Perspectivas del control biológico de enfermedades en plantas
V.E. Durán accino y F.M. Cazorla López
Los pesticidas (sustancias empleadas en la lucha contra las plagas y enfermedades en la agricultura) son un elemento crucial para el mantenimiento de nuestra moderna industria agroalimentaria, pero la tendencia cada vez más acentuada a disminuir los costes de producción y los niveles de residuos de pesticidas en los productos agrícolas, el respeto por el medio ambiente y la falta de productos químicos eficaces en muchos casos, sitúa al control biológico como una alternativa o al menos un complemento del control químico. El control biológico de enfermedades microbianas de plantas normalmente implica el uso de microorganismos específicos, antagonistas del patógeno, limitando así la iniciación y propagación de la enfermedad.
Una de las grandes ventajas del control biológico es que con frecuencia los agentes de biocontrol están dotados de propiedades similares al patógeno, entre las que cabe destacar las de multiplicación y dispersión. Pueden actuar a varios niveles en el ciclo de la enfermedad, interfieriendo la supervivencia del patógeno en el ambiente externo, el desarrollo del patógeno sobre la superficie del hospedador, la entrada del patógeno en el hospedador, y la transmisión del patógeno entre los hospedadores; incluso el antagonista puede competir con el patógeno dentro del tejido del hospedador. En realidad se trata de un aprovechamiento de ciertos principios ecológicos como la competencia y el antagonismo que rigen los procesos de interacción entre seres vivos.
Sin embargo, el desarrollo de agentes de control biológico de las bacteriosis es más complicado que el de nuevos productos químicos antibacterianos. Esto es debido a que el control biológico implica a tres sistemas vivos: el patógeno, el agente de control biológico y el huésped, que interaccionan mutuamente y a su vez están afectados por el ambiente. Una desventaja es que debido a que los agentes de control biológico son seres vivos, su colonización y multiplicación está interferida por el uso de muchos productos fitosanitarios, especialmente de los antibacterianos, así como de algunos fungicidas y herbicidas.
Entre los sistemas de control que se han ensayado cabe resaltar los basados en el antagonismo o en la competencia. Los sistemas basados en el antagonismo se aprovechan de la capacidad de producción de bacteriocinas o antibióticos por algunos microrganismos que afectan negativamente al desarrollo de la bacteria fitopatógena.
Se ha comprobado que la inoculación de las semillas con el agente antagonista del patógeno produce efectos beneficiosos sobre el crecimiento de la planta. La población inoculada que se establece sobre la semilla no deja progresar la invasión del potencial del microorganismo patógeno que llega a la planta. Un ejemplo claro es el de algunas cepas de Pseudomonas fluorescens y Pseudomonas putida que se inoculan en semillas de girasol para protegerlas frente a la marchitez producida por Sclerotinia sclerotium [Expert y Digat, Can. J. Microbiol. 41: 685 (1995)].
Además, se puede enfocar el control biológico no sólo sobre las plantas en crecimiento como en el caso anterior, sino también en la producción vegetal almacenada para evitar enfermedades postcosecha. Este es el caso de los graves ataques de Stemphylium vesicarium que sufren los perales del sureste de Europa, produciendo manchas marrones en peras recolectadas y almacenadas en cámaras [Montesinos et al., Phytopathology 85:586 (1995)]. La utilización de cepas de Pseudomonas fluorescens que inhiben al patógeno causante de esta enfermedad, permite obtener frutos de mayor calidad tras el periodo de almacenamiento.
El avance en los estudios de biocontrol, no sólo permite usar en campo las cepas bacterianas que tienen la capacidad de dificultar el desarrollo del patógeno y así disminuir la incidencia de enfermedades. En la actualidad se tiende a emplear como agentes de biocontrol productos secundarios del metabolismo microbiano (toxinas, antibióticos, bacteriocinas), como en el caso de algunas especies de Pseudomonas que producen metabolitos antifúngicos, tales como la pirrolnitrina, 2,4-diacetilfloroglucinol, piocianina y el ácido fenacín-1-carboxílico [Rosales et al., Phytopathology 85:1028 (1995)]. Se ha demostrado que algunos de estos productos, no sólo tienen actividad antifúngica y antibacteriana, sino tambien actividad herbicida y antivírica.
Con respecto a los sistemas basados en la competencia, éstos utilizan la superior aptitud colonizadora, mayor velocidad de multiplicación, mayor supervivencia en condiciones adversas o el mejor aprovechamiento de un nutriente [Llácer, G., López, M., Trapero, A., Bello, A. Patología Vegetal. S.E.F, Valencia (1996)]. Este es el caso de algunas bacterias epífitas, como las cepas de Pseudomonas syringae, Erwinia herbicola , etc., que son activas en la nucleación de hielo (INA+) provocando daños por helada en los campos. El método de control biológico se basa en la aplicación preventiva de elevadas poblaciones de Erwinia herbicola, Pseudomonas syringae o Pseudomonas fluorescens no activas en la nucleación de hielo (INA-), que pueden ser mutantes obtenidos en laboratorio o salvajes. El mecanismo de protección se basa en la exclusión competitiva de las cepas perjudiciales con capacidad INA (INA+) [Lindow, S.E., Plant diseases 67:327 (1983)].
A diferencia del control químico, en el control biológico, los efectos sobre el patógeno son más específicos y además, sus repercusiones sobre el medioambiente son menores por la biodegradabilidad de estas moléculas. En este sentido, las bacterias productoras de toxinas se han revelado también como un agente de gran potencial en el biocontrol de microrganismos fitopatógenos (hongos y bacterias).
V. E. Durán Accino y F. M. Cazorla López, son doctorandos en Microbiología.