1

Control Biológico de Enfermedades de Plantas

Montevideo,17 al 28 de febrero de 2003

Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas (PEDECIBA) Área Química

Potenciación de agentes de Potenciación de agentes de control biológicocontrol biológico

Dra. Silvana Vero

Montevideo,24 de febrero de 2003

PotenciaciónPotenciación

• Potenciación del propio antagonistaa) Producciónb) Aplicaciónc) Mejoramiento genético

• Combinación con otros agentes biológicos• Combinación con otros métodos de

control

2

Potenciación del propio Potenciación del propio antagonistaantagonista

•• ProducciónProduccióna) Uso de condiciones de producción que a) Uso de condiciones de producción que favorezcan la adaptación al sitio de favorezcan la adaptación al sitio de acciónacciónb) Uso de condiciones de producción que b) Uso de condiciones de producción que promuevan estructuras favorables a la promuevan estructuras favorables a la formación de formación de biofilmsbiofilms

Curva de crecimiento de un Curva de crecimiento de un microorganismomicroorganismo

log Nº m.o. viables

tiempo

Curva de crecimiento de un Curva de crecimiento de un microorganismomicroorganismo

log Nº m.o. viables

tiempo

3

Potenciación en la aplicaciónPotenciación en la aplicación

Por agregado de sustancias que favorezcan el desarrollo del antagonista en el sitio de acción

• Nutrientes necesarios para el antagonista• Sustancias que ayuden a sobreponerse a la

reacción de defensa de la planta

Efecto del agregado de aminoácidos Efecto del agregado de aminoácidos junto con bacterias en el control del junto con bacterias en el control del

moho azul de manzanasmoho azul de manzanasControl de P. expansum en manzanas por

Pseudomonas syringaeTratamiento ControlPs. syringae 55% Ps. syringae +80mML-asparragine 100%

• Janisiewicz et al. 1992. Phythopatology

Efecto del agregado de aminoácidos junto Efecto del agregado de aminoácidos junto con levaduras en el control del moho azul con levaduras en el control del moho azul

en manzanasen manzanasEfecto de los aminoácidos en el crecimiento de

Candida ciferrii

6

6,5

7

7,5

8

8,5

0 2 4 6 8

Tiempo (dìas)

log

ufc/

heri

da con aminoácidos

sin aminoácidos

79,2

81,3

9091,2

78,6

82

80

82,2

7274767880828486889092

%

C.laurentii C .laurentii co nam ino ácido s

C.c iferrii C .c iferrii co nam ino ácido s

% Dism. Incidencia

% Dism. Severidad

No siempre el No siempre el agregado de agregado de nutrientes es nutrientes es efectivoefectivo

4

Efecto del agregado de nutrientes Efecto del agregado de nutrientes junto con junto con Pseudomonas fluorescensPseudomonas fluorescens

•• Producción de 2,4 Producción de 2,4 diacetil phlorglucinoldiacetil phlorglucinol(PHL) y (PHL) y pyoluteorina pyoluteorina (PLT) depende de la (PLT) depende de la concconc. de zinc, de . de zinc, de glucosa y de fosfatosglucosa y de fosfatos

PHL (PHL (ngng/10/1088ufc) PLT (ufc) PLT (ngng/10/1088ufc)ufc)Control 1.3 13.3Control 1.3 13.3

ZnSOZnSO44 (0.7mM) 48.7 66.5 (0.7mM) 48.7 66.5

glucosaglucosa (1%) 84.2 ND(1%) 84.2 NDfosfatos (100mM) No fosfatos (100mM) No detectabledetectable

•• DuffyDuffy et al. 1999.et al. 1999.ApplAppl. . EnvironEnviron. . MicrobiolMicrobiol

Curvas de crecimiento en heridas Curvas de crecimiento en heridas de manzana a 5ºCde manzana a 5ºC

Rhodotorula sp.

4

4,5

5

5,5

6

6,5

0 5 10 15 20 25 30

tiempo (días)

log

Nº

ufc

Aureobasidium pulullans

3

3,5

4

4,5

5

5,5

0 5 10 15 20 25 30

tiempo (días)

log

Nº

ufc

Respuesta frente a una heridaRespuesta frente a una herida

Inductores Barrerasestructurales

Sustancias antifúngicas

fitoalexinas

moléculas y radicalesoxidativos H2O2 O2

-.

EnzimasPRP

Heridas

Antagonista debe ser capaz de sobreponerse a las Antagonista debe ser capaz de sobreponerse a las reacciones de defensa por sí mismo o por el reacciones de defensa por sí mismo o por el agregado de sustanciasagregado de sustancias

5

Enzimas contra el stressEnzimas contra el stressoxidativooxidativo

ab

cd c d

0

20

40

60

80

100

120

P.expa

nsum

P.expa

nsum

+RDE

P.expa

nsum

+LS-11

P.expa

nsum

+LS-11

+RDE

P.expa

nsum

+LS-28

P.expa

nsum

+LS-28

+RDE

Tratamientos

% d

e he

ridas

infe

ctad

as

RDE= Catalasa + Superóxidodismutasa

SOD+CAT en heridas favorece la colonización de las mismas por los antagonistas

•Castoria et al. 2003

Combinación de varios Combinación de varios antagonistasantagonistas

f

cddddedecd

ef

bbc

a

0102030405060708090

100

contro

l35

8RE8

RS111En40

1

358+

RE8

358+

RS111

358+

En401

RE8+RS11

1

RE8+En40

1

RS111+

En401

Cepas

% d

e pl

anta

s en

ferm

as

Combinación de diferentes cepas de Pseudomonas fluorescentes en el control de Fusarium en rabanito

•Boer et al. 1999. European Journal of Plant Pathology

Combinación de antagonistas en el Combinación de antagonistas en el control de moho azul en manzanascontrol de moho azul en manzanas

a20

c7

b46

d18

b40

cd13

05

101520253035404550

%

C.ciferrii Cryp.laurentii Mezcla 50/50

incidencia

severidad

La combinación de antagonistas no siempre es efectivaLa combinación de antagonistas no siempre es efectiva

6

a a

aa

b

b

aa

a

01020304050

95 80 75

Conc. antagonista (%T)

% h

erid

as in

fect

adas

AA+BB

Perfil nutricional de A diferente de B

•Janisiewicz.1996. Biological Control

Combinación de varios Combinación de varios antagonistasantagonistas

• Control químico

• Control biológico

• Metodos físicos o mecánicos.

• Prácticas culturales

Manejo integrado

Combinación con métodos Combinación con métodos físicos de controlfísicos de control

•• Radiación UVRadiación UV--CC•• CalorCalor

7

Efecto de UVEfecto de UV--C sobre la infección C sobre la infección de heridas de uva con de heridas de uva con BotrytisBotrytis

cinereacinerea

•F. Nigro et al. 1998. Postharvest Biology and Technology

El tratamiento con UV reduce el número de heridas infectadas.

Mecanismos de acción de UVMecanismos de acción de UV--CC

••UVUV--C activa las enzimasC activa las enzimasfenilalaninafenilalanina amonioamonio liasa liasa y y peroxidasaperoxidasaInduce formación de Induce formación de fitoalexinas fitoalexinas ((isoflavonoides isoflavonoides y y cumarinascumarinas) y lignina) y lignina

Ej Ej de de fitolaexinasfitolaexinas: :

••resveratrolresveratrol en uvasen uvas

••scoparona scoparona en naranjasen naranjas

Mecanismos de acción de UVMecanismos de acción de UV--CC

• Induce la formación de enzimasInduce la formación de enzimas hidrolíticashidrolíticas

8

Combinación de ACB con UVCombinación de ACB con UV

Tratamiento con calorTratamiento con calor

•• Tratamiento con calor disminuye la Tratamiento con calor disminuye la aparición de síntomas.aparición de síntomas.

•• No es preventivoNo es preventivo

•• Dosis: depende del fruto y del patógenoDosis: depende del fruto y del patógeno

•• Varios métodosVarios métodos

Efecto del calor (vapor) sobre Efecto del calor (vapor) sobre infección de uvas por infección de uvas por BotrytisBotrytis cinereacinerea

LydiakisLydiakis et al. 2002. et al. 2002. Postharvest Biology and TechnologyPostharvest Biology and Technology

9

Hot Water treatment(56 – 60 C for 20 sec)o

Tratamiento con agua calienteTratamiento con agua caliente

50ºC50ºC--60ºC por 20 segundos60ºC por 20 segundos

Tratamiento en limonesTratamiento en limones

Tratamiento con calorTratamiento con calor

••LeverentzLeverentz et al. 2000. et al. 2000. Postharvest Biology and TechnologyPostharvest Biology and Technology

Combinación con sustancias Combinación con sustancias naturalesnaturales

Aplicación previa al antagonistaAplicación previa al antagonista•• Carbonato y bicarbonato de sodioCarbonato y bicarbonato de sodio

Aplicación junto al antagonistaAplicación junto al antagonista•• QuitosanoQuitosano•• Enzimas líticasEnzimas líticas•• Cloruro de calcioCloruro de calcio

10

0

20

40

60

80

100

Deca

y (%

) Integrated Control of Postharvest Decay on

Ruby Red Grapefruit

Curative

Control

HWB

C. oleophila

NabiHWB+Nabi

Nabi+C. oleophila

HWB+C.o.+Nabi

HWB+ C. oleophila

Imazalil

La combinación hace posible un efecto curativo y La combinación hace posible un efecto curativo y protectorprotector

Combinación de antagonistas con Combinación de antagonistas con bicarbonato de sodiobicarbonato de sodio

Control del Control del Oidio Oidio y podredumbres y podredumbres poscosecha en ají dulceposcosecha en ají dulce

E. E. FallikFallik et al. et al. (1997) (1997) PhytoparasiticaPhytoparasitica 25(1):4125(1):41--4343

QuitosanoQuitosano (Propiedades)(Propiedades)

•• Polímero de Polímero de glucosaminaglucosamina•• Forma películas protectorasForma películas protectoras•• Activa mecanismos de defensa:Activa mecanismos de defensa:

-- EnzimasEnzimas hidrolíticas hidrolíticas ((quitinasasquitinasas, , glucanasasglucanasas))-- FenilalaninaFenilalanina amonioamonio liasa fitoalexinasliasa fitoalexinas

•• Tiene efecto fungicidaTiene efecto fungicida

11

QuitosanoQuitosano

Bacillus pumilusBacillus pumilus (SE34) combinado con (SE34) combinado con quitosano quitosano protege plantas de tomate contra protege plantas de tomate contra Fusarium Fusarium oxysporumoxysporum f. f. spsp. . radicisradicis--lycopersicilycopersici

•• Bacillus pumilus Bacillus pumilus (SE34) se comportó como (SE34) se comportó como endófitoendófito

•• Se observó inducción de resistencia a la entrada Se observó inducción de resistencia a la entrada del patógenodel patógeno

BenhamouBenhamou et alet al. 1999. . 1999. PlantaPlanta

QuitosanosQuitosanos

ElEl--GaouthGaouth et al.2000. et al.2000. Postharvest Biology and TechnologyPostharvest Biology and Technology

QuitosanosQuitosanos

J. E. Fajardo et al (1998) J. E. Fajardo et al (1998) BiologicalBiological ControlControl

12

Protective Activity of Bioactive Coatings Against Decay of Apple, LemonOrange fruits Caused by Botrytis cinerea and Penicillium digitatum

P erc

e nt D

eca y

0

25

50

75

100

14 Days Storage Period

Control Modified Chitosan Candida sa itoana Bioactive coating Imazalil

Productos comercialesProductos comerciales

Combina microorganismos antagonistas con quitosano

Combina microorganismos antagonistas con enzimas líticas

Curative Activity of Biocure Coatings Against Decay of Apple, LemonOrange fruits Caused by Botrytis cinerea and Penicillium digitatum

Perc

ent D

e cay

0

25

50

75

100

7 Days Storage Period

Control Candida saitoana Biocure ImazalilLytic enzyme

13

100

75

50

25

0

Perc

entD

ecay

Storage Period (7 days)

Curative Activity of Biocoat Coatings Against Decay of Apple, Lemon

Orange fruits Caused by Botrytis cinerea and Penicillium digitatum

Cloruro de calcioCloruro de calcio•• Eleva el grado de Eleva el grado de esterificación esterificación de las de las

pectinas de la pared vegetalpectinas de la pared vegetal•• Inhibe las Inhibe las pectinasas pectinasas producidas por los producidas por los

patógenospatógenos•• Aplicación reduce aparición de síntomas en Aplicación reduce aparición de síntomas en

heridas de manzana y de durazno heridas de manzana y de durazno inoculadas con patógenosinoculadas con patógenos

Combinación con cloruro de Combinación con cloruro de calciocalcio

14

Combinación de Combinación de Bacillus sppBacillus spp. . con con fungicidas en perasfungicidas en peras

••Mari et Mari et alal.1996..1996.Biological Biological ControlControl

Control de moho gris en peras por Control de moho gris en peras por cepas de cepas de Bacillus pumilusBacillus pumilus y y Bacillus amyloliquefaciensBacillus amyloliquefaciens, solos y , solos y en combinación con 50ppm de en combinación con 50ppm de iprodioneiprodione

ConcConc. habitual de uso de . habitual de uso de iprodioneiprodione: 500ppm: 500ppm

Combinación de Combinación de Pseudomonas syringaePseudomonas syringaecon fungicidas en manzanascon fungicidas en manzanas

•• ZhouZhou et al. 2002. et al. 2002. Can. J. Can. J. Plant PatholPlant Pathol. 24: 154. 24: 154––161 161

Combinación de levadurasCombinación de levadurascon con tiabendazoltiabendazol en manzanasen manzanas

15

ConclusionesConclusiones

•• Se puede potenciar la acción de un ACB en Se puede potenciar la acción de un ACB en la producción o la aplicaciónla producción o la aplicación

•• Es factible combinar su uso con otros Es factible combinar su uso con otros agentes de control (físico, cultural, químico)agentes de control (físico, cultural, químico)

•• Es necesario conocer su naturaleza, Es necesario conocer su naturaleza, mecanismo de acción y sitio de acciónmecanismo de acción y sitio de acción

•• Se pueden obtener efectos curativosSe pueden obtener efectos curativos