Presencia de Aspergillus flavus, contaminante del maíz con micotoxinas, en lotes de Santiago del Estero, norte de Córdoba y este de Tucumán

Autores: Barontini, J. 1 ; Druetta, M. 3 ; Luna, I. M. 3 ; Torrico, A. K. 1,2 ; Chulze, S. N. 4 ; Giménez Pecci, M. P. 1,2 .

1 Unidad de Fitopatología y Modelización Agrícola (UFyMA)-CONICET, Córdoba. 2 Instituto de Patología Vegetal (IPAVE) CIAP - INTA, Córdoba. 3 EEA Quimilí (INTA), Santiago del Estero. 4 IMICO (CONICET) (UNRC), Río Cuarto, Córdoba. Correo: barontini.javier@inta.gob.ar

Presencia de Aspergillus flavus en lotes de maíz de Santiago del Estero, norte de Córdoba y este de Tucumán

Identificar la presencia de este hongo, contaminante del maíz con micotoxinas, es clave para conocer la potencialidad toxicológica del patógeno y desarrollar estrategias de manejo efectivas en la región.

Palabras Claves:

Micotoxinas; A. flavus; Patógenos; Híbridos de Maíz.

Argentina se encuentra entre los líderes mundiales en producción de maíz, ocupando el sexto lugar como productor y oscila entre el tercero y cuarto como exportador. En la campaña 2018/19, el país produjo alrededor de 57 millones de toneladas. La región conformada por la provincia de Santiago del Estero, este de Tucumán y norte de Córdoba es responsable de entre 10 y 20 % de la producción nacional, dependiendo de los factores climáticos propios de cada ciclo agrícola.

El cambio climático, la incursión de nuevos híbridos adaptados a diferentes ambientes, el perfeccionamiento de la gestión productiva, la mejora de los precios internos y el incremento de la demanda de exportación mundial, sustentan el avance continuo de la frontera agrícola sobre esta área marginal, desplazando a la tradicional producción ganadera. Dicha situación se evidencia desde finales de la década del 90, cuando el cultivo de maíz adquirió un rol protagónico en la economía local.

Esta región se encuentra entre los 26° y 30° de latitud Sur, con temperaturas medias anuales entre 18 y 22 °C y precipitaciones anuales entre 600 y 1200 mm. Allí el cultivo de maíz explora un ambiente con fertilidad variable y estreses hídricos y térmicos que debilitan a la planta y la predisponen a diferentes patógenos como especies de los géneros Aspergillus, Fusarium, Penicillium y Diplodia, responsables de la podredumbre de la espiga. Estos hongos, además de deteriorar la calidad de los granos y producir mermas de rendimiento, contaminan con micotoxinas, tanto en la pre como en la poscosecha del cultivo.

Aspergillus flavus es un hongo cosmopolita y patógeno de humanos, animales y plantas. Produce micotoxinas tales como aflatoxinas y ácido ciclopiazónico, siendo el estado de floración del maíz el más vulnerable al ingreso de este patógeno, principalmente después de la polinización y hasta la senescencia de los estigmas.

Las aflatoxinas son metabolitos tóxicos secundarios que al ser inhalados, ingeridos o absorbidos por la piel presentan una potente actividad hepatotóxica, teratogénica, inmunosupresora y mutagénica. El ácido ciclopiazónico tiene efecto tóxico y produce necrosis de hígado, convulsiones y lesiones de miocardio en animales. Para la exportación de granos de maíz, la Unión Europea establece el límite máximo de aflatoxinas totales en 4 ppb, mientras que en Argentina y Estados Unidos, la normativa permite hasta 20 ppb.

A partir del 2016, numerosos híbridos de maíz sembrados en la región en estudio experimentaron quiebre de resistencia frente al ataque del “cogollero de la espiga” (Spodoptera frugiperda), lo que incrementó los problemas de podredumbre de espiga, la infección por A. flavus y la contaminación con aflatoxinas.

Para analizar la situación de los lotes comerciales de maíz de las provincias de Santiago del Estero y zonas aledañas de Córdoba y Tucumán, se registró la presencia de A. flavus en espigas de maíz colectadas a campo durante las campañas agrícolas 2015/16 y 2016/17.

Para ello se tomaron 10 espigas de maíz, en madurez fisiológica y previo a la cosecha, por lote comercial, en 8 localidades representativas de la región (Sachayoj, Quimilí, Sumampa, Bandera, Santiago del Estero, Santa Rosa de Leales, V. de Tulumba y Rayo Cortado) (Figura 1). Las espigas de cada muestra se trillaron con el objetivo de formar una muestra compuesta y se secaron en estufa

Figura 1

Localidades evaluadas y representativas de las provincias de Santiago del Estero, norte de Córdoba y este de Tucumán, en las campañas agrícolas 2015/16 y 2016/17.

a 38 ºC durante 72 horas para lograr humedad final menor a 12 %. Se tomaron 100 gramos de cada muestra, se desinfectaron superficialmente con hipoclorito de sodio al 1 % y cuatro lavados de agua destilada. Se sembraron por duplicado en los medios DRBC y DG18 y se incubaron en estufa durante 7 días a 25 °C. Los hongos que crecieron sobre los granos y que presentaban características similares a las de A. flavus fueron transferidos a medio MEA, permaneciendo en estufa durante 7 días a 25 °C (Pitt y Hocking, 2009). Posteriormente, se determinó la especie mediante clave taxonómica para la identificación de especies del género Aspergillus según Klich (2002).

De las cepas crecidas, se tomó una alícuota del micelio, se le extrajo el ADN, se corroboró la especie a través de la técnica de PCR (González Salgado et al. 2011) y se confirmó la identidad por la amplificación de una banda esperada de 490 pares de bases.

De la región en estudio y de ambas campañas agrícolas, se aislaron 58 cepas de A. flavus (Figura 2).

En la campaña 2015/16, la localidad de Quimilí registró la mayor cantidad de aislados, mientras que en la campaña 2016/17, las localidades de Bandera y Santiago del Estero fueron las que registraron la mayoría de las cepas aisladas (Figura 3). Respecto a lo ocurrido en la localidad de Quimilí, puede estar asociado a las menores precipitaciones, debido a que la campaña 2015/16 fue más seca que la 2016/17 (771 mm vs 1.032 mm, respectivamente). Por su parte, en las localidades de Bandera y Santiago del Estero las precipitaciones fueron

Aspergillus flavus en espiga de maíz.

Figura 2 B

Crecimiento de A. flavus en medio de cultivo.

muy buenas y similares en ambas campañas, por lo que la mayor cantidad de cepas aisladas en 2016/17 respecto a 2015/16 podría asociarse a la presencia de insectos plaga que dañan las espigas y son la puerta de ingreso de éste y otros patógenos (Barontini et al. 2019).

De esta manera se puede concluir que: • Se encontraron cepas de A. flavus en la totalidad de las localidades muestreadas durante las campañas 2015/16 y 2016/17. Estas formarán parte de posteriores

Figura 2 A

estudios de toxicidad y posibilidad de desarrollo de estrategias de manejo del patógeno basadas en control biológico. La cantidad de A. flavus en la localidad de Quimilí fue mayor en la campaña agrícola 2015/16, que registró menores precipitaciones a las de la campaña siguiente. En este trabajo se corrobora que en la región estudiada, la infección con A. flavus ocurre en precosecha, con el cultivo en el lote de producción. Esto implica un serio inconveniente en la poscosecha del cultivo frente a la posible contaminación de los granos con micotoxinas.

La provincia de Santiago del Estero junto con sus regiones colindantes de Córdoba y Tucumán poseen características climáticas que favorecen el desarrollo de A. flavus y la producción de micotoxinas. Identificar la presencia de este hongo en los híbridos utilizados en la región es de suma importancia para conocer la potencialidad toxicológica del patógeno y para desarrollar estrategias que permitan mitigar la contaminación con aflatoxinas y los futuros problemas en la etapa de comercialización del grano.

El incremento en la superficie destinada a este cultivo se evidencia año tras año, por lo que la complejidad asociada a las micotoxinas es una problemática con graves implicancias económicas. Estrategias de manejo como elección de híbridos, fecha de siembra, rotación de cultivos, fertilización, control de malezas y plagas, y cosecha anticipada, son herramientas que deben sumarse a las estrategias de control biológico del patógeno. Para ello es necesario conocer las características adaptativas de A. flavus a cada región, tal como se viene realizando en la zona núcleo de Argentina.

Figura 3

Cantidad de aislados de Aspergillus flavus colectados en espigas de maíz, de plantas en pie, en localidades de la provincia de Santiago del Estero, norte de Córdoba y este de Tucumán.

Bibliografía

Barontini, J., et al., 2019. “Aspergillus flavus y Producción de Aflatoxinas en distritos agroclimáticos de Santiago del Estero y colindantes de Córdoba y Tucumán". III Jornadas de Microbiología. San Miguel de Tucumán, Tucumán, Argentina. González Salgado, A.., et al., 2011. Microbial Toxins. Vol. 739. editado por Holst, O. y Totowa, N. J. Humana Press. Klich, M. A. 2002. Identification of Common Aspergillus Species. Ultrecht: Central bureau Voor Schimmel C. Pitt, J. y Hocking, A. 2009. Fungi and Food Spoilage. Boston, MA: Springer US.

Encuentre el presente trabajo en www.aapresid.org.ar - PUBLICACIONES

Autores: Almada, M.S.; Szwarc, D.E.

INTA EEA Reconquista Correo: almada.melina@inta.gob.ar; Szwarc.diego@inta.gob.ar.

Parámetros biológicos del gusano cogollero en maíz Bt y No Bt en dos momentos del cultivo

Se evaluaron parámetros biológicos de S. frugiperda en dos estados fenológicos de maíz Bt y no Bt para contribuir al conocimiento y manejo de la plaga.

Palabras Claves:

Plagas; Spodoptera frugiperda; Maíces Bt; Manejo.

Introducción

Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), conocida vulgarmente como “gusano cogollero” del maíz (Zea mays L.) u “oruga militar tardía”, es considerada la plaga principal de maíz y actúa como plaga secundaria en algodón, arroz y algunas hortalizas, entre otros cultivos, con amplia distribución en América (Sparks, 1979; Busato et al., 2004). El gusano cogollero es una especie polífaga, presenta una alta tasa reproductiva, amplio rango de hospedadores (Capinera 1999) y la habilidad de migrar largas distancias (Sparks, 1979; Murua & Virla, 2004), lo que incrementa significativamente su potencial como plaga (Figueiredo et al., 2005).

Una de las estrategias utilizadas para controlar al gusano cogollero consiste en utilizar maíces genéticamente modificados que expresan toxinas derivadas de la bacteria Bacillus thuringiensis, denominados maíces Bt. Estas plantas resistentes a insectos fueron modificadas para expresar toxinas de tipo proteico (genes Cry y Vip), obtenidas de distintas cepas de B. thuringiensis. Una de las principales desventajas de esta tecnología representa el desarrollo de resistencia. En este sentido, se reportaron casos de evolución de resistencia a campo y laboratorio a ciertas toxinas Bt en diversas partes del mundo (Huang et al., 2014; Chandrasena et al., 2018).

Por otro lado, se han demostrado variaciones en la concentración de las toxinas Cry en los tejidos vegetales, lo que afecta el control y acelera la evolución de resistencia del gusano cogollero en maíz Bt debido a la exposición a dosis subletales de toxina (Zenner De Polanía et al., 2009). Además, factores como el estado fenológico de las plantas y características físicas y químicas de las hojas pueden afectar el comportamiento del gusano cogollero en el cultivo (Crocomo & Parra, 1985).

Para contribuir al conocimiento y manejo de la plaga en el cultivo de maíz, se propuso evaluar en laboratorio algunos parámetros biológicos de S. frugiperda en dos estados fenológicos del cultivo maíz Bt y no Bt.

Materiales y métodos

El trabajo se llevó a cabo durante la campaña 2018/19 en el campo de la Estación Experimental Agropecuaria de INTA Reconquista (29°11’ S - 59°52’ W), provincia de Santa Fe. Para los ensayos, se utilizaron dos híbridos comerciales: uno Bt (Maíz DK 72-10 VT3P®) y otro híbrido sin el evento Bt (DK72-10 RR®) con tolerancia únicamente al herbicida glifosato. El sistema fue de siembra directa, en condiciones potenciales.

El cultivo fue sembrado el 17/10/2018, el manejo agronómico del mismo se realizó de acuerdo a las prácticas de cultivo comunes en la región, con aplicación de insumos de síntesis química. Los bioensayos se realizaron en dos momentos correspondientes a estados fenológicos de la planta, V2 y V8. Los tratamientos se definieron: T1 (Maíz Bt, V2), T2 (Maíz Bt, V8), T3 (Maíz No-Bt, V2) y T4 (Maíz No-Bt, V8).

Cría de Spodoptera frugiperda

Las larvas de gusano cogollero fueron obtenidas de una cría artificial que se encuentra establecida en el laboratorio de la unidad (EEA INTA Reconquista), iniciada con individuos recolectados de lotes de maíz. Las condiciones de cría fueron 25 ± 1 °C, 60 ± 10 % HR y 14:10 fotoperiodo. Las larvas y los adultos fueron alimentados con una dieta artificial y condicionados de acuerdo a la metodología propuesta por Greene y col. (1976) y Barrionuevo y col. (2012).

Se establecieron bioensayos para cada uno de los tratamientos. Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorizado con 12 repeticiones por tratamiento y 10 larvas por repetición, totalizando 120 larvas en estado L3 para cada tratamiento por estado fenológico. Las larvas fueron alimentadas con discos de hojas de maíz Bt y no Bt. Los mismos fueron reemplazados cada dos días hasta que las larvas alcanzaron el estado de pupa. Los experimentos se realizaron bajo condiciones de laboratorio (25 ±1 ºC; 60± 10 % HR y 14 h fotoperiodo). Diariamente se registraron los cambios de estado de desarrollo de los individuos hasta que completaron todo su ciclo de vida.

Se estimaron las siguientes variables biológicas:

Sobrevivencia adultos: corresponde al porcentaje de larvas que alcanzaron el estado adulto. Longitud período larval: desde el día en que se inició el bioensayo hasta que se observó el estado de pupa.

Longitud ciclo total: desde el inicio del bioensayo hasta alcanzar el estado adulto.

Los parámetros biológicos estimados fueron analizados mediante Modelo lineal Generales mixtos (MLGM). Las diferencias entre medias fueron comparadas con el test LSD Fisher (α=0,05) Infostat versión 2017 (Di Rienzo et al., 2017).

Resultados y discusión

En la Tabla 1 se observan los parámetros biológicos obtenidos en cada uno de los tratamientos evaluados. La mayor sobrevivencia corresponde al tratamiento no-Bt, V8 con un 94 %, diferenciándose significativamente del Bt, V8 (Tabla 1). Estos datos superan a lo reportado por Muraro y colaboradores (2019), quienes hallaron gran sobrevivencia en cultivos convencionales pero menor a un 50 % en cultivos genéticamente modificados. De la misma manera, los autores observaron alta sobrevivencia larval (>84 %) en estado larval 3 en tratamientos sin aplicaciones con insecticidas, tanto en cultivos Bt como No-Bt. La elevada supervivencia registrada en maíz Bt, tanto en V2 como en V8, demuestra un proceso de evolución de la resistencia que merece ser atendida mediante prácticas de Manejo Integrado de Plagas y Manejo Integrado de la Resistencia. El objetivo es asegurar la eficacia de la tecnología disponible y evitar pérdidas de rendimiento del cultivo.

El cogollero del maíz mostró un retraso en su desarrollo, demostrado tanto por la mayor duración de su estado larval como del ciclo total en el tratamiento Bt, V8, y se diferenció significativamente del resto de los tratamientos, donde el No-Bt, V2 mostró la menor duración. Estos resultados concuerdan con otras evaluaciones en cultivos de algodón, soja y maíz, Bt y No-Bt, dónde la longevidad larval fue el parámetro más afectado en tratamientos Bt y en comparación a No-Bt (Sorgatto, 2013; Bernardi, 2012; Murúa et al., 2019).

Más allá de las diferencias entre Bt y No-Bt, los resultados demuestran una mejor performance del gusano cogollero en hojas tiernas de estado fenológico V2. Esto se ve reflejado por la menor duración del período larval y también del ciclo total (Tabla 1).

Tabla 1

Parámetros biológicos de Spodoptera frugiperda, alimentadas con diferentes tecnologías de maíz (Bt y No-Bt) en dos estados fenológicos (V2 y V8). EEA Reconquista-Santa Fe.

Tratamientos

T1

T2

T3

T4

Estado Fenológico Bt, V2

Bt, V8

No-Bt, V2

No-Bt, V8

Sobrevivencia. Adultos (%)

0,91±0,05

0,79±0,06

0,82±0,05

0,94±0,05 ab

b

ab

a

Período larval (días)

15,38±0,25

19,56±0,27

13,92±0,21

17,38±0,20 c

a

d

b

Ciclo total (días)

25,28±0,2

28,34±0,23

23,53±0,2

27,03±0,19 c

a

d

b

Conclusiones

Las larvas del gusano cogollero se desarrollan mejor cuando se alimentan de hojas tiernas de maíz (V2) que cuando lo hacen en estados más avanzados (V8). Esto implica mayor esfuerzo de moni toreo y control en estados tempranos del cultivo para el manejo de la plaga. La mortalidad de larvas alimentadas con hojas de maíz Bt fue baja, lo que indicaría un proceso de evolución de la resistencia y posibles daños a campo. El retraso en el desarrollo y crecimiento de las larvas alimentadas con hojas de maíz Bt corres ponde a un efecto subletal (“Stunting”) que podría traducirse en una disminución de la capacidad reproductiva de los adultos de la plaga. Los cultivos No-Bt presentan mayor sobrevivencia de adultos, aspecto necesario a tener en cuen ta al momento de establecer refugios como estrategia para evitar la resistencia y disponer de mariposas que puedan aparearse con aquellas sobrevivientes de cultivos Bt. Las diferencias en duración de ciclo entre larvas alimentadas con maíz Bt y No-Bt pueden generar desfasajes en el estado adulto. Esto, a campo, podría influir en el apareamiento al azar entre aque llos adultos provenientes del refugio con los que provienen del lote Bt.

Bibliografía

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