteriana patentada para su uso como agente de control biológico  frente a un amplio espectro de enfermedades (Hinarejos y col., 2014). La cepa es producto de una profunda  investigación en la que B. subtilis IAB/BS03 fue aislada del suelo agrícola y seleccionada en base a sus características fenotípicas y sus destacados atributos como agente de biocontrol. De hecho, son estos atributos los  que la diferencian de otras cepas de Bacillus presentes en el mercado, haciendo de Portento® un producto de  biocontrol único y altamente eficaz. 

Características fenotípicas de Bacillus subtilis IAB/BS03  

Entre las características fenotípicas de B. subtilis IAB/BS03  destacan su capacidad de crecer a temperaturas muy variables entre 4-35ºC; soportar amplios rangos de pH (3-9) y salinidad (7-15% NaCl), así como crecer ante condiciones  de sequía (-0.30MPa). Adicionalmente, B. subtilis IAB/BS03  es capaz de formar esporas ante condiciones extremas de  temperatura y deficiencias nutricionales. Así, todas estas características aseguran la viabilidad microbiana de Portento® ante multitud de condiciones climáticas, además de no requerir de condiciones especiales de almacenamiento.  

Por otro lado, se ha comprobado la compatibilidad de esta cepa con multitud de productos químicos empleados  comúnmente en protección vegetal, sobre todo aquellos  en base a cobre. Esto proporciona una gran versatilidad  al uso de Portento®, pudiéndose combinar con otros tratamientos químicos y ayudar así a reducir el uso e impacto ambiental que conllevan este tipo de tratamientos. 

Bacillus subtilis IAB/BS03 como agente de biocontrol: mecanismo de acción

Los principales mecanismos de acción seguidos por la mayoría de agentes de biocontrol pertenecientes al género
Bacillus son los siguientes: competición por nicho ecológico/sustrato, producción de metabolitos antimicrobianos
e inducción de resistencia sistémica en la planta (Cawoy y col., 2011).

Figura 1. Esquema resumen del mecanismo de acción de Portento® frente a
hongos fitopatógenos.

De acuerdo con esto, B. subtilis IAB/BS03 destaca en todas las estrategias de biocontrol propias de su especie (Figura 1).

De forma más específica, los miembros de la especie B. subtilis son capaces de producir lipopéptidos cíclicos (CLPs). Estas moléculas son sintetizadas por sintetasas de péptidos no ribosomales o por sintetasas híbridas (poliquétido sintetasa-sintetasa de péptido no ribosomal),que dan lugar a distintas familias de CLPs formados por distintos péptidos ciclados unidos a una cadena de ácidos grasos de tamaño y ramificación diversa según el tipo de CLP (Ongena y col., 2010).

Figura 2. Imagen de microscopía electrónica de barrido que capta la colonización
de la filosfera por B. subtilis IAB/BS03.

Dentro de las familias de CLPs más importantes destacan las iturinas, surfactinas y fengicinas. Los CLPs confieren a B. subtilis muchas de sus propiedades como agente de biocontrol. Así, éstos actúan a nivel de la membrana plasmática de los hongos fitopatógenos, desestabilizándola y produciendo perturbaciones que llevan a la formación de poros, pérdida de contenido celular, y muerte del patógeno. Los CLPs están también implicados en la mobilidad de la bacteria, y por tanto, en el proceso de colonización de la planta. Adicionalmente, estas moléculas son capaces de inducir los sistemas de defensa en las plantas.

En el caso de B. subtilis IAB/BS03 se ha comprobado que esta cepa tiene unas capacidades extraordinarias para la producción de CLPs, produciendo iturinas, fengicinas y surfactinas en unas proporciones únicas que la diferencian de otras cepas presentes en el mercado. En concreto, B. subtilis IAB/BS03 es capaz de producir grandes cantidades de surfactinas. De este modo, esta habilidad para producir CLPs constituye uno de los principales mecanismos de acción directos de B. subtilis IAB/BS03.

En cuanto a los mecanismos de acción indirectos, B. subtilis IAB/BS03 es capaz de competir eficazmente por los recursos y el espacio contra los patógenos, además de tener grandes habilidades como colonizador de la filosfera (Figura 2). Adicionalmente, se ha estudiado la capacidad de B. subtilis IAB/BS03 para inducir las defensas de la planta, en concreto, se ha detectado que esta cepa es capaz de inducir la producción en plantas de la proteína relacionada con la patogénesis PR1 (Hinarejos y col.,2016). Esta proteína es una de las proteínas producidas en mayor cantidad cuando se activan las respuestas de defensa de las plantas. Así, éstas son excretadas por la célula al apoplasto o almacenadas en el interior de las vacuolas celulares. PR1 tiene una marcada actividad antimicrobiana, sobre todo frente a hongos Oomycetos, y su inducción ayuda a proteger a la planta frente a este tipo de infecciones (Breen y col., 2017).


Todas estas habilidades como agente de control biológico demostradas para B. subtilis IAB/BS03 hacen de Portento® un producto altamente eficaz frente a multitud de enfermedades. En el presente trabajo se estudia la eficacia en campo de este producto frente a tres hongos fitopatógenos, (E. Cichoracearum, Venturia inaequalis y Bremia lactucae) cuando infectan cultivos de calabacín, manzano y lechuga, respectivamente.

Materiales y métodos 

Portento® biofungicida contra oídio en calabacín  

Este ensayo se llevó a cabo en el municipio de Los Palacios y Villafranca (Sevilla) en calabacín en invernadero de la variedad ‘Jedida’, con un diseño experimental de blo ques al azar, con cinco tesis y cuatro repeticiones y una  superficie de 9,24 m2 por bloque. Las tesis evaluadas se  muestran en la Tabla 1. 

Gráfico 1. Eficacia Abbot calculada a partir de los valores de severidad.

Portento® biofungicida contra mildiu en lechuga  

Este ensayo se llevó a cabo en la provincia de Thessalo niki, (Macedonia Central, Grecia) en lechuga al aire libre  de la variedad ‘Manchester’, con un diseño experimental  de bloques al azar, con cinco tesis y cuatro repeticiones y  una superficie de 15 m2 por bloque. Las tesis evaluadas  se muestran en la Tabla 2. 

Portento® biofungicida contra venturia en manzana  

Este ensayo se llevó a cabo en la provincia de Imathia, (Macedonia Central, Grecia) en manzana variedad ‘Granny Smith’, con un diseño experimental de bloques al azar,  con cinco tesis y cuatro repeticiones y una superficie de  30,40m2 por bloque. Las tesis evaluadas se muestran en  la Tabla 3. 

Resultados 

Portento® biofungicida contra oídio en calabacín  

Portento® (100 g/hl) muestra la misma eficacia que la  materia activa de referencia (Azoxystrobin 25%) contra  oídio (E. Cichoracearum) en calabacín en invernadero, tal  como muestra el Gráfico 1, no encontrándose diferencias  significativas entre ambos tratamientos. 

Gráfico 2. Eficacia Abbot calculada a partir de los valores de severidad.
Gráfico 3. Eficacia Abbot calculada a partir de los valores de incidencia.

Portento® biofungicida contra mildiu en lechuga  

Portento® (100 g/hl) muestra la misma eficacia que las  materias activas de referencia (fenamidone 4.44% +  fosetyl-Al 66.7%) contra mildiu (Bremia lactucae) en le chuga, tal como muestra el Gráfico 2, no encontrándose  diferencias significativas entre ambos tratamientos. 

Portento® biofungicida contra venturia en manzana  

Portento® (100 g/hl) muestra la misma eficacia que la materia activa de referencia (Thiram 80%) contra venturia en  manzano, tal como muestra el Gráfico 3, no encontrán dose diferencias significativas entre ambos tratamientos. 

Conclusiones del biofungicida Portento® :

Portento® es una herramienta biológica eficaz para el  control de E. Cichoracearum, Venturia inaequalis y Bremia lactucae, que se puede introducir en programas de  tratamientos fitosanitarios con el objetivo de reducir la  aparición de resistencias y disminuir los límites máximos  de residuos (LMR) en los cultivos.

Bibliografía

Breen S, Williams SJ, Outram M, Kobe B, Solomon PS (2017) Emerging Insights into the Functions of Pathogenesis Related  Protein 1. Trends in plant Sience, 22:871-879. 

Cawoy H, Wagner B, Fickers P, Ongena M (2011). Bacillus-Based Biological Control of Plant Diseases, Pesticides in the Modern  World – Pesticides Use and Management, Dr. Margarita Stoytcheva (Ed.), ISBN: 978-953-307-459-7. Jacobsen BJ, Zidack NK, Larson BJ (2004) The role of Bacillus-based biological control agents in integrated pest management  systems: plant diseases. Phytopathology, 94: 1972-1975. 

Hinarejos, E, Del Val R, Tarancón N, Riquelme E (2014) Nueva cepa de Bacillus subtilis destinada a luchar contra las enferme dades de las plantas. España, ES2402726B1. 

Hinarejos E, Castello M, Rodrigo I, Bellés JM, Conejero V, López-Gresa MP, Lisón P (2016) Bacillus subtilis IAB/BS03 as a  potential biological control agent. European Journal of Plant Pathology, 146: 598-608. 

Ongena M, Henry G, Thonart P (2010) The Roles of Cyclic Lipopeptides in the Biocontrol Activity of Bacillus subtilis. In: Gisi U.,  Chet I., Gullino M. (eds) Recent Developments in Management of Plant Diseases. Plant Pathology in the 21st Century (Contri butions to the 9th International Congress), vol 1. Springer, Dordrecht. Strange RN, Scott PR (2005). Plant disease: A threat to global food security. Annual Review of Phytopathology, 43:83-116.

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