Trabajo original

 

 

EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE EL HONGO ENTOMOPATÓGENO Nomuraea rileyi (FARLOW) SAMSON Y SU EFECTIVIDAD SOBRE Spodoptera frugiperda J. E. SMITH

 

EFFECT OF TEMPERATURE ON THE ENTOMOPATHOGENIC FUNGUS Nomuraea rileyi (FARLOW) SAMSON AND ITS EFFECTIVENESS ON Spodoptera frugiperda J.E. SMITH

 

 

Yuselinda Céspedes, E. del Pozo, Irma García y A. Méndez

Departamento de Sanidad Vegetal, Facultad de Agronomía, Universidad Agraria de La Habana, Carretera de Tapaste y Autopista Nacional, San José de las Lajas, La Habana, Cuba. Correo electrónico: [e-mail]

 

 

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RESUMEN

El presente trabajo se desarrolló con el objetivo de evaluar el efecto de la temperatura en la acción del aislamiento Nr-003 de Nomuraea rileyi (Farlow) Samson sobre larvas de Spodoptera frugiperda J. E. Smith en condiciones de laboratorio. Mediante un diseño completamente aleatorizado, con tres repeticiones, se evaluó el efecto de las temperaturas de: 22 ± 1⁰C, 24 ± 3⁰C, 27 ± 1⁰C y 30 ± 1⁰C sobre la mortalidad, el desarrollo del hongo sobre el insecto y la producción de conidios en las larvas muertas por la acción de N. rileyi, así como la virulencia sobre larvas del tercer instar de S. frugiperda. Dentro de la condiciones ensayadas se encontró un marcado efecto de la temperatura sobre la mortalidad de larvas de S. frugiperda por el aislamiento N-003 de N. rileyi, observándose que, tanto el porcentaje de mortalidad como el de larvas cubiertas por el hongo, así como la virulencia (TL₅₀), se vieron favorecidas por las temperaturas más bajas. Asimismo, se demostró que la temperatura y la concentración del inóculo utilizado no tuvieron efecto sobre la producción de conidios de N. rileyi en larvas de S. frugiperda.

Palabras clave: Nomuraea rileyi; Spodoptera frugiperda; virulencia

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ABSTRACT

The present work was developed with the objective of evaluating the effectiveness of the isolate Nr-003 of the entomopathogenic fungus N. rileyi (Farlow) Samson on S. frugiperda J. E. Smith larvae in laboratory. With a completely randomized design, with three repetitions, the effect of different temperatures: 22 ± 1⁰C, 24 ± 3⁰C, 27 ± 1⁰C and 30 ± 1⁰C on larvae mortality, the development of the fungus on the dead larvae, the conidial production and virulence of the isolate Nr-003 of N. rileyi were evaluated. Among the conditions assayed, there was an evident effect of temperature on S. frugiperda larvae mortality by the isolate Nr-003 of N. rileyi. The percentage of larval mortality, as well as the sick larvae and the virulence (TL₅₀), were favored by lower temperatures. It was also demonstrated that the temperature and the inoculum concentration used did not have any effect on the conidial production on dead larvae surfaces.

Key words: Nomuraea rileyi; Spodoptera frugiperda; virulence

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INTRODUCCIÓN

El maíz (Zea mays L.), después del trigo, es considerado el cereal más cultivado en el mundo ya que en el año 2006 su producción fue de 692,338 millones de toneladas (1). Este cereal es utilizado tanto en Cuba como en el mundo en la alimentación humana y animal (2,3). Diversos son los organismos nocivos que afectan al cultivo, pero el de mayor importancia es S. frugiperda o "palomilla del maíz" (4). La importancia de esta última está dada no solo a los daños que causa, sino especialmente a lo difícil de su control (5). Durante muchos años, en el mundo se han utilizado los plaguicidas químicos para minimizar los daños que producen esta y otras plagas (6). Estos plaguicidas, frecuentemente, no han sido completamente efectivos y han traído consigo perjuicios económicos y perturbación a los agroecosistemas.

Los hongos entomopatógenos constituyen una alternativa potencial en el control biológico de insectos plagas en la agricultura siendo la mayoría, además, inocuos al medio ambiente, el hombre y los animales (7, 8). Por su potencialidad como agente de control de insectos nocivos de importancia en Cuba se encuentra, entre otros, la especie N. rileyi, la cual ha sido señalada como un eficaz agente de control biológico, fundamentalmente contra larvas de lepidópteros de la familia Noctuidae (9, 10). Algunos de los aislamientos estudiados de N. rileyi son el Nr-001, Nr-002 y Nr-003, llegándose a conocer aspectos importantes de su virulencia y producción (11). Dos de los aspectos más importantes en el uso exitoso de estos hongos en el control biológico de plagas son su efectividad y la persistencia del inóculo en el campo; por lo tanto, una de las principales limitantes para su utilización es la eventual ocurrencia de condiciones ambientales adversas tales como altas temperaturas, baja humedad relativa, radiación ultravioleta, entre otros (12).

El presente trabajo se desarrolló con el objetivo de evaluar el efecto de la temperatura sobre la efectividad del aislamiento Nr-003 de N. rileyi en larvas de S. frugiperda, en condiciones de laboratorio.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para la realización de los ensayos se utilizó el aislamiento Nr-003 de N. rileyi obtenido a partir de larvas infectadas por S. frugiperda colectadas en el municipio de Quivicán, La Habana. Este aislamiento es conservado en el cepario del laboratorio de Sanidad Vegetal de la Facultad de Agronomía de la Universidad Agraria de La Habana (UNAH).

Efecto de la temperatura sobre la mortalidad de larvas de S. frugiperda por el aislamiento Nr-003 de N. rileyi

Para este ensayo se localizó un campo cultivado de maíz, no sometido a tratamientos químicos, ni biológicos, donde se colectaron larvas del tercer instar de S. frugiperda, las cuales se llevaron al laboratorio y se sometieron a un proceso de selección, de acuerdo a su talla, color y vigor para obtener una muestra homogénea. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado con cuatro tratamientos, con tres repeticiones, colocando 10 insectos por repetición, para un total de 120 larvas de S. frugiperda.

Para la inoculación, las larvas se colocaron en una placa Petri sobre una lámina fina de una suspensión de esporas del hongo, con una concentración de 8 x 10⁷ conidios.mL^-1, durante 1 min. Las larvas se extrajeron y se colocaron individualmente en placas Petri que contenían suficiente alimento (maíz), el cual se cambió diariamente. Los grupos formados se colocaron en incubadoras con diferentes condiciones de temperatura: 22 ± 1⁰C, 27 ± 1⁰C y 30 ± 1⁰C y 24 ± 3,1⁰C (temperatura ambiente).

En número de larvas muertas se determinó cada 24 horas y se calculó el porcentaje de mortalidad a los 3, 5, 7 y 9 días post-inoculación. Los resultados obtenidos se transformaron según la expresión arcsenÖp y se procesaron mediante un Análisis de Varianza de Clasificación Simple y las medias se compararon mediante la prueba de Tukey al 5%.

Además, se determinó el porcentaje de larvas cubiertas por el micelio del hongo a los 5, 7, 9 y 16 días, para lo cual se mantuvieron dentro de las incubadoras y se contaron aquellas que comenzaban a adquirir una coloración blanquecina.

Efecto de la temperatura sobre la virulencia del aislamiento Nr-003 de N. rileyi sobre larvas de S. frugiperda

El procedimiento para el montaje y evaluación de este ensayo fue similar al descrito anteriormente, excepto que se utilizó un total de 90 larvas, las cuales fueron expuestas a dos condiciones de temperatura 24± 3.1 (temperatura ambiente) y 27 ± 1⁰C, seleccionadas a partir de las exigencias del análisis a realizar. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado con dos tratamientos y un testigo. Se determinó la relación tiempo-mortalidad para la dosis utilizada (8 x 10⁷ conidios.mL^-1, a través de un análisis de Probitas, calculándose el tiempo letal medio (TL₅₀). Este al ser un análisis de regresión no admite valores cero ni cien, y solo en estas dos condiciones de temperatura existían los tres o más pares de datos necesarios.

Producción de conidios del aislamiento Nr-003 de N. rileyi sobre larvas muertas de S. frugiperda en dos condiciones de temperatura

Se colectaron larvas del tercer instar de S. frugiperda en un campo de maíz, ubicado en el huerto y organopónico de la granja "El Guayabal", en los meses de febrero a marzo de 2007. Las larvas colectadas se seleccionaron en el laboratorio y se inocularon con una suspensión de conidios de N. rileyi de 8 x 10⁷ conidios.mL^-1, divididas en dos grupos de 30 y expuestas a dos condiciones de temperatura: 22 ± 1 y 24 ± 3,1⁰C, para un total de 60 larvas de S. frugiperda.

Después de 17 días, de cada grupo se seleccionaron 20 larvas infectadas para determinar la producción de conidios. Las larvas se pesaron individualmente en una balanza analítica, y se colocaron en frascos erlenmeyers de 100 mL que contenían 50 mL de una solución de agua destilada más Tween 80 al 0,05%. Posteriormente, estos se colocaron en una zaranda durante 15 min., a 120 golpes.min^-1. Una vez obtenidas las suspensiones conidiales se realizó el conteo de conidios en una cámara de Neubauer.

Con los datos obtenidos se determinó el número de conidios por gramo de larva y para el procesamiento de los mismos, previamente fueron transformados a su logaritmo (log₁₀). Se utilizó un Análisis de Varianza de Clasificación Simple.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Efecto de la temperatura sobre la mortalidad de larvas de S. frugiperda con el aislamiento Nr-003 de N. rileyi

Los análisis estadísticos realizados para el primer (tres días) y segundo (cinco días) momento de evaluación no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos como puede observarse en la Tabla 1. Para el tercer momento de evaluación el resultado de la comparación de medias muestra diferencias significativas entre los tratamientos y los mayores porcentajes se obtuvieron en las temperaturas inferiores. Es de destacar que a los siete días se alcanzó el 100 % de larvas muertas en la variante 22ºC, difiriendo esta del resto de los tratamientos. El análisis estadístico realizado para el cuarto momento de evaluación (nueve días) mostró diferencias significativas entre los tratamientos, obteniéndose la mayor mortalidad en la condición de 24°C. Como se puede observar, hubo mortalidad de larvas de S. frugiperda en este momento para las cuatro condiciones de temperatura evaluadas. La menor mortalidad se alcanzó en la variante de 30°C, en la cual se detectaron larvas muertas solo a los nueve días, y no sobrepasó el 10%.

Los resultados obtenidos corroboran lo informado por Devi (13), quien afirma que el rango óptimo de temperatura de este y otros hongos entomopatógenos, para su desarrollo, patogenicidad y sobrevivencia, fluctúa entre 20 y 30ºC.

En otros estudios se señala que el valor óptimo para la infección de Helicoverpa armigera (Boddie), por N. rileyi es 20°C, donde encontraron el menor porcentaje de mortalidad en aquellos tratamientos con mayores valores de temperatura, como es el caso de 30°C, afirmando que esta no es una temperatura óptima para la infección del hongo (14).

En la Figura 1 se puede observar la dinámica de aparición de las larvas atacadas por N. rileyi en los diferentes momentos de evaluación. Como se aprecia, los mayores porcentajes se obtuvieron a las temperaturas de 22 y 24°C, los cuales fueron de 100 y 97%, respectivamente, seguido por la temperatura de 27°C, con un 60%.

A partir del quinto día, se puede observar que comienza a aparecer el hongo sobre el integumento de la larva muerta para las diferentes temperaturas utilizadas, excepto para 30°C, en la cual no se apreció efecto del hongo durante todo el período de evaluación. En otros estudios los resultados alcanzados a temperaturas de 30 y 34ºC, muestran una baja mortalidad en larvas de Anticarsia gemmatalis Hübner y no observaron el micelio del hongo cubriendo las larvas muertas (15).

En otros estudios de laboratorio se analizó la virulencia de N. rileyi en Spodoptera litura (Fabricius) bajo condiciones reguladas de temperatura, encontrándose que a 25 ± 1°C N. rileyi indujo micosis, lo que demuestra que esta es una temperatura en la que se desarrolla este entomopatógeno, coincidiendo con los resultados obtenidos en este estudio. Sin embargo a 32 ± 2°C no observaron la acción de N. rileyi, debido a los efectos adversos que provocan las altas temperaturas sobre la acción patogénica de este hongo (16), aspecto este que coincide con los resultados obtenidos en este trabajo cuando se utiliza temperatura de 30°C.

Las larvas enfermas, después de varios días adquirieron una coloración verde pálido a verde malaquita. Se señala, además, que después de la acción de N. rileyi las larvas inicialmente tienen una coloración blanca, y posteriormente, los conidios verde pálido producidos son fácilmente desprendidos y transportados por el viento (17).

Los resultados obtenidos indican que el aislamiento Nr-003 de N. rileyi pudiera ser efectivo contra las larvas de S. frugiperda en aquellos periodos del año en que las temperaturas promedios se encuentren alrededor de los 24°C, como suele suceder en la provincia de La Habana, durante el invierno.

Efecto de la temperatura sobre la virulencia del aislamiento Nr-003 de N. rileyi sobre larvas de S. frugiperda

Como se puede apreciar en la Tabla 2, para ambas condiciones, existió una correlación positiva entre el tiempo y la mortalidad de las larvas, aunque el coeficiente de regresión de la ecuación resultó mayor para la temperatura de 24°C, sugiriendo una mayor respuesta del proceso evaluado en estas condiciones. El tiempo letal medio (TL₅₀) calculado fue de 5,94 días para la variante de 24°C, mientras que cuando la temperatura fue de 27°C, resultó ser de 7.78 días, o sea, el hongo resultó más virulento en la temperatura más baja, resultado este que corrobora lo encontrado en el ensayo anterior, donde se obtuvo un mejor efecto del hongo en las temperaturas más frescas.

Por otro lado, coincide con otros autores que afirmaron haber obtenido con las temperaturas más altas un menor porcentaje de mortalidad y valores más altos de tiempo letal medio, y señalaron que el valor óptimo de temperatura para el efecto del hongo sobre H. armigera fue de 20°C, con un 95% de mortalidad y un TL₅₀ de 5,8 días, mientras que a 30°C se obtuvo solo un 18% de mortalidad, significando que esta no es una temperatura favorable para la infección de este hongo (14).

Otros autores obtuvieron valores similares de tiempo letal medio con el aislamiento Nr-003 de N. rileyi sobre larvas de S. frugiperda, 4,6 y 4,9 días (18, 19), mientras que, para una dosis de 10⁷ conidios. mL^-1, los valores de tiempo letal medio para larvas de H. armigera y S. litura F. fueron de 6,33 y 6,67 días, respectivamente (12). Para la primera de estas dos especies, también se ha señalado una efectividad del hongo de un 70% (20).

Para otros aislamientos nativos de N. rileyi, Nr-001 y Nr-002, en trabajos anteriores con larvas de S. frugiperda se han obtenido valores de TL₅₀ de 5,72 y 6,87 días, respectivamente (21), con lo cual se corrobora que distintos aislamientos de un mismo microorganismo entomopatógeno pueden presentar diferencias en su virulencia sobre un mismo insecto (12, 22).

Por otro lado, se sugiere que el efecto de la temperatura en el proceso infectivo depende de la interacción hospedante-aislamiento fungoso, y que la selección de cepas candidatas para el control microbiano debe tener en cuenta no solo la temperatura óptima para el crecimiento del hongo, sino también la temperatura óptima para la infección del insecto por el mismo (23, 24), sin olvidar el posible efecto que puede ejercer la planta hospedante, el llamado "efecto tritrófico" (25, 26).

Los resultados obtenidos muestran que S. frugiperda pudiera expresar una mayor susceptibilidad al aislamiento Nr-003 de N. rileyi en aquellas épocas del año donde los valores de temperaturas estén alrededor de los 24°C, ya que en estas condiciones, el hongo demora menos tiempo en ejercer su acción patogénica sobre el insecto, en relación con temperaturas más altas.

Producción de conidios del aislamiento Nr-003 de N. rileyi sobre larvas muertas de S. frugiperda en dos condiciones de temperatura

El análisis estadístico realizado no mostró diferencias significativas entre los tratamientos, como puede apreciarse en la Tabla 3. En ambos tratamientos, la producción de conidios alcanzó valores del orden de 10¹⁰ conidios.g^-1 de larva muerta, aunque fue algo superior en la variante de 22⁰C.

Los resultados obtenidos en este ensayo son similares a los informados cuando se comparó la producción de conidios por larva en distintos instares larvales de S. litura, donde se obtuvo una producción de 3,5 x 10¹⁰ conidios.g^-1 de larva (27). Por otro lado, se registró, en condiciones de campo, una esporulación de 3,80 x 10⁹ y 7,01x 10⁹ conidios.g^-1 de cadáver, mientras que en condiciones de laboratorio la máxima esporulación fue de 5,67 x 10⁹ conidios.g^-1 de cadáver y la mínima fue de 2,0 x 10⁸ (28). Es importante destacar que estos resultados dependen en gran medida de las condiciones bajo las cuales estén sometidas las larvas inoculadas y de la virulencia del aislamiento.

Es importante tener esto en cuenta para una futura utilización del hongo como agente de control, ya que el inóculo inicial podría tener una baja concentración, pero si se dan las condiciones, el potencial de inóculo podría resultar considerable, siendo esto ventajoso para propiciar epizootias tempranas del hongo en el campo, ya que cuando las larvas mueren, se convierten en fuente de inóculo y foco de la infección (17).

Es de destacar que la información obtenida en este ensayo es de gran importancia, pues se demostró que en las condiciones evaluadas el aislamiento Nr-003 de N. rileyi es capaz de producir gran número de conidios sobre los cadáveres de S. frugiperda. La capacidad de un hongo entomopatógeno de esporular profusamente sobre el cadáver del insecto hospedante brinda la posibilidad de contar con el potencial de inóculo requerido para el desarrollo de futuras epizootias en el campo.

 

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(Recibido 7-4-2008; Aceptado 7-10-2008)