Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
Protegiendo al jitomate: Biocontrol al día Dulce Aideé García-Nieto*1,2, Vianey Marín-Cevada1, Tlauiskalotl Montes-Reyes2. 1
Laboratorio de Ecología Molecular Microbiana (LEMM), Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas (CICM), Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Puebla, México. Edificio 103 J, Ciudad Universitaria, San Manuel, Puebla, México. C. P. 72570. 2Facultad de Ciencias Químicas BUAP. *Email autor corresponsal: dulkay.0492@gmail.com Recibido: 15 diciembre 2019. Aceptado: 31 diciembre 2019 RESUMEN La creciente actividad agrícola ha conllevado al uso de diferentes estrategias para el control de fitopatógenos que afectan, tanto al proceso de cosecha como a nivel de postcosecha. El jitomate es un fruto, que, debido a sus características, está expuesto a ser atacado por diversos agentes fitopatológicos (hongos, bacterias, nematodos, etc.) lo cual causa pérdidas importantes a nivel mundial. Sin embargo, los agentes químicos se han usado como una primera opción y el uso desmedido de estos ha dejado estragos en el medio ambiente, así como en la salud humana. Al conocer las consecuencias de esta sobreutilización de químicos, surge la necesidad de buscar alternativas que aseguren una protección a la agricultura, pero a su vez no tengan consecuencias sobre el medio ambiente. Esto ha impulsado la búsqueda y desarrollo de nuevas alternativas a agentes químicos. Alternativas de las cuales en los últimos años ha destacado el biocontrol. Por lo tanto, en el presente trabajo se pretende hacer una revisión de diferentes métodos de biocontrol, así como sus ventajas y microorganismos sobre los que actúan. Dejando a puerta abierta el desarrollo de nuevas estrategias que ayuden a la protección del jitomate.
Palabras clave: Biocontrol, fitopatógenos, agricultura, Solanum lycopersicum
ABSTRACT The increasing agricultural activity has led to the use of different strategies for the control of phytopathogens that affect both the harvest process and the post-harvest level. The tomato is a fruit, which, due to its characteristics, is exposed to being attacked by various
1
Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
phytopathological agents (fungi, bacteria, nematodes, etc.) which causes significant losses worldwide. However, chemical agents have been used as a first option and the excessive use of these has left havoc in the environment, as well as in human health. Knowing the consequences of this overuse of chemicals, the need arises to seek alternatives that ensure protection to agriculture, but in turn have no consequences on the environment. This has driven the search and development of new alternatives to chemical agents. Alternatives of which biocontrol has stood out in recent years. Therefore, in the present work it is intended to make a review of different biocontrol methods, as well as their advantages and microorganisms on which they act. Leaving open the development of new strategies that help the protection of the tomato.
Keywords: Biocontrol, phytopathogens, agriculture, Solanum lycopersicum INTRODUCCIÓN
El género Trichoderma es un hongo
El quitosano; un producto derivado de
benéfico que ha sido utilizado con bastante
desechos de crustáceos y moluscos (8),
frecuencia, por su ubicuidad, facilidad de
representa
las
cultivo en laboratorio y entre otras cosas;
alternativas en biocontrol más utilizadas,
sus mecanismos de acción frente a
siendo una excelente opción, tanto por su
diferentes fitopatógenos. En un estudio
bajo costo de obtención como por sus
reciente se probaron 3 cepas del género
múltiples aplicaciones en el área agrícola y
Trichoderma provenientes del estado de
en
industria
Puebla, contra Fusarium oxysporum,
alimenticia (8). Además, el quitosano tiene
logrando disminuir tanto el crecimiento
cualidades tales como: nula toxicidad, ser
como el nivel de daño ocasionado por el
biodegradable
patógeno (10). Así mismo se han evaluado
otras
antifúngica,
actualmente
áreas
como
y frente
una
la
poseer a
de
actividad
hongos
como
microorganismos como Trichoderma sp.
Alternaria sp., esto en conjunto, lo hacen
y Aspergillus sp., ambos asociados a
un excelente candidato para suplantar a
vermicomposta de gallinaza, buscando dar
productos químicos hasta ahora utilizados
un uso alternativo a dicho producto.
(9).
Ambos
microorganismos
evaluados
por
2
separado
fueron contra
F.
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oxisporum para disminuir su crecimiento,
presentaron síntomas de la enfermedad
confirmando que Trichoderma sp. es un
(14).
agente de control bastante prometedor en
Estos
el área de biocontrol (11).
alternativa
Con
el
objetivo
de
disminuir
el
productos,
agricultores,
más ya
representan factible que
el
una
para
los
hecho
de
crecimiento de F. oxisporum se han
encontrarse en venta, da la facilidad de ser
utilizado también extractos de plantas
adquiridos y aplicados con certeza en sus
como Acacia farnesiana. Los resultados
plantaciones. Los microorganismos que
obtenidos fueron favorables en cuanto a la
conforman este tipo de productos, se han
reducción del crecimiento en un tiempo
utilizado para la disminución de la
relativamente corto (72 h), esto indica que
pudrición de raíz en jitomate, que es una
potencialmente puede ser utilizado como
de las causas de pérdidas a nivel cosecha y
una alternativa más en biocontrol dirigido
que es ocasionada por Phytophthora
a este patógeno (12).
capsici, Rhizoctonia solani y Fusarium
En el mercado se pueden encontrar
oxysporum (13). Otro producto comercial
productos
en el mercado es Gluticid, el cual se
comerciales
a
base
de
microorganismos como Bacillus subtilis, y
obtiene
a
partir
Trichoderma harzianum, que también han
aureoginosa,
sido objeto de investigación para su uso en
probado contra diferentes fitopatógenos
el control biológico (13). Por su parte, T.
entre los cuales se encuentra Alternaria
harzianum ha sido enfrentado contra
solani que ocasiona el tizón temprano y
Sclerotium rolfsii, hongo fitopatógeno que
Cladosporium fulvum causante de el moho
ataca a varios cultivos de importancia
gris en diversos cultivos (15).
económica entre los que se encuentra el
Sin embargo, si se trata de agentes
jitomate. Este hongo produce pudrición en
fitopatógenos que atacan al jitomate,
plántulas jóvenes provocando la inutilidad
existe una extensa diversidad de estos,
de las mismas. T harzianum ejerció un
siendo hongos y bacterias los principales
control efectivo contra el fitopatógeno;
atacantes.
debido a que las plantas protegidas no
preocupación para los agricultores que
este
Esto
de
Pseudomonas
producto
sigue
ha
siendo
sido
una
pierden sus cosechas y por ende su fuente
3
Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
de ingresos económicos (16). Uno de éstos
en pro de la evaluación de posibles
fitopatógenos es Stemphylium solani, un
antagonistas de este fitopatógeno, han
hongo que ataca no solo a jitomate sino a
llevado a la utilización de hongos como; T.
diversos
como
harzianum,
calabaza y chile morrón, produciendo la
Hansfordia
enfermedad conocida como mancha gris
Trichoderma, el género que mostró mayor
de las hojas (17). Esta enfermedad ataca
control sobre el fitopatógeno, que por
solo a las hojas de la planta, produciendo
medio de mecanismos de acción como el
manchas
contornos
micro-parasitismo logró una disminución
amarillos, sin embargo, si esta enfermedad
significativa en el crecimiento del mismo
llega a atacar de una forma severa, provoca
(18).
la defoliación completa de la planta,
Siguiendo con enfermedades fungosas,
provocando
la
Rizophus stolonifer es uno de los hongos
producción (16). Se han realizado estudios
fitopatógenos con mayor número de
para evaluar posibles agentes de control
reportes como agente causal de pérdidas
para dicho fitopatogeno. Algunas bacterias
de jitomate a nivel postcosecha. Derivando
tales como Pseudomonas aeruginosa, P.
en una problemática económica a nivel
fluorescens, Serratia plymuthica y Bacillus
mundial. Para el enfrentamiento de este
subtilis
los
hongo fitopatógeno, se ha recurrido a
como
diversos tratamientos químicos, así como
productos
grisáceas
se
la
agrícolas
con
pérdida
encuentran
microorganismos
total
de
entre
estudiados
T.
virens,
T.
pulvinata.
viride
y
Siendo
posibles antagonistas (17).
alternativas basadas en biocontrol. Una de
Otro hongo fitopatogeno del jitomate es
estas alternativas es el uso de productos
Cladosporium fulvum, el cual se encuentra
derivados de extractos de plantas, como es
entre los patógenos que atacan la parte área
el caso del timol y el ácido salicílico (19).
de la planta ocasionando el moho foliar;
En un estudio reciente se utilizó una
una enfermedad que provoca que la
combinación de éstos, para observar el
fotosíntesis no pueda llevarse a cabo en
efecto
dicha planta, lo que se traduce en la
específicamente a nivel de la membrana.
disminución tanto de la calidad como del
Los resultados obtenidos en dicho estudio,
rendimiento del fruto. Estudios realizados
permitieron conocer el mecanismo de
4
sobre
el
fitopatógeno,
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acción de este tipo de extractos, dando
infectados
pauta a posibles aplicaciones futuras y
esclerótica y las esporas del suelo. Dichas
diseño de tratamientos basados en estos
hojas constituyen una fuente importante de
resultados (19).
infección secundaria a lo largo de la
Otro hongo fitopatógeno que ataca al
temporada productiva. Otras fuentes de
jitomate es Colletotrichum sp., el cual
infección son constituidas por hojas con
ocasiona una enfermedad en los frutos que
tizón temprano y con daños por pulga
se manifiesta en diferentes etapas, en los
saltona, ya que el hongo coloniza y
síntomas tempranos se observan en frutos
produce nuevas esporas en dichas áreas
maduros en forma de manchas circulares
(20). En estudios recientes se utilizó
acuosas hundidas. Las lesiones aumentan
Trichoderma sp. como posible agente de
de tamaño, se vuelven más hundidas y se
control del fitopatogeno (11).
oscurece la sección central.
Para la inhibición de diversos hongos
Dicha zona contiene estructuras fungosas
fitopatógenos como: Colletotrichum sp.
a partir de las cuales se liberan esporas de
hongo
color salmón cuando el clima es húmedo.
cultivos,
Esto ocasiona en general una pudrición
filamentoso
blanda, en amplias áreas del fruto y
Penicillium italicum; responsable de la
organismos secundarios se trasladan a
enfermedad postcosecha conocida como
dichas áreas produciendo la pudrición
moho azul,
total. El hongo infecta tanto al fruto verde
marchitez vascular, Rhizoctonia solani;
como al maduro y penetra en la cutícula
que provoca damping offf y Alternaria
del mismo. Cuando el fruto verde es
sp., fueron efectivos los extractos de
infectado no se muestran los síntomas
Allium sativum y Allium cepa (21).
hasta su maduración. En frutos maduros la
Por otro lado, el segundo grupo de
lesión se hace visible en 5 a 6 días (20). El
fitopatógenos en importancia, tomando en
hongo sobrevive durante el invierno en
consideración
esclerotias e hifas en restos de tomate
enfermedades ocasionadas y la incidencia
infectados. A finales de la primavera, las
de las mismas, son las bacterias. Entre las
hojas inferiores y el fruto pueden ser
cuales
5
mediante
fitopatógeno
la
germinación
de
diversos
Aspergillus flavus; hongo contaminante
del
fruto,
Fusarium sp.; causante de
la
podemos
gravedad
de
mencionar
las
a
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Pseudomonas syringae la cual causa la
interés agrícola, provocando enanez en
llamada peca bacteriana, observándose
planta y una baja en la producción (23). Su
manchas necróticas de 3 mm de diámetro
erradicación ha sido un tema bastante
aproximadamente
sin
difícil ya que, para ello, se ha recurrido al
embargo, también ataca el tallo de la
uso de nematicidas, sin embargo, el uso de
planta provocando el marchitamiento de la
estos químicos está altamente regulado y
planta. El estudio sobre agentes de control
se busca erradicar su uso por completo (3).
contra esta bacteria sigue en investigación,
Se
por lo cual sigue siendo el control químico
microorganismos con plantas que son
la opción más utilizada hasta el momento
beneficiosas para las mismas y que pueden
(22).
contribuir
Para el tratamiento de enfermedades
fitopatógenos que amenazan su desarrollo
provocadas tanto por bacterias como por
(24). Una de estas asociaciones se da con
hongos se evaluaron extractos de 98
hongos micorrízicos arbusculares (HMA)
especies vegetales con el objetivo de
los cuales se asocian simbióticamente con
determinar
su
diversas
bactericida.
Del
en
las
efecto total
hojas,
fungicida
a
asociaciones
la
plantas,
protección
brindándoles
de
contra
mejor
extractos
absorción y ayudando a combatir daños
evaluados solo los extractos de; pino,
causados por organismos patógenos (24).
Allium sativum, Allium cepa, Bursera
En 2013 se planteó un estudio para probar
graveolens, Psidium, Begonia cucullata y
la efectividad de una combinación de
Schinopsis
mostraron
HMA y Pseudomonas fluorescens contra
efectividad al inhibir el crecimiento de
Meloidogyne spp. (25). Esta última
Xanthomonas campestris pv. Campestris;
perteneciente a un género que ha sido
bacteria causante de pudrición negra.
utilizado con anterioridad contra diversos
Otro grupo de fitopatógenos que puede
fitopatógenos (17). Esta combinación de
atacar al jitomate son los nemátodos, un
bacteria/hongo
ejemplo son los del género Meloidogyne,
disminuir los daños ocasionados por el
estos son conocidos como parásitos
nematodo, conferido a la producción de
formadores de agallas de diversas plantas,
ácido cianhídrico por la bacteria como
entre las que se encuentran cultivos de
mecanismo de control y además por la
balansae,
de
o
conocen
6
resultó
efectiva
al
Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
estimulación de un desarrollo radicular
a que estas longitudes de onda corta
dado por la acción de los hongos
retardan o suprimen la germinación de las
micorrízicos (25).
esporas de fitopatógenos, causando daños
El uso de microorganismos aislados de la
directos o indirectos en el ADN. El daño
superficie de frutas ha sido utilizado como
directo, resulta de la formación de foto-
una alternativa efectiva. En 2009 Nunes y
productos tales como entrecruzamientos
Usall utilizaron dos cepas de la bacteria
entre ADN y proteínas. El daño indirecto
Pantoea agglomerans aisladas de la
se debe principalmente a la aparición de
superficie de pera para enfrentarlas contra
moléculas de oxígeno reactivo (peróxido
fitopatógenos como Botrytis cinérea y
de hidrógeno y radicales hidroxilos), que
Rhizopus
una
oxidan la pentosa presente en el ADN y
reducción del patógeno de hasta un 49%
rompen la hebra de la molécula. Tales
(26). En un estudio similar se reportó que
efectos muestran efectividad frente a una
Pantoea
mostró
gran variedad de fitopatógenos y aumentan
efectividad frente al fitopatogeno, ya que
el promedio de vida de anaquel de varias
hubo una fuerte agresividad del patógeno
frutas y hortalizas de importancia agrícola
y baja efectividad en el control del mismo
(29).
stolonifer,
obteniendo
agglomerans
no
(27). Patentes en el área de biocontrol en
A pesar del uso extendido de químicos y la
jitomate; evolución a través de los años
búsqueda de un control biológico efectivo,
Existen varios trabajos publicados en esta
también se han utilizado otras alternativas
área, tales como los citados hasta ahora en
tales como el cambio en el ambiente de los
la presente revisión, sin embargo, en
productos en poscosecha, estos cambios incluyen
modificaciones
en
cuanto al área de patentes relacionadas al
la
biocontrol de fitopatógenos que atacan al
temperatura; sin embargo, el uso de
jitomate, del año 2010 hasta el 2019 se ha
temperaturas relativamente bajas causa
visto un cambio en el número de patentes
daños al hospedero y no disminuye el daño
registradas por año, siendo el año 2010 y
causado por el fitopatogeno (28).
2011 los años con menor número de
Otra alternativa es el uso de luz UV,
patentes registradas, en contraste con
debido a que el efecto de la luz UV se debe
2015; el año con más patentes registradas
7
Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
(30) en los últimos 9 años, como se puede
registradas hasta el momento, seguida por
observar en la Fig. 1. Pudiesen atribuirse
empresas como Novozymes Bioag con 5
estos cambios a la demanda del jitomate en
patentes.
el
decir
referencia de los países con más patentes,
correspondiendo a las necesidades de
tenemos como primer lugar a China con 44
producción y esta a su vez a la demanda en
patentes registradas, seguido por Estados
el consumo a nivel mundial (3).
Unidos de América con 17 patentes, otros
mercado
mundial,
es
Ahora
bien,
si
hacemos
países que figuran en la lista de patentes registradas, son; Suecia, Canadá y Rusia (Fig. 2) (30). Si se analizan estas posiciones podemos observar que el país con más patentes registradas, es también el mayor productor a nivel mundial de jitomate.
Fig. 1. Patentes registradas en el área de biocontrol. Se representa el número de patentes registradas en los últimos 9 años periodo del 2010 al 2019). Información
Fig. 2. Países con más registros de patentes
obtenida de Patent Inspiration (30).
en el área de biocontrol de jitomate. Se muestran en colores más oscuros los países
Una de las instituciones que ha publicado
con mayor número de patentes registradas,
más patentes en el área de biocontrol para
hasta el año 2019. Información obtenida de
frutas como el jitomate, es la Universidad
Patent Inspiration (30).
pública de Nankín (Nanjing Agricultural University) la cual tiene 9 patentes
8
Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
Protección para el jitomate: ejemplos de
pimientos, apio, zanahoria, calabaza,
patentes
calabaza, calabacín, pepino, manzana,
A través de los años diferentes empresas e
plátano, pera, melón, cítricos, fresa, uva,
instituciones han publicado estrategias
frambuesa, piña, soja, tabaco, caña de
enfocadas en biocontrol del jitomate,
azúcar y jitomate (31).
consistentes en métodos, composiciones o
Como se ha mencionado anteriormente
ambas, y es de importancia abordar
hay tratamientos de biocontrol que se
algunos ejemplos.
obtienen de bacterias, en este caso existe
En
el
año
2018
Core
Intelectual
un patente publicada en 2015, que describe
Propretores Holdings Llc, hizo pública una
un
patente que comprende tanto un método
fitopatógenos,
como una composición para biocontrol de
bactericidas, fungicidas y pesticidas. Se
diferentes fitopatógenos de plantas.
El
menciona que es efectivo contra Fusarium
método es utilizado para tratar el suelo
sp., Penicillium digitatium, Alternaria sp.,
para combatir a los agentes fitopatógenos
Erwinia caratovora, Pythium spp., entre
de las plantas, este método consiste en
otros.
añadir una cantidad efectiva de una
mencionadas, es útil para mejorar el
formulación que comprende a Bacillus
crecimiento de la planta y la vida útil de
subtilis subsp. spizizenii, Paenibacillus
productos postcosecha. Este producto es
polymyxa, Bacillus vallismortis, Bacillus
obtenido a partir de Pseudozyma aphidis
amyloliquefaciens y Bacillus megaterium,
(32).
con potencial tanto en planta como en
Se han patentado también combinaciones
semilla. Además de tener un amplio rango
de microorganismos que consiguen ser
de plantas a las cuales se puede aplicar,
útiles como agentes biocontrol, en 2004 la
todas éstas de importancia agrícola y
Fundación Cornell Res Inc, patentó una
comercial; lechuga, endibia, alfalfa, arroz,
solución consistente en Bacillus subtilis
trigo, cebada, centeno, algodón, girasol,
aislado,
maní, maíz, papa, camote, frijol, guisante,
Sporobolomyces roseus, los cuales al ser
achicoria, repollo, coliflor, brócoli, nabo,
aspergeados sobre las semillas o la planta
rábano, espinacas, cebolla, ajo, berenjenas,
misma,
9
tratamiento
Además
contra con
de
propiedades
las
Pseudomonas
ofrece
diversos
propiedades
putida
protección
y
contra
Alianzas y Tendencias - BUAP, Vol. 5, No. 17
fitoptogenos reportados, además de un
CONFLICTO DE INTERESES
plus, que es el mejoramiento del desarrollo
Los autores declaran no tener conflictos de
de la planta (33).
intereses.
CONCLUSIONES
AGRADECIMIENTOS
El jitomate es un fruto susceptible a
A los participantes en la presente revisión,
diversos fitopatógenos, que provocan
en especial al Dr. Jesús Muñoz Rojas por
daños y pérdidas a nivel cosecha y
su valiosa asesoría.
postcosecha. Como tratamiento de primera REFERENCIAS
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