TRABAJO ORIGINAL

 

 

INFLUENCIA DE LA PLANTA HOSPEDANTE Y SU INTERACCIÓN CON Meloidogyne incognita SOBRE LA EFECTIVIDAD DE Pochonia chlamydosporia var. catenulata

 

INFLUENCE OF THE HOST PLANT AND ITS INTERACTION WITH Meloidogyne incognita ON THE EFFECTIVENESS OF Pochonia chlamydosporia var. catenulata

 

 

Ana Puertas* y L. Hidalgo-Díaz**

*Departamento de Ciencias Biológicas. Facultad de Ciencias Agrícolas. Universidad de Granma, Apdo. 21, Bayamo, Granma, Cuba. Correo electrónico: [e-mail], [e-mail];**Grupo de Plagas Agrícolas. Dirección de Protección de Plantas. Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria, Apartado 10, San José de las Lajas, La Habana, Cuba

 

 

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RESUMEN

El efecto de las plantas hospedantes y su interacción con Meloidogyne incognita (Kofoid y White) Chitwood sobre la efectividad de Pochonia chlamydosporia var. catenulata (Kamyscho ex Barron y Onions) Zare y Gams como agente de control biológico de nematodos formadores de agallas se estudió en condiciones de aisladores biológicos. Para el desarrollo de la experiencia se utilizaron diferentes especies de plantas que se cultivan en los sistemas intensivos de producción de hortalizas en Cuba y se evaluó la colonización de la rizosfera, a partir del conteo de UFC del hongo, en plantas sanas e infestadas por M. incognita. Los resultados demostraron que el crecimiento del hongo en la rizosfera varió en dependencia de la especie de planta. Entre los mejores hospedantes de P. chlamydosporia var. catenulata estuvieron la col, coliflor y acelga china, cultivos resistentes a M. incognita. Las plantas infestadas por M. incognita mostraron mayores niveles de colonización del hongo que las plantas sanas y el cultivo de la habichuela resultó ser un buen hospedante, en presencia del nematodo. Se recomienda la utilización de estos cultivos dentro de esquemas de rotación que incluyan la aplicación de P. chlamydosporia var. catenulata como agente de control biológico para el manejo de M. incognita en sistemas intensivos de producción de hortalizas.

Palabras clave: Meloidogyne incognita; Pochonia chlamydosporia var. catenulata; colonización de la rizosfera; agente de control biológico.

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ABSTRACT

The effect of the host plants and their interaction with Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood on the effectiveness of Pochonia chlamydosporia var. catenulata (Kamyscho ex Barron and Onions) Zare and Gams as a biological control agent of root-knot nematodes was studied in glasshouse conditions. Different plant species from the Cuban Intensive Vegetable Production Systems were used to perform the experience. The growth of the fungus in the rhizosphere differed with the host plant. Among the best host plants of P. chlamydosporia var. catenulata were cabbage, salt-wort and cauliflower, resistant crops to M. incognita. The plants infested by M. incognita showed higher levels of fungus colonization than those healthy, and the kidney bean crop was a good host in the presence of the nematode. The use of these crops into rotation systems, with the application of Pochonia chlamydosporia var. catenulata as biological control agent for the management of M. incognita on Intensive Vegetable Production Systems, was recommended.

Key words: Meloidogyne incognita; Pochonia chlamydosporia var. catenulata; rhizosphere colonization; biological control agent.

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INTRODUCCIÓN

Los nematodos formadores de agallas del género Meloidogyne constituyen el grupo de nematodos fitoparásitos más ampliamente distribuido y dañino, que abarca un gran número de plantas hospedantes (3,4). Dentro de ellos, Meloidogyne incognita (Kofoid y White) Chitwood es la especie de mayor incidencia en las regiones tropicales. En Cuba, se encuentra distribuida en todo el país y afecta muchas especies y variedades de plantas que se cultivan de forma intensiva en los sistemas de producción de hortalizas, condimentos, plantas medicinales y ornamentales (5,7,8).

La rizosfera es una zona importante para la actividad de estos fitonematodos y por tanto para sus antagonistas, entre los que se incluyen los hongos nematófagos. Pochonia chlamydosporia (Goddard) Zare y Gams, parásito facultativo de huevos de nematodos formadores de agallas y de quistes, tiene la capacidad de desarrollarse saprofíticamente en el suelo y colonizar las raíces de las plantas sin causarle lesiones, ni afectar su crecimiento (14).

Un prerrequisito para el éxito de P. chlamydosporia como agente de control biológico (ACB) es precisamente la capacidad de colonización de las raíces de las plantas hospedantes. Un crecimiento amplio de P. chlamydosporia en la rizosfera es esencial para el control de los nematodos (2). El hongo coloniza la superficie de las raíces e invade las masas de huevos que sobresalen hacia el exterior. La destrucción de los huevos y el consiguiente control de las poblaciones de nematodos dependen de dicha invasión (10).

Las especies de plantas presentan diferencias en cuanto a su capacidad de soportar el crecimiento de P. chlamydosporia (11). La densidad de P. chlamydosporia no aumenta significativamente en algunas especies de plantas que son pobres hospedantes del hongo, aunque se incrementen las concentraciones de inóculo (1), por tanto, las especies de plantas deben ser cuidadosamente seleccionadas si se desea obtener el máximo de efectividad del hongo.

El objetivo del trabajo fue determinar el efecto de la planta hospedante y la infestación por M. incognita sobre la capacidad de colonización de la rizosfera por P. chlamydosporia var. catenulata, para seleccionar los cultivos más apropiados a emplear dentro de un esquema de rotación para el manejo de este nematodo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Abundancia de P. chlamydosporia var. catenulata en la rizosfera de diferentes especies de cultivos hortícolas.

Para conocer la capacidad hospedante de diferentes especies de plantas, que se cultivan en la Agricultura Urbana, ante la colonización de sus raíces por P. chlamydosporia var. catenulata, se utilizaron cultivos y cultivares hortícolas, con diferentes respuestas al ataque de M. incognita, según Cuadra et al. (5), Fernández et al. (6) y Gómez, Lucila, comunicación personal (Tabla 1).

Se transplantó una plántula a cada maceta, que contenía 1 kg de sustrato conformado por una mezcla de suelo ferralítico rojo lixiviado (9) + materia orgánica (estiércol vacuno) en proporción 1:1, inoculado con 5000 clamidosporas de la cepa IMI SD 187 de P. chlamydosporia var. catenulata / g de sustrato. Se realizaron cinco réplicas por cultivo, se dispusieron en un diseño completamente aleatorizado y se mantuvieron en aisladores biológicos en condiciones ambientales, durante 54 días. Transcurrido dicho período, se determinó la colonización de las raíces de las diferentes especies de plantas por el hongo, según la metodología descrita por Kerry y Bourne (13): las raíces se cortaron en secciones de 1 cm y se mezclaron para homogenizar la muestra. Se extrajo una submuestra de 1 g, la cual se maceró suavemente y se diluyó en 9 mL de una solución de agar al 0,05%. A partir de la suspensión obtenida se prepararon diluciones de 10^-2 y 10^-3, de las que se tomaron 0,2 mL y se depositaron sobre dos placas Petri (9 cm) que contenían medio semiselectivo. Después de 21 días de incubadas las placas a 25⁰C se calculó la cantidad de Unidades Formadoras de Colonias (UFC)/g de raíz. A partir de aquí, se calculó el área superficial para un peso conocido de raíz por el Método de Tennant (18) y se estimó la cantidad de UFC/cm² de raíz.

De acuerdo a la respuesta de la planta ante el crecimiento extensivo del hongo en las raíces, estas se clasificaron en: Buenos hospedantes (> 200 UFC por cm² de raíz), Hospedantes moderados (200-100 UFC por cm² de raíz) y Pobres hospedantes (< 100 UFC por cm² de raíz), según propone Kerry (11).

Influencia de los nematodos sobre la colonización de la rizosfera por P. chlamydosporia var. catenulata.

Teniendo en cuenta los resultados del experimento anterior se escogieron los cultivos de habichuela, tomate y quimbombó, susceptibles a M. incognita y con diferentes respuestas ante la colonización por el hongo para conocer el efecto de la infestación por el nematodo sobre la abundancia del hongo en la rizosfera de estos cultivos.

Para ello, se transplantaron plántulas con 25 días de germinadas en macetas que contenían 1 kg de sustrato conformado por una mezcla de suelo ferralítico rojo lixiviado (9) + materia orgánica (estiércol vacuno) en proporción 1:1, previamente inoculado con 5000 clamidosporas de la cepa IMI SD 187 de P. chlamydosporia var. catenulata/g de sustrato. Cada maceta contenía una planta y por cada cultivo se realizaron 10 réplicas, de las cuales se inocularon la mitad a los 5 días después del transplante con 1000 juveniles/huevos de M. incognita alrededor de las raíces de las plantas. Los tratamientos se dispusieron en un diseño completamente aleatorizado y se mantuvieron en aisladores biológicos, en condiciones ambientales durante 54 días. Al término de los cuales se evaluó la colonización de las raíces por P. chlamydosporia var. catenulata en plantas sanas e infestadas con M. incognita de los cultivos evaluados y se estimó la cantidad de UFC por cm² de raíz, según la Metodología descrita en el experimento anterior.

Los tratamientos se compararon mediante la Prueba t de Student, a través del programa estadístico SAS (16); previa transformación de los datos de UFC, en ln (x+1).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Abundancia de P. chlamydosporia var. catenulata en la rizosfera de diferentes especies de cultivos hortícolas.

Al evaluar la capacidad de colonización de la rizosfera de diferentes especies hortícolas por P. chlamydosporia var. catenulata, se demostró que esta varía en dependencia de la especie utilizada. Los valores más altos de UFC/cm² de raíz se obtuvieron en la col, coliflor, acelga, tomate, pepino y pimiento que superaron las 200 UFC/cm² de raíz. Un crecimiento moderado del hongo se presentó en la habichuela, brócoli, berenjena y espinaca con valores entre 100 y 200 UFC/cm² de raíz. En los cultivos de quimbombó, perejil y apio se produjo un pobre crecimiento de P. chlamydosporia var. catenulata con densidades menores de 100 UFC/cm² de raíz (Tabla 2).

Entre las especies que mostraron un mayor crecimiento de P. chlamydosporia var. catenulata en la rizosfera se encuentran algunas crucíferas como la col, coliflor y acelga coincidiendo con Bourne et al. (2) y Kerry y Bourne (12), al estudiar la respuesta de las crucíferas ante el crecimiento extensivo P. chlamydosporia var. chlamydosporia en la superficie de sus raíces.

Teniendo en cuenta la reacción resistente (6) al ataque de M. incognita de las crucíferas y de ser buenas hospedantes del hongo, podrían ser utilizadas con éxito dentro de esquemas de rotación que incluyan cultivos como pepino, tomate y pimiento, susceptibles a M. incognita, pero buenos hospedantes del hongo.

Influencia de los nematodos sobre la colonización de la rizosfera por P. chlamydosporia var. catenulata.

Los cultivos de tomate, habichuela y quimbombó, seleccionados a partir del ensayo anterior, por su diferente repuesta a la colonización por P. chlamydosporia var. catenulata, mostraron una mayor abundancia del hongo en las plantas infestadas, con diferencias significativas respecto a las plantas sanas (Tabla 3).

P. chlamydosporia no es dependiente de los huevos de nematodos para su nutrición, ya que se puede asociar a diversos sustratos como quitina, celulosa, oosporas fúngicas y huevos de babosas (17), así como es capaz de vivir y proliferar en las raíces de las plantas (14). Sin embargo, los resultados obtenidos para P. chlamydosporia var. catenulata indican que la estimulación del crecimiento fúngico en raíces infestadas puede ser resultado directo de la colonización de las masas de huevos y el parasitismo de los huevos de M. incognita o de la liberación de nutrientes por la rizosfera producto del daño causado por la emisión de las masas de huevos hacia la superficie de las raíces, tal y como ha sido sugerido por otros autores para P. chlamydosporia var. chlamydosporia (2,11).

Se destaca el hecho de que en la habichuela, aunque resultó un hospedante moderado de P. chlamydoporia var. catenulata en el ensayo anterior, se llegan a alcanzar densidades por encima de las 200 UFC por cm² de raíz en las plantas infestadas con M. incognita. El cultivo de la habichuela puede ser considerado entonces, como un buen hospedante del hongo, según la escala establecida por Kerry (11).

Los resultados ofrecen una alternativa práctica para el empleo de P. chlamydosporia var. catenulata como ACB en sistemas intensivos de producción de hortalizas, donde un gran número de cultivos son hospedantes de M. incognita. Quedó demostrado que cultivos resistentes a M. incognita como la col, coliflor y acelga son buenos hospedantes del hongo, por lo que podrían contribuir a su proliferación y sobrevivencia en el suelo. Por otra parte, la habichuela, que se utiliza comúnmente como cultivo de rotación con el objetivo de mejorar la fertilidad del suelo a partir de la fijación biológica del nitrógeno (15); mostró ser un buen hospedante del hongo en presencia de M. incognita.

Por tanto, la utilización de estos cultivos dentro de un esquema de rotación que incluya la aplicación de P. chlamydosporia var. catenulata como ACB, puede proporcionar resultados satisfactorios en el manejo de M. incognita en sistemas intensivos de producción de hortalizas. No obstante, es recomendable evaluar el comportamiento de otras especies con el objetivo de ampliar las posibilidades de establecimiento de esquemas de rotación, teniendo en cuenta los sistemas generales de manejo de cultivos y los intereses del productor.

REFERENCIAS

1. Bourne Joanna, Kerry BR. Effect of the host plant on the efficacy of Verticillium chlamydosporium as a biological control agent of root-knot nematodes at different nematode densities and fungal application rates. Soil Biol Biochem. 1999;31(1):75-84.

2. Bourne Joanna, Kerry BR, de Leij FAAM. The importance of the host plant on the interaction between root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) and the nemathophagous fungus, Verticillium chlamydosporium (Goddard). Biocontrol Sci and Technol. 1996;6:539-548.

3. Castagnone-Sereno P. Genetic variability of nematodes: a threat to the durability of plant resistance genes?. Euphytica. 2002;124(2):193-199.

4. Castagnone-Sereno P. Genetic variability in parthenogenetic root-knot nematodes, Meloidogyne spp., and their ability to overcome plant resistance genes. Nematology. 2002;4(5):605-608.

5. Cuadra R, Cruz Xiomara, Zayas Ma. de los Angeles, González Nancy. Incidencia de plagas en Policultivos de organopónicos. II. Nematodos Fitoparásitos. Rev Protección Veg. 2002;7(1):54-58.

6. Fernández E, Pérez M, Gandarilla H, Vázquez R, Fernández M, Peneque M, et al. Guía para disminuir infestaciones de Meloidogyne spp. mediante el empleo de cultivos no susceptibles. Boletín Técnico de Sanidad Vegetal. 1998;4(4):1-18.

7. Gandarilla Hortensia. Algunos aspectos sobre las principales especies de fitonemátodos asociadas a los cultivos de plantas ornamentales. Fitosanidad. 2005;9(2):49-57.

8. Gandarilla Hortensia, Fernández E. Registro actualizado de fitonematodos en plantas ornamentales de Cuba. Fitosanidad. 2002;6(3):9-27.

9. Hernández A, Morell F, Ascanio MO, Borges Y, Morales M, Yong A. Cambios globales de los suelos ferralíticos rojos lixiviados (Nitisoles Ródicos Eútricos) de la provincia La Habana. Revista Cultivos Tropicales. 2006;27(2):41-50.

10. Hirsch PR, Atkins SD, Mauchiline TH, Morton CO, Davies KG Kerry BR. Methods for studying the nematophagous fungus Verticillium chlamydosporium in the root environment. Plant Soil. 2001;232:21-30.

11.Kerry BR. (): Exploitation of the Nematophagous Fungus Verticillium chlamydosporium Goddard for the Biological Control of Root-knot Nematodes (Meloidogyne spp.) In: Butt TM, Jackson C, Magan N, editors. Fungi as Biocontrol Agents: Progress, Problems and Potential. CAB International, Wallingford. Chapter 5; 2001. p. 155-168.

12.Kerry BR, Bourne Joanna. The importance of rhizosphere interactions in the biological control of plant parasitic nematodes-a case study using Verticillium chlamydosporium. Pestic Sci. 1996;7(1):69-75.

13.Kerry BR, Bourne Joanna, editors. A Manual for Research on Verticillium chlamydosporium, a Potential Biological Control Agent for Root-Knot Nematodes. IOBC/WPRS, University of Gent; 2002.

14.López-Llorca LV, Bordallo JJ, Salinas J, Monfort ML, López-Serna ML. Use of light and scanning electron microscopy to examine colonization of barley rhizosphere by the nematophagous fungus Verticillium chlamydosporium. Micron. 2002;33:61-67.

15.Rodríguez A. La agricultura Urbana en Cuba. Impactos económicos, sociales y productivos. Revista Bimestre Cubana. 2004;XCV(20):115-137.

16.S.A.S. Statistical Analysis System, Release 8.02. SAS Institute Inc, Cary, North Caroline, USA; 2001.

17.Stirling GR, Licastro KR, West LM, Smith LJ. Development of commercially acceptable formulations of the nematophagous fungus Verticillium chlamydosporium. Biol Control. 1998;11:217-223.

18.Tennant D. A test of the modified line intercept method of estimating root length. J Ecol. 1975;63:995-100.

(Recibido 11-1-2007; Aceptado 9-4-2007)