Biocontrol de enfermedades de la madera de vid usando Trichoderma spp.

LA INESTIGACION QUE DERIVÓ EN ESTE FOLLETO FUE FINANCIADA POR LA FUNDACION PRODUCE DE BAJA CALIFORNIA

CICESE. Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, C.P. 22860, Ensenada, B.C. México. [email protected] Teléfono: 01(646)175-05-00 ext. 27063

Francisco Javier Morales Santos César Valenzuela Solano Rufina Hernández Martínez

Page 22 CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y DE EDUCACIÓNSUPERIOR DE ENSENADA, BAJA CALIFORNIA Director General Dr. Federico Graef Ziehl

Director de la División de Biología Experimental y Aplicada Dr. Alexei F. Licea Navarro INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS

Director General Dr. Pedro Brajcich Gallegos Director regional del CIR-noroeste. Dr. Erasmo Valenzuela Cornejo Dirección de Coordinación y Vinculación Estatal en Baja California Ing. Mario Camarillo Pulido FUNDACIÓN PRODUCE PARA LA INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA Y FORESTAL DEL ESTADO DEBAJA CALIFORNIA, A. C.

Presidente Sra. Carmen Quintana Sámano Gerente Ing. Luis Manuel Pérez Valencia

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Uso de trichoderma spp. para el control de enfermedades de la madera en vid

M. en C. Francisco Javier Morales Santos

Técnico del laboratorio de fitopatología del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California

Dra. Rufina Hernández Martínez

Investigadora en fitopatología del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California

César Valenzuela Solano

Investigador de manejo de suelo y agua del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California Junio 2013

Page 20 Derechos reservados 2013

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. CICESE. Km 107 Carretera TijuanaEnsenada. Código Postal 22860 Ensenada, Baja California. MEXICO

El contenido de esta publicación podrá ser reproducido total o parcialmente con fines de divulgación, siempre y cuando se dé el crédito correspondiente a los autores, al Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California y al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales , Agrícolas y, Pecuarias. Campo Experimental Valle de Mexicali

Primera Edición 2013 Impreso y hecho en México

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Tabla de contenido Uso de Trichoderma spp. para el control de enfermedades de la madera en vid……………………………………………….. 1 Introducción……………………………………………………….….1 Antecedentes ………………………………………………………..2 Biocontrol……………………………………………………………..6 Mecanismos de biocontrol de Trichoderma…………………...… 6 Biocontrol de patógenos de la madera de vid con Trichoderma spp……………………………………………………..8 Cepas de Trichoderma locales vs cepas comerciales……… ….9 Producción masiva y escalabilidad de Trichoderma spp……… 15 Conclusiones………………………………………………………...18 Literatura citada……………………………………………………..19

Figura 1. Enfermedades de la madera y sus agentes causales. 4 Figura 2. Conidióforos y esporas de Trichoderma spp. …………7 Figura 3. Efectos de Trichoderma spp. sobre hongos fitopatógenos………………………………………………...8 Figura 4. Cepas de Trichoderma spp. aisladas de viñedos de Valle de Guadalupe ……………………………..…….. 9 Figura 5. Ensayos de competencia por Inhibición del crecimiento de D. seriata por parte de T. gamsii (T6)…………..10 Figura 6. Interacciones microscópicas entre Trichoderma spp. y L. theobromae. ………………………………………………11 Figura 7. Porcentaje de inhibición del crecimiento de cinco especies de la familia Botryosphaeriaceae…………….11

Page 18 Figura 1. Enfermedades de la madera y sus agentes causales. 4 Figura 2. Conidióforos y esporas de Trichoderma spp. ………… Figura 3. Efectos de Trichoderma spp. sobre hongos fitopatógenos…………………………………………. Figura 4. Cepas de Trichoderma spp. aisladas de viñedos de Valle de Guadalupe Figura 5. Ensayos de competencia por Inhibición del crecimiento de D. seriata por parte de T. gamsii (T6). Figura 6. Interacciones microscópicas entre Trichoderma spp. y L. theobromae. Figura 7. Porcentaje de inhibición del crecimiento de cinco especies de la familia Botryosphaeriaceae por competencia con ocho cepas de Trichoderma

Los sustratos líquidos que se probaron fueron 50 ml de una solución de jugo V8 (150 ml/L), jugo V8 suplementado con fertilizantes (hierro, micronutrientes, ácido fosfórico y nitrato de potasio), vegetales mixtos molidos (200g/L) y agua de coco. Al momento de la evaluación, se observó que sólo T3 produjo mayor cantidad de esporas en medio V8 (Figura 9). Esto puede ser debido a que las cepas de Trichoderma pueden tener diferente sensibilidad a algunos de los micronutrientes, y a que tanto las verduras molidas como el agua de coco no aportan los suficientes nutrientes para el hongo.

CONCLUSIONES

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Tabla de contenido Uso de Trichoderma spp. para el control de enfermedades de la madera en vid……………………………………………….. 1 Introducción……………………………………………………….….1 Antecedentes ………………………………………………………..2 Biocontrol……………………………………………………………..6

Figura 8. Producción de esporas (UFC/g de sustrato) de cada cepa de Trichoderma en 100 gr de sustrato y 100 ml de fertilizante. Las barras indican la media ± 95% intervalo de confianza.

Mecanismos de biocontrol de Trichoderma…………………...… 6 Biocontrol de patógenos de la madera de vid con Trichoderma spp……………………………………………………..8 Cepas de Trichoderma locales vs cepas comerciales……… ….9 Producción masiva y escalabilidad de Trichoderma spp……… 15 Conclusiones………………………………………………………...18 Literatura citada……………………………………………………..19

Figura 1. Enfermedades de la madera y sus agentes causales. 4 Figura 2. Conidióforos y esporas de Trichoderma spp. ………… Figura 3. Efectos de Trichoderma spp. sobre hongos fitopatógenos…………………………………………. Figura 4. Cepas de Trichoderma spp. aisladas de viñedos de Valle de Guadalupe Figura 5. Ensayos de competencia por Inhibición del crecimiento de D. seriata por parte de T. gamsii (T6). Figura 6. Interacciones microscópicas entre Trichoderma spp. y L. theobromae. Figura 7. Porcentaje de inhibición del crecimiento de cinco especies de la familia Botryosphaeriaceae por competencia con ocho cepas de Trichoderma Figura 9. Producción de esporas (UFC/ml de sustrato) de cada cepa de Trichoderma en 50 ml de sustrato líquido. Las barras indican la media ± 95% intervalo de confianza. El (*) muestra diferencias significativas (P0.05). Tomada de Nieblas-Núñez (2012).

El uso de especies de Trichoderma para proteger las heridas de poda de vid de los agentes patógenos de enfermedades del tronco es una de las opciones potenciales para el control de las estas enfermedades. Las especies de estos hongos son los más utilizados para el biocontrol de hongos fitopatógenos que habitan el suelo, debido a que presentan una alta eficacia de control, se reproducen rápidamente, tienen plasticidad ecológica, estimulan los cultivos e inducen el sistema de defensa de la planta (Harman, 2004). El uso de Trichoderma spp. ha tenido resultados exitosos en la inhibición del crecimiento mi-

Página 5 celial de Cylindrocarpon spp. (Fourie, et al., 2001). La aplicación de Trichodemas ha demostrado ser igualmente o más efectiva que el uso de fungicidas como el benomilo (Kotze et al., 2011). Por otro lado, la utilización de micorrizas del género Glomus es una excelente estrategia de control biológico para la agricultura y silvicultura sustentables (Siddiqui y Pichtel, 2008), se ha comprobado su efecto en una amplia gama de patógenos, incluyendo a especies de Cylindrocarpon (Petit y Gubler, 2006). Las Glomus spp. son hongos que forman endomicrorrizas o micorrizas arbusculares (AM). La asociación planta- micorriza reduce el daño por los patógenos y mejora la salud y nutrición de la planta (Siddiqui and Pichtel, 2008). Existen reportes de la evaluación del uso de micorrizas para controlar el pie negro con resultados favorables (Petit y Gubler, 2006; Gubler, et al., 2004). Su efectividad en el control de otras enfermedades de la madera aún no se ha evaluado. Además de proporcionar un barrera biológica para la infección por heridas, los productos de control biológico que se basan en hongos pueden proporcionar una protección a largo plazo y constante. Las heridas de poda son los más susceptibles en las primeras cuatro semanas, pero puede infectarse hasta 16 semanas después (Gubler y col, 2001; Van Niekerk, 2008). Los fungicidas como benomil puede proporcionar un periodo de protección de 2 semanas de (Munkvold y Marois, 1993), en comparación con un período de ocho meses y más que pueden presentar los productos de control biológico (Kotze, 2008). Un gran número compuestos de control biológico basados en las especies de Trichoderma se han registrado en México e incluso existen muchos más que carecen de certificación y se comercializan, sin embargo su capacidad para actuar como inhibidores de hongos de la madera no ha sido evaluado.

Biocontrol El biocontrol es el uso de organismos para suprimir las poblaciones de uno o más organismos causantes de daños a especies de interés comercial. Los agentes de control biológico son organis-

Página 12 Tabla 1. Inhibición del crecimiento de varias especies asociadas a decaimiento por botriosferia, yesca y pie negro, por parte de 3 cepas de Trichoderma (T3, T5 y T6) y una Trichoderma comercial (T-22), en relación al antagonismo o inhibición directa y exposición a compuestos volátiles y no volátiles. Cepa

Porcentaje de inhibición

Antago nismo

Compuestos volátiles

Compuestos no volátiles

T3

T5

T6

T-22

Patógeno N. australe

54.8±2.6

75.5±1.8

95.7±0.2

49.9±2.0

D. seriata

57.8±6.3

52.5±3.2

82.0±3.9

46.6±2.1

N. vitifusiforme

40.9±4.3

65.8±1.8

78.8±1.9

43.4±1.5

D. corticola

54.1±0.8

54.6±2.7

94.4±0.3

56.2±1.7

L. theobromae

54.2±1.9

56.2±3.7

56.5±3.4

48.2±3.3

+/-

+

+

ND

+

+

+

ND

-

-

+/-

ND

N. australe

-

+

+

-

D. seriata

-

+

+

-

N. vitifusiforme

-

+

+

-

D. corticola

-

+

+

-

L. theobromae

-

+

+

-

Phaeoacremonium aleophilum Phaeomoniella chlamydospora Cylindrocarpon sp.

-

-

-

ND

-

-

-

ND

-

-

-

ND

N. australe

-

+

+

-

D. seriata

-

+

+

-

N. vitifusiforme

-

+

+

-

D. corticola

-

+

+

-

L. theobromae

-

+

+

-

Phaeoacremonium aleophilum Phaeomoniella chlamydospora Cylindrocarpon sp.

+

+

+

ND

-

+/-

+/-

ND

-

+/-

+/-

ND

Phaeoacremonium aleophilum Phaeomoniella chlamydospora Cylindrocarpon sp.

El porcentaje de inhibición se expresa en media ± 1 desviación estándar. El signo (+) expresa inhibición total, (+/-) denota que se observó crecimiento menor al control, (-) expresa que el crecimiento fue similar al control, y (ND) expresa que no fue determinado. Modificada de Plata-Caudillo (2010).

Página 11

Figura 6. Interacciones microscópicas entre Trichoderma spp. y L. theobromae. A) Lisis de una hifa de L. theobromae co-cultivada con T. harzianum T3. B) Enrollamiento de T. gamsii T6 sobre el patógeno. C) Malformaciones en una hifa de L. theobromae en un cultivo dual con la T. gamsii T6. Barras= 10µm. Tomado de Nieblas-Núñez (2012).

Página 6 mos antagonistas, es decir, son organismos que disminuyen las poblaciones de patógenos, actuando por medio del parasitismo, competencia por espacio y recursos o depredándolos directamente. También se consideran dentro del grupo a organismos que activan el sistema de defensa de las plantas (Krishna y Gardener, 2006). Dentro del grupo de organismos que son utilizados para el biocontrol de patógenos, se encuentran insectos, bacterias y hongos. Trichoderma es el género de uno de los hongos más utilizados como organismo de biocontrol en la agricultura. Pertenece a la familia de las Hypocreaceae y es la forma asexual (o anamorfo) del hongo Hypocrea (que es su teleomorfo) (Chaverri y Samuels, 2004) (Figura 1). Es un hongo saprófito cosmopolita, que se encuentra en suelos, tiene la capacidad de colonizar raíces y vivir como endófito en la planta (Bailey et al., 2008), además que el hongo coloniza el interior del tejido leñoso del tronco y del cordón, y puede volver a reaislarse hasta cinco años después de aplicado en planta (Hunt, 2004).

Mecanismos de biocontrol de Trichoderma Trichoderma es un antagonista natural de hongos fitopatógenos y presenta varios mecanismos de biocontrol para la inhibición de éstos últimos: Competencia por recursos. Trichoderma coloniza sustratos en tiempos muy cortos, además de su capacidad de utilizar diversas fuentes de carbono (Chet et al., 1997), por lo que puede excluir el crecimiento de los hongos fitopatógenos (Papavizas, 1985).

Figura 7. Porcentaje de inhibición del crecimiento de cinco especies de la familia Botryosphaeriaceae por competencia con ocho cepas de Trichoderma. Las barras de error denotan las desviaciones estándar. Los valores marcados con la misma letra no son estadísticamente diferentes (p