Control biológicoControl biológicoAgentes de biocontrolAgentes de biocontrol

Montevideo, 25 de febrero al 7 de marzo de 2008

Objetivos y estrategias del CBObjetivos y estrategias del CB

Objetivo generalObjetivo general:

•Reducir la incidencia y/o severidad de las enfermedades de plantas sin riesgo para el hombre o el medio ambiente

EstrategiasEstrategias:

•Reducción del inóculo del patógeno

•Reducción de la infección del huésped por el patógeno

•Reducción de la severidad del ataque

Características del CBCaracterísticas del CB

•Suele ser compatible con otras formas de control

•Su acción se limita en muchos casos a determinado tipo de patógenos en determinado hábitat

•Los biopesticidas suelen ser más fácilmente degradables

Características del CBCaracterísticas del CB

•Por su naturaleza son inherentemente menos tóxicos que los pesticidas convencionales

•Un agente de control biológico puede tener más de un mecanismo de acción, lo cual disminuye la posibilidad de aparición de cepas resistentes

•El biopesticida universal no existe

InconvenientesInconvenientes

• Se tienen resultados erráticos• En general tiene efecto protector pero no

curativo• Condiciones de producción, formulación y

conservación

“ Son pesticidas derivados de materiales naturales como plantas, animales, microorganismos y ciertos minerales” (EPA,1994)

• 780 productos registrados (195 ingredientes activos)

Reconoce 3 categorías:

• a) Biopesticidas microbianos

• b) Protectores incorporados a las plantas

• c) Biopesticidas bioquímicos

BiopesticidasBiopesticidas

Microorganismos antagonistas o Microorganismos antagonistas o biocontroladoresbiocontroladores

Microorganismos que impiden el desarrollo de la enfermedad producida por un patógeno

• Bacterias• Virus (mycovirus o bacteriófagos)• Hongos filamentosos• Levaduras

Bacterias biocontroladorasBacterias biocontroladoras

• Pseudomonas syringaePseudomonas syringae (Janisiewicz (Janisiewicz et al.et al. 1992) 1992) Disminución al 45% del número de heridas de Disminución al 45% del número de heridas de

manzana infectadas con manzana infectadas con P. expansumP. expansum

• Pantoea agglomeransPantoea agglomerans (Poppe et al.,2003) Disminución al 20% del número de heridas de naranja Disminución al 20% del número de heridas de naranja

infectadas por infectadas por P. digitatumP. digitatum..

Bacterias biocontroladorasBacterias biocontroladoras

Bacterias biocontroladorasBacterias biocontroladorasFormulaciones comercialesFormulaciones comerciales

– Agrobacterium radiobacter: Galltrol, Nogall– Bacillus spp.: BioYield, Companion, HiStick

N/T, Kodiak , Serenade, – Burkholderia cepacia: Deny, Intercept– Pseudomonas spp.: BioJect Spot-Less, Bio-Save,

BlightBan, Cedomon– Streptomyces spp.:  Actinovate, Mycostop

Hongos filamentosos biocontroladoresMicoparásitos

Trichoderma harzianumTrichoderma harzianum

• Control deControl de Botrytis Botrytis en postcosecha deen postcosecha de manzanasmanzanas (Transmo et al. 1990) (Transmo et al. 1990)

• Control deControl de Botrytis Botrytis en postcosecha deen postcosecha de uvasuvas (Gullino et al. 1992)(Gullino et al. 1992)

• Control de patógenos en postcosecha de Control de patógenos en postcosecha de zanahoriaszanahorias (Transmo et al. 1989) (Transmo et al. 1989)

Control biológico de Fusarium graminearum con Trichoderma spp

Esclerotos colonizados por Coniothyrium minitans

Esclerotos colonizados por Sporidesmium sclerotivorum

Hongos filamentosos biocontroladores

Colonizadores de esclerotos

Hongos filamentosos biocontroladoresCepas avirulentas

– Ampelomyces quisqualis: AQ10– Coniothyrium minitans: Contans, Intercept WG– Fusarium oxysporum: Biofox C– Gliocladium spp.: Primastorp, SoilGard– Trichoderma spp.: Bio Fungus, Binab T, Root Pro,

Trichopel, RootShield/PlantShield, T-22 Planter Box, Trichodex  

Hongos filamentosos Hongos filamentosos biocontroladores biocontroladores

Formulaciones comercialesFormulaciones comerciales

Fotos tomadas de:

Virus biocontroladoresVirus biocontroladoresBacteriófagos (virus bacterianos)

Virus biocontroladoresVirus biocontroladores

4/19/00 Application for New Experimental Use Permit. EPA has received an application for an Experimental Use Permit (67986-EUP-E) from AgriPhi, Inc. of Ogden UT AgriPhi, Inc. seeks to continue their ongoing EUP program by requesting a 2 year experimental use permit to further evaluate the effectiveness of AGRIPHAGE (a bacteriophage) under normal production conditions for its control of bacterial speck of tomato (Pseudomonas syringae pv. tomato) and bacterial black spot of tomato/pepper (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria). Testing will be conducted in the states of Arizona, Florida, Georgia, Kentucky, New Mexico, and South Carolina on a total of 2,810 acres. Approximately 200 pounds of the active ingredient or 10,000 pounds of the formulated product will be used for testing.

Virus biocontroladoresVirus biocontroladoresMycovirusMycovirus

• Mycovirus :Virus que parasitan hongos• Efecto: hipovirulencia del patógeno• Ejemplos:

Control biológico cancro del castaño• Patógeno: Cryphonectria sp. • Agente de biocontrol: Cepas hipovirulentas del patógeno portadoras de mycovirus• Modo de control: Pasaje del mycovirus a las cepas virulentas

Ejemplo de hipovirulencia

Levaduras biocontroladorasLevaduras biocontroladoras

• Candida oleophila I-182 (Wilson et al. 1992)• Aureobasidium pullulans LS-30(Lima et al. 1997,

Schena et al. 2001, Garmendia et al. 2005)• Rhodotorula glutinis (Chand Goyal et Spotts, 1996,

Castoria et al. 1997, Vero et al. 2002)• Cryptococcus albidus (Roberts 1990, Fan and Tian,

2001)• Cryptococcus laurentii (Roberts 1990, Vero et al.

2002)• Cryptococcus sp. (Khan et al. 2001)

Usos de levaduras como agentes de control biológico

• Postcosecha de frutas• Postcosecha de granos• Aplicación a campo: Control biológico de

fusariosis en trigo

LevadurasLevadurasFormulaciones comercialesFormulaciones comerciales

Candida oleophila I-182 : Aspire (Decco I-182) Ecogen Corp., Langhorne, USA

Cryptococcus albidus: Yield Plus Anchor Bio-Technologies, Cape Town, Sud Africa

Metschnikowia fructicola: Shemer, Israel

Ensayos de control biológico con levaduras

Ensayo de biocontrol de P. italicum en naranjas utilizando levaduras como biocontroladores

Herida protegida

Herida control

Microorganismos antagonistas o biocontroladores

Formas de control:• Control natural• Manipulación del ambiente para favorecer

su actividad sobre la del patógeno• Inoculación masiva

1) Control natural: Suelos supresivos1) Control natural: Suelos supresivos

“Suelos con cierto grado de inhibición biológica que afecta en distinto grado a distintos patógenos”

• Pierde actividad por calentamiento• La actividad biocontroladora guarda relación con la

biomasa y actividad biológica del suelo• Trichoderma sp.

Control natural: Efecto del Control natural: Efecto del lavado de frutalavado de fruta

Los frutos lavados Los frutos lavados se descomponen se descomponen más rápidamentemás rápidamente

Chalutz, E., and Wilson, CL .1990. "Postharvest biocontrol of green and blue mold and sour rot of citrus fruit by Debaryomyces hansenii". Plant Disease. 74(22):134-137.

• Temperatura

• Atmósfera

• Nutrientes

• Relativamente controlable en postcosecha

2) Manipulación del ambiente2) Manipulación del ambiente

3) Introducción masiva3) Introducción masiva

• Sustitución de baños fungicidas por baños con microorganismos biocontroladores

• Riego• Inoculación de semillas

• Estrategia de uso de productos comerciales

Agente de biocontrol idealCaracterísticas

• Estabilidad genética• Eficacia a bajas concentraciones • Eficacia en más de un patosistema• Inocuidad frente a flora no patógena• Inocuidad frente a animales y plantas• Requerimientos nutricionales sencillos• Compatibilidad con otros métodos de control

Sustancias naturales ( aprobadas por la EPA)

• Bicarbonato de sodio Efecto fungistático • Ácido acético

• Harpin Inducción de resistencia• Quitosano

Baños de Bicarbonato de

sodio al 2 % por 60 segundos redujeron moho verde y azul

entre 40 y 60%

Baños de bicarbonato de sodio

al 2% por 60 segundos redujeron 8 veces la incidencia

de enfermedad

Desinfección superficial

Inoculación de heridas con suspensión de P. italicum

Secado a temp. ambiente

Tratamiento

Almacenamiento 1 mes a 5ºC

Eficiencia curativa: NaHCO3, CH3COOH

Biocontrol: Sustancias naturalesBiocontrol: Sustancias naturales

0b

20b

100a

0b6b

100a

0

20

40

60

80

100

120

control bicarbonate acetic acid

Treatments

Ro

t in

cid

en

ce (

%)

P.digitatum

P.italicum

Control Sodium bicarbonate 3%Control Sodium bicarbonate 3%Control Acetic acid 4%Control Acetic acid 4%

QuitosanoQuitosano

• Polímero de glucosaminaPolímero de glucosamina• Producto natural: Se obtiene a partir de caparazones de Producto natural: Se obtiene a partir de caparazones de

cangrejos o de micelio fúngicocangrejos o de micelio fúngico• Forma películas protectorasForma películas protectoras• Activa mecanismos de defensa:Activa mecanismos de defensa:

- Enzimas hidrolíticas (quitinasas, glucanasas)- Enzimas hidrolíticas (quitinasas, glucanasas)

- Fenilalanina amonio liasa fitoalexinas- Fenilalanina amonio liasa fitoalexinas• Tiene efecto fungicidaTiene efecto fungicida

Baños con Quitosano (5 y Baños con Quitosano (5 y 10 mg/ml) redujeron la 10 mg/ml) redujeron la incidencia de incidencia de podredumbre morena y podredumbre morena y prolongaron la vida prolongaron la vida postcosecha de duraznospostcosecha de duraznos

Sprays con quitosano ( 6 a Sprays con quitosano ( 6 a 10 g/l) en precosecha 10 g/l) en precosecha redujeron la incidencia de redujeron la incidencia de infección con infección con Botrytis Botrytis cinereacinerea y mantuvieron la y mantuvieron la calidad de la fruta durante calidad de la fruta durante el almacenamiento el almacenamiento postcosechapostcosecha

HarpinHarpin

• Proteína de 44kDaProteína de 44kDa• Aislada de Aislada de Erwinia amylovoraErwinia amylovora en 1992 en 1992• Reconocida como biopesticida por la EPAReconocida como biopesticida por la EPA• Induce respuestas de resistenciaInduce respuestas de resistencia• Producto comercial: Messenger (2002)Producto comercial: Messenger (2002)• Activo en postcosecha de manzanaActivo en postcosecha de manzana

HarpinHarpin

De Capdeville et al. (2002) Plant DiseaseTratamiento: • Sprays de manzanas postcosecha con harpin

(40,80 y 160 mg/ml)• Inoculación de heridas de fruta con P. expansumResultado: • Menor incidencia y severidad de la enfermedad

Sustancias naturales

• Ácido β- amino butírico: Aminoácido no proteico. Induce respuestas de resistencia en plantas

• Extractos de plantas• Propóleos

Inoculación en heridas de Inoculación en heridas de pomelo con BABA(20mM) pomelo con BABA(20mM)

indujo resistencia a indujo resistencia a P.digitatum P.digitatum por activación por activación de enzimas de defensa en el de enzimas de defensa en el

frutofruto

Evaluación Evaluación in vitroin vitro y y sobre fruto de la sobre fruto de la

actividad de actividad de extractos vegetales extractos vegetales sobre patógenos de sobre patógenos de

frutillafrutilla

Información previa necesaria

•Conocer el patógeno

•Conocer el huésped

•Conocer el ciclo de la enfermedad

•Conocer las relaciones huésped-patógeno

•Conocer el ambiente donde se dará la interacción.