Gonzalez Ramirez Martin

7/22/2019 Gonzalez Ramirez Martin

1/180

Universidad de ColimaDOCTORADO EN CIENCIAS. REA: BIOTECNOLOGA

Presencia, identificacin y patogenicidad denematodos entomopatgenos (Rhabditidae:Heterorhabditidae, Steinernematidae) aislados desuelos del Pacfico Centro Mexicano

Tesis

Que para obtener el grado de Doctor en Ciencias

rea: Biotecnologa

PRESENTA

Martn Gonzlez Ramrez

ASESORES:

DR. Roberto Lezama GutirrezDR. Jaime Molina Ochoa

Tecomn, Col Marzo 2006


2/180

i

Agradecimientos

A la Universidad de Colima; por su gran inters, por llevar sus carreras

profesionales a los lugares indicados que hacen posible la realizacin del deseo

de superacin del estudiantado

A la Facultad de Ciencias Biolgicas y Agropecuarias; por permitirme y

bridar el apoyo suficiente para la realizacin de mis estudios.

Al Dr. Carlos Salazar Silva, rector de la Universidad de Colima y

autoridades universitarias, quienes permitieron mi formacin acadmica.

Al Dr. Javier Farias Larios por sus consejos y sugerencias durante mis

estudios.

Al Dr. Roberto Lezama Gutirrez por su asesoria durante mis estudios, sus

atinadas sugerencias en el proceso acadmico y de redaccin del escrito de tesisdoctoral.

Al Dr. Jaime Molina Ochoa por sus consejos durante mi formacin y

redaccin de tesis doctoral.

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa por la beca econmica pararealizar mis estudios en la universidad de Colima, durante el perodo de 1997-

2000.


3/180

ii

Dedicatorias

A ti Seor, por dejarme alcanzar una vez ms otra meta deseada.

A mi esposa Juana de la Cruz Olivares Arias, Claudia Isabel Gonzlez

Olivares y Edith Jaqueline Gonzlez Olivares quienes sin saberlo, con su sonrisa,

cario y amor alimentan mi vida y hacen que el sol brille ms fuerte en los das

nublados.

A mis compaeros de la Generacin 1997-2000 del Doctorado en Ciencias

en Biotecnologa

A mi Alma Mater


4/180

iii

Indce Pag.Agradecimientos.................................................................................................... i

Dedicatorias...........................................................................................................ii

Indice.....................................................................................................................ii

Lista de cuadros ..................................................................................................viiLista de figuras .................................................................................................... iix

Abstract ................................................................................................................xi

Resumen .............................................................................................................xii

I. Introduccin ....................................................................................................... 1

II. Antecedentes.................................................................................................... 8

2.1 Los nematodos entomopatgenos................................................................. 8

2.2. Biologa del complejo nematodo/bacteria ..................................................... 9

2.3. Las bacterias mutualistas ........................................................................... 12

2.4. Las interacciones nematodo/bacteria con hospederos............................... 15

2.5. Biogeografa ............................................................................................... 17

2.5.1. Incidencia y la distribucin ................................................................... 18

2.6. Presencia natural de nematodos entomopatgenos................................... 20

2.7. Los factores limitantes................................................................................ 42

2.7.1. Factores de abiticos ........................................................................... 44

2.7.1.1. La textura y la estructura del suelo................................................ 44

2.7.1.2. Humedad y la aireacin del suelo.................................................. 46

2.7.1.3. La temperatura del suelo ............................................................... 49

2.7.1.4. El pH del suelo............................................................................... 51

2.7.1.5. Plaguicidas .................................................................................... 51

2.7.2. Factores de biticos ............................................................................. 52

2.7.2.1 Los patgenos microbianos............................................................ 53

2.7.2.2. Depredadores de nematodos ........................................................ 552.7.2.3. Hospederos no plaga..................................................................... 56

2.7.2.4. Races de plantas y microflora de la rizosfera ............................... 57

2.8. Rango de hospederos................................................................................. 58

2.9. La conducta ecolgica ................................................................................ 59


5/180

iv

2.10. Ecologa.................................................................................................... 60

2.11. Sobrevivencia ........................................................................................... 61

2.12. El reciclaje de nematodos......................................................................... 63

2.13. Gentica ................................................................................................... 64

2.14. Produccin masiva, formulacin y comercializacin................................. 65

2.15. La formulacin y almacenamiento ............................................................ 67

2.16. El control de calidad.................................................................................. 68

2.16. La comercializacin .................................................................................. 68

2.17. Las estrategias de aplicacin.................................................................... 69

2.18. Los mtodos de la aplicacin.................................................................... 70

2.19. Los efectos de agroqumicos y agentes de control biolgico.................... 71

III. Materiales y Mtodos..................................................................................... 733.1. Lugar del experimento ................................................................................ 73

3.2. Cra de Galleria mellonella L....................................................................... 73

3.3. Lugares de muestreo.................................................................................. 74

3.4. Colecta de suelo ......................................................................................... 80

3.5. Aislamiento de nematodos entomopatgenos ............................................ 80

3.6. Postulados de Kochs................................................................................. 81

3.7. Identificacin de nematodos entomopatgenos.......................................... 82

3.8. Preparacin de JIs para estudios morfomtricos....................................... 82

3.9. Origen de las moscas de la fruta ................................................................ 82

3.10. Reproduccin de nematodos.................................................................... 83

3.11. Prueba de patogenicdad de nematodos a A. ludens ................................ 83

3.11.1 Experimento de larvas de A. ludens en cajas de petri......................... 83

3.11.2. Experimento de larvas y pupas de A. ludens en botes de plstico con

suelo areno-limoso......................................................................................... 84

3.12. Diseo experimental ................................................................................. 84

3.13. Anlisis de datos....................................................................................... 84

IV. Resultados .................................................................................................... 86

4.1. Presencia de nematodos entomopatgenos por localidad y estado........... 86


6/180

v

4.3. Presencia de nematodos entomopatgenos del nmero de muestras

analizadas.......................................................................................................... 86

4.5. Tipo de hbitat ............................................................................................ 90

4.6. Caractersticas fsico-qumicas del suelo.................................................... 92

4.6.1. pH del suelo ......................................................................................... 92

4.6.2. Conductividad elctrica del suelo (dS/m) ............................................. 95

4.6.3. Materia orgnica del suelo (%)............................................................. 97

4.6.4. Nitrgeno del suelo (%)........................................................................ 97

4.6.5. Fsforo del suelo (mg/kg suelo)........................................................... 97

4.6.6. Potasio del suelo (cmol/kg suelo)......................................................... 98

4.6.7. Calcio del suelo (cmol/kg suelo)......................................................... 100

4.6.8. Anlisis de correlacin de las caractersticas fsico-qumicas ............ 1014.7. Textura del suelo para nematodos entomopatgenos.............................. 101

4.8. Altitud sobre el nivel del mar (msnm)........................................................ 105

4.9. Virulencia de cepas y aislados de nematodos entomopatgenos ............ 107

4.9.1. Tiempo letal 50 de nematodos evaluados sobre larvas de A. ludens. 113

4.10. Virulencia de nematodos a larvas de A. ludens en botes con suelo estril.

.......................................................................................................................... 114

4.11. Virulencia de nematodos a pupas de A. ludens en un suelo estril......... 118

V. Discusiones.................................................................................................. 120

5.1 Presencia de nematodos entomopatgenos ......................................... 121

5.2. Tipo de hbitat .......................................................................................... 122

5.3. Caractersticas fsico-qumicas del suelo.................................................. 123

5.3.1. pH del suelo ....................................................................................... 123

5.3.2. Conductividad elctrica ...................................................................... 125

5.3.3. Materia orgnica................................................................................. 125

5.3.4. Nitrgeno............................................................................................ 126

5.3.5. Fsforo ............................................................................................... 126

5.3.6. Potasio ............................................................................................... 127

5.3.7. Calcio ................................................................................................. 127

5.4. Textura del suelo ...................................................................................... 128


7/180

vi

5.5. Altitud........................................................................................................ 130

5.6. Virulencia de nematodos sobre larvas de A. ludens. ................................ 131

5.7. Virulencia de nematodos sobre larvas y pupas de A. ludens en un suelo

areno-limoso. ................................................................................................... 133

5.8. Tiempo letal 50% (TL50) de nematodos sobre larvas de A. ludens. .......... 134

VI. Conclusiones............................................................................................... 135

V. Literatura consultada.................................................................................... 137


8/180

vii

Lista de cuadros

Cuadro 1. Especies descritas de nematodos entomopatgenos y susrespectivas especies de bacterias simbiticas ....... 12

Cuadro 2. Algunos factores que afectan la sobrevivencia y la infectivididadde nematodos de entomopatgenos .... 43

Cuadro 3. Distribucin vertical de Steinernema glaseri de cuatro tipos desuelo diferentes, 5 das despus de la colocacin de 30,000nematodos a una profundidad de 16 cm (Georgis y Poinar, 1983c)

45

Cuadro 4: Efectos del tipo suelo y races de maz sobre la infectividad deHeterorhabditis bacteriophora a larvas de la polilla de la cera(Galleria mellonella) (Choo y Kaya, 1991) ...

58

Cuadro 5. Nmero de localidad, cdigo, nmero de muestras por localidad,fecha de colecta, localidad, localizacin geogrfica, altitud ycultivo de seis estados del Pacfico Centro Mexicano ...

75

Cuadro 6. Porcentaje de localidades positivas con nematodosentomopatgenos en seis estados de la Republica Mexicana . 86

Cuadro 7. Porcentaje de muestras positivas con nematodosentomopatgenos en seis estados de la Republica Mexicana .... 87

Cuadro 8. Caractersticas fsico-qumicas del suelo: pH, Conductividadelctrica, materia orgnica, Nitrgeno, Fsforo, Potasio, Calcio delas localidades que resultaron positivas con la presencia denematodos entomopatgenos ... 88

Cuadro 9. Valores de correlacin de las caractersticas fsico-qumicas delsuelo con relacin a la presencia de nematodos entomopatgenos

102

Cuadro 10. Presencia de nematodos entomopatgenos en funcin de laaltitud (msnm) y textura del suelo (arena: limo: arcilla) ..... 108

Cuadro 11. Porcentaje de mortalidad de larvas A. ludens a diferentesespecies y cepas de nematodos entomopatgenos en suelo y

prueba de separacin de medias por Tukey al 0.05 .. 111

Cuadro 12. Evolucin del porcentaje de mortalidad de larvas de A. ludensinoculadas con 23 cepas o aislados de nematodosentomopatgenos nativos a la concentracin de 1000 JIs pormililitro en cajas de petri . 112


9/180

viii

Cuadro 13. Estimacin de los tiempos letales, limite de confianza de 23aislados y cepas de nematodos entomopatgenos(Steinernematidae: Heterorhabditidae) evaluados sobre larvas demosca de la fruta A. ludens 115

Cuadro 14. Porcentaje de mortalidad de larvas A. ludens a diferentesespecies y cepas de nematodos entomopatgenos en suelo yprueba de separacin de medias por Tukey al 5%

116

Cuadro 15. Evolucin del porcentaje de mortalidad de larvas de Anastrephaludens inoculadas con aislados de nematodos entomopatgenosen suelo estril a la concentracin de 1000 JIs por mililitro ..

117

Cuadro 16. Porcentaje de mortalidad de pupas A. ludens a diferentesespecies y cepas de nematodos entomopatgenos en suelo yprueba de separacin de medias por Tukey al 5%

118

Cuadro 17. Evolucin del porcentaje de mortalidad de pupas de A. ludensinoculadas con aislados de nematodos entomopatgenos ensuelo estril a la concentracin de 1000 JIs por mililitro ...

119


10/180

ix

Lista de figuras

Figura 1. Ciclo de vida generalizado de steinernematidos y heterorhabditidosIJ = Juvenil infectivo 10

Figura 2. Juvenil infectivo del tercer estadio de (A) Steinernema carpocapsaemuestra la prdida de la cutcula del segundo estadio (arriba) y (B)Heterorhabditis bacteriophora muestra la cutcula bien pegada delsegundo estadio (arriba) 10

Figura 3. Mapa de muestreo de los estados de colecta de muestras de suelodel Pacfico Centro Mexicano 73

Figura 4. Porcentaje de muestras con presencia de nematodosentomopatgenos de los estados de Colima (C), Jalisco (J),Michoacn (M), Nayarit (N), Sinaloa (S) y Veracruz (V) en la ZonaCentro Occidente de Mxico . 90

Figura 5. Porcentaje de muestras positivas con nematodos entomopatgenosen funcin del tipo de hbitat de muestreo como maz (M), maz-sorgo (M/S), sorgo para grano (SG), sorgo forrajero (SF), pastoSudn (PS), limn (L), palma gigante (PG), palma hbrida (PH),mango (m) y naranja valencia (N) ....... 91

Figura 6. Porcentaje de recuperacin de especies de nematodosentomopatgenos en funcin del tipo de hbitat: maz (M), maz-sorgo (M/S), sorgo para grano (SG), sorgo forrajero (SF), pasto

Sudn (PS), limn (L), palma gigante (PG), palma hbrida (PH),mango (m) y naranja valencia (N) 92

Figura 7. Frecuencia relativa de la presencia de nematodos entomopatgenosen funcin del pH del suelo de las muestras positivas como: muyext. cido (4.0-4.5), fuerte. cido (4.6-5.5), cido (5.6-6.5), mod.cido (6.6-6.8), neutro (6.9-7.2), mod. alcalino (7.3-7.5) y noanalizados 93

Figura 8. Frecuencia relativa a la presencia de nematodos Steinernema y

Heterorhabditis con relacin al pH del suelo de las localidadespositivas como muy ext. cido (4.0-4.5), ext. cido (4.6-5.5), cido(5.6-6.5), mod. cido (6.6-6.8), neutro (6.9-7.2), mod. alcalino (7.3-7.5) y no analizados 94

Figura 9. Presencia de nematodos entomopatgenos en funcin de laconductividad elctrica o salinidad del suelo EN= (< 0.25), DPSS=


11/180

x

(0.26-0.75), OMP= (0.76-1.25), RC= (1.26-1.75), ST= (1.76-2.25),TMP= (> 2.26) y ND= no determinado 96

Figura 10. Presencia de nematodos entomopatgenos, tipo de especieHeterorhabditis y Steinernema en funcin de la conductividad

elctrica o salinidad del suelo EN= (< 0.25), DPSS= (0.26-0.75),OMP= (0.76-1.25), RC= (1.26-1.75), ST= (1.76-2.25), TMP= (>2.26) y ND= no determinado . 96

Figura 11. Porcentaje de la presencia de nematodos en funcin del fsforopresente en las muestras positivas .. 98

Figura 12. Presencia de nematodos en funcin del potasio presente en lasmuestras positivas con estos agentes . 99

Figura 13. Porcentaje de la presencia de nematodos entomopatgenos dentrode las muestras positivas en funcin de calcio del suelo . 100

Figura 14. Correlacin de las caractersticas fsico-qumicas con respecto a lapresencia de nematodos entomopatgenos .. 102

Figura 15. Presencia de nematodos entomopatgenos tipo de textura delsuelo (areno-limoso A-L, franco arenoso F-A, franco F, franco-limoso F-L, franco-arcillo-arenoso F-Ar-A, franco-arcilloso F-Ar,arcilloso Ar y muestras no analizadas NA) .

103

Figura 16. Presencia de especies de entomopatgenos en funcin de latextura del suelo (areno-limoso A-L, franco arenoso F-A, franco F,franco-limoso F-L, limoso L, franco-arcillo-arenoso F-Ar-A, franco-arcilloso F-Ar, arcilloso Ar y muestras no analizadas ...

104

Figura 17. Presencia de nematodos entomopatgenos por estado demuestreo en funcin de la textura del suelo (areno-limoso A-L,franco arenoso F-A, franco F, franco-limoso F-L, limoso L, franco-arcillo-arenoso F-Ar-A, franco-arcilloso F-Ar, arcilloso Ar y muestrasno analizadas NA) ...

105

Figura 18. Porcentaje de la presencia de nematodos entomopatgenos desuelo en funcin de la altitud sobre el nivel del mar de laslocalidades de Colima (C), Jalisco (J), Michoacn (M) y Nayarit (N)

106

Figura 19. Porcentaje de presencia de Steinernema y Heterorhabditis enfuncin de la altitud sobre el nivel del mar de las localidades deColima (C), Jalisco (J), Michoacn (M) y Nayarit (N)

107


12/180

xi

PRESENCE, IDENTIFICATION AND PATHOGENICITY OFENTOMOPATHOGENIC NEMATODES (RHABDITIDAE;HETERORHABDITIDAE, STEINERNEMATIDAE) ISOLATED FROM SOILS OFTHE MEXICAN CENTRAL PACIFIC REGION

Abstract

The objective of this research was to detect the presence of entomopathogenicnematodes (EPN) in six Mexican states of the Central Pacific region. About 147soil samples were obtained from 89 localities. The EPN were isolated by baitingsoil samples with larvae of the greater wax moth, Galleria mellonellaL., and wereincubated at 25C. The recovery rate of EPNs from soil samples was about 23.8%.The genus of EPN mostly recovered was Steinernemawith 25 isolates (17%), andHeterorhabditis with 10 isolates (6.8%), belonging to the familiesSteinerenematidae, and Heterorhabditidae. Steinernemahad higher recovery rates

than Heterorhabditis, and it was frequently recovered from cornfields. A simplelogistic regression analysis revealed a positive association with chemical, andphysical soil characteristics such as pH, phosphorus, and potassium, but alsorevealed negative associations with electrical conductivity, organic matter content,nitrogen, and calcium. The pathogenicity of the EPN isolated was evaluatedagainst third instars of the Mexican fruit fly, Anastrepha ludens Loew. The Petridish technique was used to evaluate the pathogenicity of 23 isolates. Petri disheswere lined with two pieces of filter paper Whatman No. 1, 1 ml of a dilutedconcentration of EPN were made in sterile distilled water containing 1000 infective

juveniles of each isolated was added to the Petri dishes and kept at 15% humidity,and then 20 larvae were placed in each dish. The experiment was replicated 4

times, and kept under laboratory conditions. The larval mortality was recordedevery 24 h postinoculation, and the cadavers were dissected to verify the presenceof EPN. The insect pest exhibited differential grades of susceptibility to EPN. Thelarval mortality percentages ranged from 51.1 to 90.6%. Seven isolates showedhigher levels of pathogenicity, four belonged to Steinernema, and three toHeterorhabditis. An association between the larval mortality rate, and exposuretime to EPNs was observed. The lethal mean time (LT50) was estimated by Probitanalysis. The LT50 was 13 at 62 h, the isolates SM45, SC3b, S. carpocapsaeLDV, SC1b, HC10bm, HC21c were four-fold more pathogenic than S. riobrave.The results suggested that these isolates have potential as biological controlagents of A. ludens.

Key words: Biological control, Steinernematidae, Heterorhabditidae, Mexican fruitfly, Anastrepha, Tephritidae.


13/180

xii

PRESENCIA, IDENTIFICACIN Y PATOGENICIDAD DE NEMATODOSENTOMOPATGENOS (RHABDITIDAE; HETERORHABDITIDAE,STEINERNEMATIDAE) AISLADOS DE SUELOS DEL PACFICO CENTROMEXICANO

Resumen

El objetivo de esta investigacin fue detectar la presencia de nematodosentomopatgenos (NEP) en seis estados del Pacfico Centro Mexicano. Alrededorde 147 muestras de suelo fueron obtenidas de 89 localidades. Los NEP fueronaislados al cebar muestras de suelo con larvas de palomilla mayor de la cera,Galleria mellonellaL., y fueron incubadas a 25C. La tasa de recuperacin de NEPde las muestras de suelo fue alrededor de 23.8%. El gnero de NEP mayormenterecuperado fue Steinernema con 25 aislados (17%), y Heterorhabditis con 10aislados (6.8%), pertenecientes a las familias Steinerenematidae y

Heterorhabditidae. Steinernema tuvo tasas de recuperacin ms grandes queHeterorhabditis, y fue ms frecuentemente recuperado de suelos de maizales. Unanlisis simple de regression logstica revel una asociacin positiva concaractersticas fsicas y qumicas de suelo tales como: pH, fsforo, y potasio; perotambin revel asociaciones negativas con la conductividad elctrica, contenido demateria orgnica, nitrgeno y calcio. La patogenicidad de los NEP aislados fueevaluada en contra de terceros estadios de la mosca mexicana de la fruta,Anastrepha ludens Loew. La tcnica de platos de Petri se us para evaluar lapatogenicidad. A los platos de Petri se les colocaron dos piezas de papel filtroWhatman No. 1 y luego 1 ml de una concentracin diluida de NEP hecha con aguadestilada estril conteniendo 1000 juveniles infectivos de cada aislado fue

adicionada a los platos de Petri; mantenidas a 15% de humedad, luego 20 larvasfueron colocadas en cada plato. El experimento fue repetido cuatro veces ymantenido bajo condiciones de laboratorio. La mortalidad larvaria fue registradacada 24 h postinoculacin, y los cadveres fueron diseccionados para verificar lapresencia de NEP. El insecto plaga mostr grados variables de susceptibilidad aNEP. Los porcientos de mortalidad variaron de 51.1 a 90.6%. Siete aisladosmostraron los niveles ms altos de patogenicidad, cuatro pertenecieron aSteinernemay tres a Heterorhabditis. Se observ una asociacin entre la tasa demortalidad larvaria y el tiempo de exposicin larvaria a NEP. Los tiempos letalespromedios (TL50) fue estimado mediante anlisis Probit. El TL50 fu 13 a 62 h; losaislados de NEP: SM45, SC3b, S. carpocapsae LDV, SC1b, HC10bm y HC21c

fueron cuatro veces ms patgenos que S. riobrave. Los resultados sugieren queestos aislados tiene potencial como agentes de control biolgico de A. ludens.

Key words: Control biolgico, Steinernematidae, Heterorhabditidae, moscamexicana de la fruta, Anastrepha, Tephritidae.


14/180

1

I. Introduccin

El uso excesivo de los insecticidas qumicos ha provocado el desarrollo de

la resistencia de los insectos a los insecticidas, los cuales adems tienen efectos

adversos sobre los insectos benficos, vida silvestre y sobre la salud humana en

todo el mundo. En respuesta a sto se han incrementado las demandas para

buscar nuevas alternativas de control, as como la seleccin de los agentes de

control de plagas, en particular el uso de control biolgico. En general, existen tres

tipos de control biolgico los cuales estn organizados como: natural, clsico y

aumentativo (Gaugler, 1988).

Durante la ltima dcada, han tenido un elevado inters tanto por las

universidades, los gobiernos y los cientficos industriales sobre el control biolgico

aumentativo de insectos por medio del uso de nematodos entomopatgenos ya

que estos renen muchos criterios de seleccin, los cuales pertenecen a las

familias de Steinernematidae y Heterorhabditidae (Georgis, 1992;Kaya y Gaugler,

1993;Midituri et al., 1996).

Los nematodos steinernemtidos y heterorhabdtidos estn asociados

simbiticamente con las bacterias patgenas de insectos de los gneros

Xenorhabdus y Photorhabdus, respectivamente (Akhurst y Dunphy, 1993;

Boemare et al., 1993). La forma infectiva de estos nematodos es en la fase juvenil

(dauer) que se encuentra en el suelo donde puede sobrevivir varios meses sin

alimentarse y llevar una sola especie de bacteria, como simbionte, dentro del

intestino (Akhurst, 1990).

Los nematodos al encontrar un insecto hospedero entran por las aberturas

naturales (boca, ano, espirculos), pero tambin en el caso de la especie de

Heterorhabditis, penetran a travs de la cutcula y para invadir al hospedero, hasta

el hemocelo donde libera la bacteria simbitica en la hemolinfa del insecto, en

donde sta produce protenas antibacterianas que previenen la infeccin de otros

agentes biolgicos (Dunphy, 1994). La bacteria proliferante, mata al insecto

hospedero en un perodo de 24 a 48 horas y establece condiciones satisfactorias


15/180

2

para la reproduccin de los nematodos ya que le proporciona los medios

necesarios como nutrientes e inhibir el crecimiento de otros microorganismos

(Kaya et al., 1993).

Los nematodos se han aplicado exitosamente en el control de insectos

plaga en cultivos agrcolas, hortcolas, forestales y zonas urbanas, en muchos

pases (Georgis, 1992). En Europa, los productos a base de nematodos estn

disponibles primeramente para el control de Otiorhynchus sulcatus(F), y moscas

esciaridas en hongos comestibles y cultivos hortcolas. En los Estados Unidos de

Norte Amrica y Canad, se dispone de los productos comerciales para el control

de un amplio espectro de insectos que viven en el suelo y en lugares crpticos.

Sin embargo, en Mxico y el resto de Latinoamrica, no se han explotado

completamente, ms aun existe poca difusin de estos agentes de control

biolgico. Tal vez una de las razones es la carencia de informacin acerca de su

potencial, identificacin y distribucin de nematodos nativos, lo cual podra permitir

la seleccin de aislados o especies eficaces (Stock, 1995).

La investigacin sobre agentes de control biolgico, que tienen gran

potencial para el control de insectos plaga, como los nematodos

entomopatgenos, por su habilidad para actuar como agentes efectivos contra

insectos con la finalidad de conocer cuales son los nuevos y mejores aislados de

nematodos, ya que estos se han clasificado por sus caractersticas de accin

como acechadores, emboscadores y/o navegadores quienes son atrados al

insecto hospedero (Lewis et al., 1993).

Durante los ltimos aos, el nmero de aislados reportados se ha

incrementado enormemente, siendo estos obtenidos de diferentes tipos de suelos

donde habitan los insectos en diferentes pases los cuales pertenecen a las

familias Heterorhabditidae y Steinernematidae (Poinar, 1990). Muchos de los

nematodos que se han aislado a partir de suelo mediante la tcnica de trampa de

Galleria mellonela L. (Bedding y Akhurst, 1975) se han demostrado que estos

nematodos se distribuyen en muchas partes del mundo como Asia (Zhang et al.,


16/180

3

1992; Amarasinghe et al., 1994), frica del norte (Shamseldean y Abd-Elgawad,

1994), Australia y Nueva Zelanda (Akhurst y Bedding, 1986; Wouts, 1979),

Canad (Mracek y Webster, 1994), Europa (Mracek, 1980; Deseo et al., 1984;

Burman et al., 1986; Blackshaw, 1988; Vanninen et al., 1989; Hominick y Briscoe,

1990a, 1990b; Ehlers et al., 1992; Griffin et al., 1991, 1994; Boag et al., 1992;

Haukeland, 1993; Tallosi et al., 1995; Delpino y Palomo 1996); Regin

Mediterrnea (Glazer et al., 1991c; Ozer et al., 1995, Amrica del sur (deDoucet,

1986b; Nguyen y Smart, 1988; deDoucet y deDoucet, 1990; Stock, 1995), Amrica

del Norte, EEUU (Akhurst y Brooks, 1984; Hara et al., 1991; Rueda et al., 1993;

Liu y Berry, 1995a), Corea (Choo et al.,1995) y Malasia (Mason et al., 1996).

En tanto que, el gnero Heterorhabditis se ha aislado de Santa F

Argentina (Stock, 1993); Bracon Australia (Poinar, 1975); Vietnam (Phan et al.,

2003); China (Liu, 1994); (Stock et al., 2002); islas de Hawai (Garned et al., 1994);

Tamil Nadu India (Poinar et al., 1992); Oregon EEUU (Liu y Berry, 1996a); Ohio,

EEUU (Poinar et al., 1987); (Nguyen et al., 2004); (Kakulia y Mikaia, 1997); y

Nueva Zelanda (Poinar, 1990b).

Hasta la fecha la familia Steinernematidae contiene dos gneros

Neosteinernema(Nguyen y Smart, 1994) con una especie y Steinernema(Steiner,

1923) de estas se conocen 45 especies, aisladas de distintas reas geogrficas

(Poinar, 1990); como S. abbasi(Elawad et al., 1997); S. aciari(Qiu et al., 2005); S.

affinis (Bovien, 1937); S. anomali (Kozodoi, 1984); S. anatoliense (Hazir et al.,

2003); S. apuliae (Triggiani et al., 2004); S. asiaticum (Shahina et al., 2002); S.

bicornutum (Tallosi y Ehlers, 1995); S. carpocapsae(Weiser, 1955); S. caudatum

(Xu et al., 1991); S. ceratophorum (Jian et al., 1997); S. cubana (Mracek et al.,

1994); S. diaprepesi(Nguyen y Duncan, 2002); S. feltiae(Filipjep, 1934); S. glaseri

(Steiner, 1929); S. guangdogense(Qiu et al., 2004); S. hermaphroditum(Stock etal., 2004); S. intermedia(Poinar, 1985); S. jollieti(Spiridonov et al., 2004); S. karii

(Waturu et al., 1997); S. kraussei (Steiner, 1923, Mracek, 1994); S. kushidai

(Mamiya, 1988); S. litorale (Yoshida, 2004), S. loci (Phan et al., 2001); S.

longicaudum (Shen y Wang, 1991); S. monticolum (Stock et al., 1997); S.


17/180

4

neocurtillis (Nguyen y Smart, 1992); S. oregonensis (Liu y Berry, 1996b); S.

pakistanense (Shahina et al., 2001); S. puertoricensis(Roman y Figueroa, 1994);

S. rara (deDoucet, 1986b); S. riobravis (Cabanillas et al., 1994); S. ritteri

(deDoucet, 1990); S. robustispiculum (Phan et al., 2005); S. sangi (Phan et al.,

2001); S. scapterisci(Nguyen y Smart, 1990); S. scarabaei(Stock y Koppenhofer,

2003); S. siamkayai (Stock et al., 1998); S. silvaticum (Sturhan et al., 2005); S.

tami (Van Luc et al., 2000); S. thanhi (Phan et al., 2001); S. thermophylum

(Gangula y Singh, 2000); S. weiseri (Mracek et al., 2004); S. websteri (Cutler y

Stock, 2003); S. yirgalemense (Nguyen et al., 2005) y una especie de

Neosteinernemalongicurvicauda(Nguyen y Smart, 1994).

En tanto que, la familia Heterorhabditidae compuesta del gnero

Heterorhabditis, la cual contiene doce especies H. argentinensis(Stock, 1993); H.

bacteriophora (Poinar, 1975); H. baujardi (Phan et al., 2003); H. brevicaudis (Liu,

1994); H. downesi (Stock et al., 2002); H. hawaiiensis (Garned et al., 1994); H.

indicus(Poinar et al., 1992); H. marelatus(Liu y Berry, 1996a); H. megidis(Poinar

et al., 1987) sinnimo H. californicus(Stock et al., 1996); H. mexicana(Nguyen et

al., 2004); H. poinarii(Kakulia y Mikaia, 1997); y H. zealandica(Poinar, 1990).

Muchos de los nematodos aislados en la actualidad permanecen sin

clasificar al nivel especfico de especie, no obstante muchos autores han creado

claves taxonmicas utilizando machos y juveniles infectivos por lo difcil de

encontrar un buen diagnstico de los caracteres morfolgicos para su

identificacin de estos nematodos (Nguyen y Smart, 1992b, 1996; Poinar, 1990;

Wright, 1990; Joyce et al., 1994a). Por otro lado, la identificacin de aislados es un

aspecto importante de la investigacin y desarrollo de cada familia de nematodos

entomopatgenos. Curran (1990) concluye que el anlisis de secuenciacin del

DNA constituye el mtodo molecular preferido para la discriminacin entrecategoras de nematodos entomopatgenos bajo el nivel de especie.

Lo anterior nos obliga a utilizar las diferentes tcnicas que se han

desarrollado para la identificacin de nematodos, as como el apareamiento

cruzado (Dix et al., 1992), electrofresis en gel de almidn y acetato de celulosa


18/180

5

(Akhurst, 1987; Jagdale et al., 1996), anlisis de enzimas de restriccin RFLPs

(Smits et al., 1991; Joyce et al., 1994a; Fallas et al., 1996,) enfoque isoelctrico

(IEF) (Joyce et al., 1994b), y marcadores de polimorfismo RAPD (Garned et al.,

1994; Liu y Berry, 1996c) y la reaccin en cadena de la polimerasa (PCR) (Liu y

Berry, 1995b) son algunas de las tcnicas usadas para la identificacin de

aislados y entre especies de estos nematodos entomopatgenos.

Se ha demostrado que diferentes aislados y especies de nematodos

entomopatgenos varan en su eficacia como agentes de control biolgico de

insectos (Bedding et al., 1983), para lo cual se requiere un mtodo rpido y

confiable para identificar su variabilidad gentica. Sin embargo, para este

propsito se usa polimorfismo de longitud de fragmentos de restriccin (RFLPs) en

la unidad repetida del DNA ribosomal. Lo cual permite identificar si los nematodos

pertenecen a diferentes especies o son miembros de la misma especie (Akhurst y

Bedding, 1978).

Stock y Kaya (1996) mencionan que existen algunas carencias en el

diagnstico de caracteres morfolgicos para todas las especies reconocidas hasta

la fecha que se han descrito por morfologa y asociaciones morfomtricas. Sin

embargo, es necesario analizar estadsticamente las caractersticas morfolgicas

de las especies de nematodos y revisar los mtodos de caracterizacin

morfomtrica tradicional para la diferenciacin de las especies de estos

nematodos (Stock y Kaya, 1996).

Los nematodos se han aislado en diferentes estudios realizados sobre la

distribucin estacional de nematodos steinernemtidos y heterorhabdtidos en

diferente tipo de suelo, los cuales se asocian con suelos calcreos en Inglaterra

(Hominick y Briscoe, 1990a), de barro arenoso y suelos de barro en Irlanda

(Blackshauw, 1988), en humus y suelos arenosos en Suecia (Burman et al., 1986),y de humus con capas de suelo rgano-mineral en Checoslovaquia (Mracek,

1982).


19/180

6

En contraste, la presencia de steinernemtidos y heterorhabdtidos no es

influenciada por el tipo de suelo o la vegetacin en Italia (Deseo et al., 1988).

Akhurst y Brooks (1984) especulan sobre las diferencias en la distribucin de

nematodos en varios pases que refleja la disponibilidad de insectos hospederos

satisfactorios, aunque las influencias ambientes tales como tipo del suelo pueden

tambin determinar su distribucin. Estos estudios indican que los

steinernemtidos se encuentran en muchas partes del mundo a diferente altitud,

mientras que los heterorhabdtidos se localizan ms cerca a las zonas costeras

(Griffin et al., 1991, 1994a).

En algunos pases como Australia, Estados Unidos, Gran Bretaa y Nueva

Zelanda tienen leyes de cuarentena tocante a la importacin de organismos

exticos con el fin de proteger la fauna y flora nativa, as como la agricultura

(Bedding et al., 1996; Richarson, 1996; Rizvi et al., 1996).

Algunos nematodos entomopatgenos tienen un amplio rango de

hospederos en el laboratorio (Poinar, 1990); lo cual puede ser una amenaza a

insectos nativos, ya que muchas de las especies de insectos estaran en peligro.

Las especies de nematodos entomopatgenos tienen diferencias en la

sobrevivencia e infectividad de insectos hospederos, son ms favorables de

usarse en programas de control biolgico (Bedding et al., 1983). Las condiciones

biticas y abiticas del sitio aislado juegan un papel importante en su adaptacin.

El uso de nematodos que ocurren naturalmente como agentes de control biolgico

pueden tambin reducir el riesgo a organismos no plaga cundo son comparados

con aislamientos exticos (Blackshaw, 1988).

Por esta razn es importante conocer la distribucin natural de los

nematodos entomopatgenos nativos del Pacifico Centro Mexicano, los cuales

pueden tener diferente ocurrencia. Ya que es un requisito importante para crear un

criterio sobre futuras introducciones de nematodos entomopatgenos exticos. Lo

anterior hace necesario, que para impulsar el control microbiano en Mxico, se

deba hacer un inventario de los microorganismos nativos en diferentes reas


20/180

7

ecolgicas del pas, con el fin de documentarlos, evaluar su potencialidad de uso

en las diferentes plagas que afectan la produccin agropecuaria y forestal, para

as ofrecer una alternativa ecolgica y sustentable de control de plagas. Por tal

motivo es importante realizar este trabajo para la obtencin de germoplasma como

un recurso para su uso en los trpicos, ya que ellos tienen una mejor adaptacin al

medio ambiente, los cuales pueden ser ms efectivos contra especies de plagas

en zonas tropicales.

Por lo antes expuesto se plantean la siguiente:

Hiptesis:

Las poblaciones de nematodos entomopatgenos nativos difieren en su

presencia en suelos del Pacfico Centro Mexicano y en su patogenicidad sobrelarvas y pupas de mosca de la fruta A. ludens.

Objetivo principal

- Determinar la presencia e identificacin de nematodos entomopatgenos

aislados de suelos del Pacifico Centro Mexicano y su patogenicidad sobre larvas y

pupas de A. ludens.

Objetivos particulares

- Determinar la presencia de nematodos entomopatgenos de diferentes

localidades en los estados de Colima, Jalisco, Michoacn, Nayarit, Sinaloa y

Veracruz.

- Aislar e identificar los nematodos entomopatgenos nativos hasta el nivel

de gnero.

- Evaluar la patogenicidad de los aislados de nematodos en mosca de la

fruta A. ludens.- Determinar el tiempo letal 50 de los nematodos evaluados sobre larvas y

pupas de A. ludens.


21/180

8

II. Antecedentes

2.1 Los nematodos entomopatgenos

Existen ms de 3000 asociaciones simbiticas entre insectos y nematodos,

8 rdenes de las cuales comprenden la mayora de los nematodos capaces deparasitar insectos sanos (Poinar, 1979). Esto ha dado origen a los nematodos

entomopatgenos de los gneros Steinernema Neoaplectana y

Neoesteinernema (Steinernematidae) y Heterorhabditis (Heterorhabditidae), a

partir de Rhabditoides microbiotrficos y bacterifagos (Poinar, 1990).

Estos tres gneros de nematodos son interesantes porque dependen de

bacterias como fuente alimenticia y han desarrollado mecanismos para transportar

e introducir bacterias del gnero Xenorhabdusy Photorhabdusen insectos. Estasbacterias son capaces de matar a los insectos en 48 horas convirtiendo los

cadveres en un hbitat conveniente para su crecimiento y reproduccin (Akhurst,

1982). Los nematodos de insectos son principalmente parsitos obligados y

facultativos, pueden atacar a los estados biolgicos de larva, prepupa, pupa y

adulto de insectos (Kaya y Hara, 1981).

Los nematodos de las familias Steinernematidae y Heterorhabditidae,

poseen los atributos de un agente de control biolgico "ideal" (Timper et al., 1988;Kaya y Gaugler, 1993; Kaya, 1993), considerando su seguridad a invertebrados,

plantas, y otros organismos no plaga (Akhurst, 1990; Poinar, 1989). Por sus

caractersticas, tienen una distribucin geogrfica amplia y un rango de

hospederos (Poinar, 1990; Zimmerman, 1978); solamente en Amrica Latina

alrededor de 100 especies de 11 rdenes de insectos son susceptibles a estos

nematodos (Poinar, 1979; Wassink y Poinar, 1984). Su presencia en los suelos

esta bien documentada (Poinar y Hom, 1986; Timper et al, 1988; Kung et al.,

1990a, b, c). Las larvas del tercer estado juvenil constituyen una forma

especializada para sobrevivir, dispersarse e invadir al hospedero (Kaya y Gaugler,

1993).


22/180

9

Los cuales son fcilmente aplicados usando equipos estndares de

aspersin (Georgis, 1990; Georgis y Poinar, 1994), son compatibles con

insecticidas qumicos (Forschler et al., 1990, Hara y Kaya; 1983, Rovesti et al.,

1988; Rovesti y Deseo, 1990), produccin masiva (Friedman, 1990), variacin

gentica (Gaugler et al, 1989; Poinar, 1991; Gaugler, 1993), su virulencia (Glazer

et al., 1991) y un amplio rango de hospederos (Gaugler, 1988; Figueroa y Roman,

1990).

As como a su disponibilidad para probar su habilidad de bsqueda y

exterminio rpido del hospedero (Lewis et al., 1992; 1993). Adems las ventajas

que presentan para realizar en ellos mejoramiento gentico que les permita

aumentar su persistencia hacia la desecacin, a la radiacin ultravioleta y su

virulencia, por el corto perodo de sus generaciones, su facilidad de manejo y

cultivo (Gaugler, 1987; Gaugler et al, 1989; Gaugler et al., 1992a; Gaugler, 1993;

Gaugler et al., 1994).

Estos nematodos entomopatgenos, sirven como vectores de la bacteria

del gnero Xenorhabdus y Photorhabdus, lo cual ha reforzando la vinculacin

entre nematologa de insectos y patologa de insectos (Gaugler y Kaya, 1990;

Tanada y Kaya, 1993).

2.2. Biologa del complejo nematodo/bacteria

Los steinernematidos y heterorhabditidos, patgenos obligados en la

naturaleza, tienen la no-alimentacin, vida libre, tercer estado juvenil infectivo o

juveniles dauer que infectan al insecto hospedero en el ambiente del suelo (Figura

1). El juvenil infectivo, es la nica etapa que ocurre fuera de un insecto, est

protegido por la cutcula del segundo estadio que se pierde fcilmente en los

steinernematidos (Figura 2a) pero es retenido en los heterorhabditidos (Figura 2b)

hasta apenas antes de o a poco de la infeccin del hospedero. Adems, la

asociacin del nematodo/bacteria es sumamente especfica. En el juvenil infectivo,

las clulas bacterianas se albergan en una vescula en la parte anterior del

intestino para steinernematidos y en el tracto intestinal para el heterorhabditidos.


23/180

10

Figura 1. Ciclo de vida generalizado de steinernematidos y heterorhabditidos. IJ =

Juvenil infectivo.

Figura 2. Juvenil infectivo del tercer estadio de (A) Steinernema carpocapsae

muestra la prdida de la cutcula del segundo estadio (arriba) y (B)


24/180

11

Heterorhabditis bacteriophoramuestra la cutcula bien pegada del segundo

estadio (arriba).

El juvenil infectivo infecta al hospedero por aberturas natural (boca,

espirculos, ano) o adelgazada reas de la cutcula del hospedero (comn slo en

heterorhabditidos) (Kaya y Gaugler, 1993) y penetra en el hemocelo del

hospedero. El juvenil infectivo entonces libera la bacteria por el ano para los

steinernematidos o por la boca para los heterorhabditidos (Ciche y Ensingh, 2003).

La bacteria mutualistica se propaga y produce substancias que matan

rpidamente al hospedero y protegen el cadver de la colonizacin por otros

microorganismos.

El nematodo inicia su desarrollo, alimentndose de las clulas bacterianas y

tejidos del hospedero que ha sido metabolizado por la bacteria y tiene de 1-3

generaciones, dependiendo del tamao del hospedero. Cuando los recursos de

alimento en el cadver del hospedero se agotan, una nueva generacin de

juveniles infectivos se produce y emergen del cadver del hospedero dentro del

suelo para buscar nuevos hospederos (Figura 1).

Una diferencia mayor entre steinernematidos y heterorhabditidos es que

todos pero una especie en el grupo anterior son amfimcticos, mientras que la

especie en el ltimo grupo son hermafroditas en la primera generacin pero

amfimcticos en la siguiente generacin. As, los steinernematidos requieren un

juvenil infectivo masculino y un femenino para invadir a un insecto hospedero para

producir progenie, mientras que los heterorhabditidos necesita slo un juvenil

infectivo penetrar en un hospedero como resulta el adulto hermafrodito es auto-

frtil. Sin embargo, Griffin et al. (2001) encontr una especie de Steinernemasin

describir de Indonesia que consiste en gran parte de hermafroditas auto-frtiles

con una frecuencia baja de machos (1-6% de la poblacin).

Una especie dada del nematodo se asocia especficamente con una

especie simbitica bacteriana, pero la especie bacteriana se puede asociar con

ms de una especie de nematodo (Cuadro 1). Akhurst y Boemare (1990)


25/180

12

mencionan que la mejor reproduccin del nematodo ocurre con su simbionte

natural, pero algunas veces, el nematodo se puede desarrollar en otra especie

bacteriana. La relacin entre el nematodo y la bacteria es mutualista por las

razones siguientes: el nematodo es dependiente de la bacteria para (a) matar

rpidamente a su insecto hospedero, (b) crear un ambiente favorable para su

desarrollo produciendo antibiticos que eliminan microorganismos que compiten,

(c) transfor los tejidos de hospedero en una fuente de alimento, y (d) sirvir como

un recurso de alimento. La bacteria necesita al nematodo para (a) proteccin del

ambiente externo, (b) la penetracin dentro del hemocelo del hospedero, y (c) en

la inhibicin de las protenas antibacterianas del hospedero.

2.3. Las bacterias mutualistas

Las bacterias Xenorhabdus y Photorhabdus son mviles, Gram negativa,

facultativo, no-forman esporas, las barras anaerobias en la familia

Enterobacteriaceae. En el gnero Xenorhabdus, existen 5 especies que se

asocian con Steinernema, mientras que el gnero Photorhabdus, existen 3

especie que se asocian con Heterorhabditis (Cuadro 1) (Fisher-Le Saux et al.,

1999, Burnell y Stock, 2000, Boemare, 2002, Hazir, 2003) con una especie, P.

luminescens, dividido en cinco subespecies (Hazir, 2003). La subespecie de P.

luminescens es subsp. luminescens, laumondii, akhurstii, kayaii, y thraciaensis

(Boemare, 2002).

Cuadro 1. Especies descritas de nematodos entomopatgenos y sus respectivasespecies de bacterias simbiticas.

Genero de nematodo Especie de nematodo Especie simbitica

Steinernema abbasi Sin describiraffine Xenorhabdus bovienii

anatoliense Sin describirarenarium(= anomali)1 Xenorhabdus spasiaticum Sin describirbicornutum Sin describircarpocapsae 2 X. nematophilacaudatum Sin describirceratophorum Sin describir


26/180

13

cubanum X. poinariidiaprepesi Sin describirfeltiae (= bibionis) 3 X. bovieniiglaseri X. poinariiintermedium X. bovienii

karii Sin describirkraussei X. bovieniikushidai X. japonicaloci Sin describirlongicaudum Sin describirmonticolum Sin describirneocurtillae Sin describiroregonense Sin describirpuertoricense Sin describirrarum Xenorhabdus spriobrave. Xenorhabdus spritteri Xenorhabdus spsangi Sin describirscapterisci Xenorhabdus spscarabaei Sin describirsiamkayai Sin describirtami Xenorhabdus spthanhi Sin describirthermophilum Sin describirwebsteri Sin describirwesieri Sin describirSin describer X. beddingiiserratum Sin describir

Neosteinernema longicurvicauda Sin describirHeterorhabditis bacteriophora Sin describir

(= heliothidis) P. luminescens 4(= argentinensis) P. temperata 5baujardi Sin describirbrevicaudis 3 P. luminescens4downesi Photorhabdus sp.indica Sin describir(= hawaiiensis) P. luminescensmarelata Sin describir(= hepialius) P. luminescens 4megidis P. temperatapoinari 3 Photorhabdus sptaysearae Sin describirzealandica P. temperata

Cuadro 1. En parntesis utilizaron previamente los nombres y/o los


27/180

14

sinnimos. 2 las especies "carpocapsae" se ha referido a como "feltiae" en la

literatura principalmente entre 1983 y 1989. El nombre "feltiae" es vlido y tiene

prioridad sobre la especie inquerida "bibionis. 3 especie inquerida. 4 Fischer Saux

et al. (1999) mostr que Photorhabduses un grupo heterogneo. P. luminescens

se asocia con H. indicacon alguno pero no todos aislados de H. bacteriophora. La

posicin del simbionte bacteriano con H. argentinensis, H. brevicaudis y H.

marelatus no esta clara y hemos mantenido la especie bacteriana como P.

luminescens. Esto puede cambiar en una fecha futura, algunos subgrupos de H.

bacteriophorase asocian con P. temperata(Fischer-Le Saux et al., 1999).

Las diferencias mayores ocurren entre los dos gneros bacterianos

(Boemare, 2002). Por ejemplo, La mayora de las Photorhabdus spp., son

luminiscente y catalasa positiva, mientras que Xenorhabdus spp., no tiene

luminescencia y es catalasa negativo. Ambos gneros bacterianos producen

variantes fenotpicas de los tipos de clulas llamadas forma primaria (fase I) y

forma secundaria (fase II) (Forst y Clarke, 2002). La forma primaria es el de tipo

clula naturalmente asociado con los nematodos, mientras que la forma

secundaria puede surgir espontneamente cuando se cultiva la bacteria, estas en

la etapa inmvil de no-crecimiento. La forma secundaria de Xenorhabduspuede

volver a la forma primaria, pero este fenmeno no se ha documentado paraPhotorhabdusspp.

Las diferencias entre las formas primarias y secundarias se presentan. Por

ejemplo la forma primaria produce antibiticos, absorbe ciertos tintes, y desarrolla

inclusiones intracelulares grandes compuestas de protenas de cristal, mientras

que la forma secundaria no produce o slo produce dbilmente antibiticos, no

produce tintes de absorcin, y produce inclusiones intracelulares ineficazmente. La

forma primaria es superior a la forma secundaria en su habilidad de sostener lapropagacin del nematodo in vitro, aunque alguna evidencia sugiere que esto no

es siempre el caso (Lysenko y Weiser, 1974, Ehlers et al., 1990, Volgyi et al.,

1998). La razn para la presencia de las dos formas no se conoce (Boemare,

2002).


28/180

15

La asociacin entre la bacteria y el nematodo es esencialmente

monoxnica, pero otras especies de bacterias se han aislado de juveniles

infectivos de varias especies de steinernematidos (Lysenko y Weiser, 1974,

Aguillera et al., 1993, Aguillera y Smart, 1993) y heterorhabditidos (Jackson et al.,

1995, Babic et al., 2000). Los estudios recientes por Vivas y Goodrich-Blair (2001)

con X. nematophila y S. carpocapsae encontraron que un gen bacteriano sirve

para retener la especificidad entre la bacteria y el nematodo. Adems, Martens et

al., (2003) han mostrado que pocas clulas de X. nematophila inician la

colonizacin de un juvenil infectivo y que stos crecen dentro del lumen del

intestino en un patrn reproductivo polifsico durante la colonizacin.

Un adelanto mayor ha sido secuenciando el genoma entero de P.

luminescens, cepa TT01 (Duchaud et al., 2003). La sucesin completa del genoma

tiene 5,688,987 pares de bases y contiene 4,839 genes codificados de protena

predeterminados. Los autores indican que esta bacteria ser un modelo

prometedor para el estudio de interacciones de simbiosis y la interaccin

hospedero-patgeno.

2.4. Las interacciones nematodo/bacteria con hospederos

An con el amplio rango de hospedero de la mayora de los especies de

nematodos entomopatgenos, su eficacia vara con muchos factores biolgicos,

inclusive la especie de nematodo y cepa y la especie de insecto y su estado de

desarrollo (Gaugler et al., 1994, Eidt y Thurston, 1995, Simoes y Rosa, 1996). Uno

de los factores que afectan la eficacia es que muchos insectos que viven en el

suelo han evolucionado las conductas que tienen como resultado en reducir la

bsqueda del hospedero, la fijacin, o la penetracin por los juveniles infectivos.

Algunos de los documentos sobre la conducta del insecto incluyen (1) una mayor

proporcin de defecacin que reduce la infeccin va el ano (larvas deescarabajos), (2) la baja produccin CO2 o liberacin de CO2 en chorros que

aminoran las seales qumicas (pupas de lepidpteros y larvas de escarabajos),

(3) la formacin de capullos impenetrables o clulas del suelo antes de la

pupacin que sirven como barreras fsicas (muchos lepidpteros y escarabajos),


29/180

16

(4) individuos que matan al nematodo que evitan reducir la contaminacin de

otros insectos en un nido (comejenes), y (5) un arreglo agresivo o conducta de

evasin que reduce el contacto de los juveniles infectivos (larvas de escarabajos)

(Gaugler et al., 1994, Koppenhofer et al., 2000b).

Los juveniles infectivos pueden penetrar dentro de insectos utilizando varias

rutas, dependiendo de que sean accesibles (Eidt y Thurston, 1995). En algunos

insectos, las rutas usuales de la entrada pueden ser inaccesibles porque la boca

puede ser obstruida por filtros orales (gusano de alambre) o es demasiado

estrecha (insectos con partes de la boca chupadores/penetradores o insectos

pequeos con partes de la boca masticadores). El ano puede estar apretado por

msculos u otras estructuras (gusanos de alambre), o los espirculos pueden

estar cubiertos con septa (gusanos de alambre) o platos de cedazo (larvas de

escarabajos) o son simplemente demasiado estrechos para la entrada del

nematodo (algunos dpteros y lepidpteros).

Los juveniles infectivos pueden penetrar por la cutcula (inclusive la

traquea) o el intestino para entrar al hemocelo. Para entrar por la cutcula, los

nematodos emplean la fuerza fsica tal como el cuerpo que empuja para reventar

por la traquea delgada o, al igual que los Heterorhabditis, utiliza un diente anterior

para penetrar directamente en el hemocelo. Para entrar por el intestino, ellos

utilizan la fuerza fsica y/o secreciones proteolticas para digerir los tejidos del

intestino para entrar en el hemocelo (Abu-Hatab et al., 1993, Peters y Ehlers,

1994).

Dentro del hemocelo de los insectos, los nematodos y las bacterias vencen

la respuesta inmunolgica de los hospederos (Dunphy y Thurston, 1990, Kaya y

Gaugler, 1993) que involucran recprocamente, los factores humorales y celulares.

Para contrarrestar las clulas bacterianas, el insecto puede utilizar las

protenas antibacterianas y/o fagocitosis seguidas por la formacin de ndulos,

para desactivar los nematodos, los hemocitos de los insectos pueden encapsular

estos seguido por la melanizacin. En algunos casos, los nematodos pueden


30/180

17

vencer las defensas de insecto. As, S. glaseri es encapsulado inicialmente por

larvas del escarabajo japons, Popillia japonica (Newman), pero escapa de la

cpsula e infecta exitosamente a su hospedero (Wang et al., 1995) porque el

nematodo tiene las protenas que cubren la superficie que eliminan la respuesta

inmunolgica de los hospederos y destruyen los hemocitos (Wang y Gaugler,

1998). Una especie de Heterorhabditis evita la encapsulacin en larvas de

tipulidos por la cubierta de la cutcula del segundo estadio durante la penetracin

del hospedero (Peters et al., 1997).

Adems, los nematodos que invaden pueden producir inhibidores

inmunolgicos como los factores que destruyen los factores antibacterianos

producidos por los insectos y permiten que la bacteria mutualstica produzca

toxinas insecticidas que matan rpidamente al hospedero (Bowen et al., 1998).

Los nematodos pueden paralizarlo al producir tambin exotxinas y citotxicas y

las enzimas extracelulares proteolticas. Las reacciones de arriba son

dependientes del insecto hospedero y el complejo nematodo/bacteria (Dowds y

Peters, 2002) y contribuyen a la eficacia variable de los nematodos

entomopatgenos contra diferentes especies de insectos.

2.5. Biogeografa

Los nematodos entomopatgenos se han recuperado de suelos de muchas

partes del mundo (Hominick, 2002). Algunas especies de nematodos parecen

tener una distribucin global y son esencialmente ubicuo (Hominick, 2002). S.

carpocapsae y S. feltiae se distribuyen ampliamente en regiones templadas, H.

bacteriophoraes comn en regiones con climas continentales y mediterrneos, y

H. indica se encuentra mucho a travs de los trpicos y el subtrpico. Otras

especies tales como S. rarum, S. kushidai, S. ritteri y H. argentinensis parecen

tener una distribucin mucho ms restringida, pero como muchos estudios se hanconducido estas especies se puede encontrar ms ampliamente

En Turqua, se han conducido varios estudios con aislamiento de varias

especies conocidas y por lo menos una nueva especie (Ozer et al., 1995, Susurluk


31/180

18

et al., 2001, Hazir et al., 2003a). Ozer et al. (1995) recuperaron S. feltiaede la

costa del Mar Negro, y Susurluk et al., (2001) aislaron H. bacteriophora, un

Heterorhabditissp., y S. feltiae de Ankara Turquia. Hazir et al. (2003a) hicieron

una inspeccin extensa a travs de Turqua y aislaron H. bacteriophora, S. feltiae,

S. affine, y una especie sin describir de Steinernema. (Hazir et al. (2003a)

describieron subsiguientemente la especie nueva como S. anatoliense. En este

estudio, la especie ms comn era S. feltiae, que se aisl de 10 sitios en seis

regiones, H. bacteriophora de siete sitios en cinco regiones, S. affinede cuatro

sitios en dos regiones, y la nueva especie descrita S. anatoliensede un sitio

2.5.1. Incidencia y la distribucin

Las especies de Steinernemay Heterorhabditis se ha aislado de muestras

de suelo tomadas a travs del mundo (Kaya, 1990) pero muy pocos estudios se

han hecho a largo plazo de su dinmica de poblacin. Hominick y Briscoe (1990a)

en un estudio de suelos de Reino Unido no encontraron ninguna evidencia de la

temporada en la incidencia de nematodos, cuando ellos examinaron varios

hbitats por dos aos. Ellos sospecharon que la vegetacin, quizs sea la causa

de la persistencia de S. bibionis(= S. feltiae); suelos de orillas de csped o pastos

que producen ms muestras positivas, que los suelos de otros hbitats. Los

estudios conducidos proporcionan en otra parte algo de evidencia contradictoriapara la presencia estacional y la preferencia del hbitat para steinernematidos.

Griffin et al., (1991) analizaron los resultados de un rango de inspecciones

de suelo y concluy que haba la evidencia de la temporada. Ellos sugirieron

tambin que, cuando nematodos se recuperaron de todos los tipos hbitats

probados en Irlanda, no haba la asociacin significativa entre el hbitat y la

frecuencia de la recuperacin.

En Checoslovaquia, los steinernermatidos eran ms comn en bosques que

en cultivos y estaban ausentes en praderas (Mracek, 1980). Ellos fueron

descubiertos frecuentemente en suelos calientes, localidades secas pero nunca en

suelos de pantano. Mracek (1979) sugiri que las larvas de la mosca de la sierra


32/180

19

son susceptibles a nematodos, las cuales estn presentes en suelos de bosque

donde la altitud del bosque, y tipo de localidad afect la distribucin del nematodo.

En Carolina del Norte, Akhurst y Books (1984) encontraron al nematodo Rhabditis

parsito de insectos era menos comn en bosques que aquellos que estaban en

cultivos o pasto. Akhurst y Bedding (1986) atribuyen los diferentes resultados a las

variaciones en la distribucin del insecto hospedero y a la especie de nematodos

implicados.

En el Reino Unido., los steinernematidos se asocian particularmente con

suelos que tienen un horizonte de subsuelo calcreo (Hominick y Briscoe, 1990b);

suelos con mucha agua los hacen suelos con altos contnidos en materia orgnica.

Vanninen et al., (1989) estudiaron suelos cultivados en Finlandia y encontraron

una alta incidencia de steinernematidos en suelos de humus que en suelos de

cualquier otro tipo; ellos no encontraron nematodos en suelos arcillosos. Lu baja

incidencia de nematodos entomopatgenos en suelos arcillosos haba sido notada

por Burman et al., (1986) en Suecia y Blackshaw (1988) en Irlanda.

La evidencia comienza a sostener el panorama de que la familia

Heterorhabditidae es endmica a climas calientes mientras que Steinernematidae

prevalece en regiones templadas. En Israel, los heterorhabditidos han sido

encontrados, en suelos arenosos, bajo la sombra de rboles de albaricoque

regados en el desierto de Negev (Glazer et al., 1991c). Los resultados negativos

se obtuvieron cuando las muestras se tomaron de suelos menos aireados, an

cundo estaba hmedo, o de suelos arenosos pero secos. En las islas de Hawaii,

veintidos sitios fueron positivos para Heterorhabditisspp.; su incidencia fue mas

correlacionada con los sitios de muestreo dentro de los 100 metros de la orilla del

mar. Las suelos eran moderadamente alcalinos (pH 8.0) y contenido de materia

orgnica (12%). El nico aislado de Steinernema encontrado vino de reasinteriores donde los suelos eran franco arcilloso y franco limoso donde contenido

orgnico era mayor (15-35 %) (Hara et al., 1991).


33/180

20

2.6. Presencia natural de nematodos entomopatgenos

El conocimiento de la presencia de los nematodos entomopatgenos, es un

paso esencial en la valoracin del papel que desempean en el suelo. Estudios

sobre los factores geogrficos y ecolgicos proporcionan un entendimiento acerca

de la presencia, distribucin y abundancia de las especies, que es influenciada

fuertemente por los insectos hospederos susceptibles, vegetacin nativa, y sus

asociaciones con las diferentes regiones climticas y tipos de suelo. Considerando

adems, muchas reas que han sido afectadas por la agricultura y aquellas que

forman parte de los ecosistemas naturales.

Poinar y Brooks (1977) recuperan poblaciones del nematodo entomgeno

Neoaplectana Steinernema glaseri de larvas del escarabajo Stringoderma

arboricola, en un campo del condado de Wilson, en Carolina del Norte. Tambin,

observan una bacteria simbitica que es contenida en el intestino de los estadios

juveniles infectivos. El hecho de que N. glaseri fue recuperado de insectos vivos

en el suelo, sugiere que los estadios infectivos de esta especie permanecen en el

suelo, y puede ser un efectivo agente de control biolgico de insectos plaga que

viven en el suelo.

Mrek (1980) analiza un total de 57 muestras de suelo 35 fueron de

bosques, 12 de campos y 10 de praderas. Los nematodos steinernematidos soloestuvieron presentes en 21 muestras, de estas 19 fueron de muestras de suelo, y

dos de un campo de maz. Steinernema kraussei fue aislado de Cephalia abietis

(L.) de cuatro localidades, y tambin de un campo de maz adyacente a un bosque

infestado. La mayora de los aislados fueron obtenidos de bosques, ninguno de

biotipos hmedos. La incidencia de estos nematodos no avanza gradualmente con

relacin a la altitud (de 150-1000 msnm). Por lo tanto, no tiene influencia sobre su

existencia, ya que las larvas infectivas fueron encontradas en muestras de tierrasbajas, laderas de campos y bosques, as como favorablemente en los suelos de

bosques montaosos a 1000 msnm.

Romn y Beavers (1983) determinan la presencia de nematodos

entomgenos en suelos de Puerto Rico, mediante dos tcnicas. En la primera


34/180

21

usan 10 larvas de Diaprepes abbreviatus (L.) colocadas en cajas individuales

ocultas en campos de caa de azcar en ocho localidades, y en la segunda

colectan muestras de suelo de campos de caa de azcar y pastizales en cinco

zonas geogrficas. En la primera recuperan 46 larvas (35 vivas y 11 muertas), una

larva (2.3%) fue recuperada de un campo de caa de azcar e infectada con

Heterorhabditissp. No fueron recuperados Neoaplectana sp. en esta prueba. El

pH de las muestras de suelo tuvo un rango de 3.5 a 7.9 y parece no tener efecto

sobre la capacidad de N. carpocapsaepara parasitar las larvas de D. abbreviatus

en el estudio de laboratorio. Los hallazgos de este estudio indican que la poblacin

natural de nematodos entomgenos es muy baja, aunque parece ser el primer

reporte de la presencia de Heterorhabditissp., en Puerto Rico.

Akhurst y Brooks (1984) recolectan un total de 510 muestras de suelo en 14

localidades de Carolina del Norte. Determinan la incidencia de nematodos en

bosques, pastos, huertas de durazno, viedos y en hbitat de tierras con cultivos

anuales. Los nemtodos fueron aislados en 13 de las 14 localidades y en cada

hbitat. Destacan que la mayora de los nematodos aislados comnmente fueron

de Heterorhabditis (13/14 localidades) y todos parecen ser de una especie H.

heliothis. Tres especies de Steinernema (= Neoplectana) fueron aisladas: S.

feltiae, S. glaseriy una especie sin describir, fueron aisladas. Steinernemaglaserisolo fue aislado de dos localidades que estaban separadas por lo menos 25 Km.

La incidencia de los nematodos cundo los resultados de cada muestra se usaron

como la unidad, se encontr que la incidencia en tierras cubiertas de bosque fue

menos significativa (P < 0.001) que en pastos, huertas/viedos o en tierras

cultivadas.

Akhurst y Bedding (1986) detectan la existencia natural de nematodos

patognos de insectos en suelos de Australia. Los nematodos steinernematidosy/o heterorhabditidos fueron encontrados en cada estado y territorio. Cuatro

nuevas especies de Steinernema, un nuevo gnero de Steinernematidae y al

menos tres nuevas especies de Heterorhabditis se aislaron, as como

Heterorhabditis bacteriophora Poinar, Steinernema bibionis (Bovien) y S. feltiae


35/180

22

(Filipjev). Cuando los nematodos fueron detectados en cada sitio de Tasmania y

Queensland, y 10 o ms muestras se tomaron, los nematodos se presentaron en

un promedio de 24% (rango de 10-60%) de las muestras. Ocasionalmente en

Tasmania y el Norte de Queensland, dos o ms especies se aislaron de sitios

individuales. La inspeccin de Tasmania no muestra diferencias significativas en la

incidencia de nematodos en los sitios de bosques (19/119) y en pastizales

(39/165). Sin embargo, el tiempo de muestreo afect significativamente los

resultados con existencia de nematodos detectados ms comnmente en sitios

muestreados en invierno y primavera (16/54 y 12/55 respectivamente), que en

aquellos muestreados en verano y otoo (7/54 y 18/121 respectivamente).

Hokkanen y Zimmermann (1986) inspeccionan muestras de suelo de varias

partes de Finlandia, desde la costa Sur al Norte del crculo rtico. En 11 muestras

de un total de 30 cebadas con Tribolium destructor (Uyttenboogart, 1934) y

Acanthocinus aedelis (L.), fue aislado un nematodo patgeno de insecto,

Neoaplectanasp.

Dese et al., (1988) examinan la presencia natural de nematodos

entomopatgenos en suelos agrcolas de Italia. La incidencia de los nematodos en

diferentes sitios, no puede ser considerada caracterstica de su distribucin en

Italia; el nmero de muestras y el tipo de suelo de las tierras cultivadas fueron

diferentes.

Mrek y Jensen (1988) reportan por primera vez la incidencia de

nematodos entomgenos en plantaciones experimentales de rboles frutales y de

bosques en Budapest, Hungra. Nematodos de la familia Steinernematidae se

encontraron en todas las huertas de la estacin experimental, excepto en la huerta

de rboles de nogal. En el sitio experimental de bosques, solamente fue

encontrada una larva muerta, en la cual la reproduccin de nematodos no fueexitosa. La especie de nematodos representando esta familia, fue determinada

como Steinernema feltiae. El nmero de nematodos de esta especie, recuperados

de las muestras de la huerta experimental fueron encontrados estrechamente

correlacionados con aquellos hospederos favorables de este nematodo. La mayor


36/180

23

tasa de mortalidad de larvas de Galleria mellonella(L.) en las muestras de suelo

de una huerta de pera y cerezo (90%), respectivamente y en manzano fue del

100%. En la huerta privada de Szigethalom, fueron descubiertos miembros de la

familia Heterorhabditidae, representada por la especie Heterorhabditis heliothidis,

en la cual Polyphylla fullo(L.), el hospedero de este nematodo fue abundante.

Vnninen et al., (1989) estudian la distribucin y abundancia de hongos y

nematodos entomoparsitos en suelos cultivados en Finlandia. Alrededor de 243

muestras de suelo de diferentes partes del pas fueron procesadas mediante

larvas de T. molitor(L.) como insecto cebo. En cuanto a los nematodos 14 fueron

aislados, aunque fueron considerablemente menos frecuentes que los hongos,

existiendo en las muestras solamente 27.8% de las localidades, y solamente

pudieron ser aislados de 5.8% de las muestras. Todos los aislados pertenecen a la

familia Steinernematidae. De estos, cinco han sido identificados como

Neoaplectana bibionis Bovien., el resto de los aislados en identificaciones

provisionales incluye a Steinernema feltiae entre otros. Los nematodos fueron

obtenidos solamente de suelos bajo frambueso (21% de los casos), campos de

heno o pastos (17%), colza o nabo silvestre (11%), rboles de fresno (5%) y

cereales (4%). El pH de las muestras promedi 5.97, fluctuando de 4.30 a 7.45, el

promedio de la conductividad 191.3% (54-689) y el contenido de materia orgnica8.9% (2.2-59.9). El anlisis de correlacin no sugiri que estos factores tengan

algn efecto significativo sobre la existencia de los patgenos. Aunque fueron

encontrados significativamente ms en suelos de humus, que en otro tipo de

suelo.

Mamiya y Ogura (1990) obtienen nematodos entomgenos en hbitats de

bosque en 24 localidades de varias regiones en Japn. Donde los nematodos

steinernematidos fueron aislados de 6 localidades. Steinernema feltiae fueencontrada por primera vez en Japn en suelos de bosque de pino. Nematodos

heterorhabditidos no se aislaron. Los resultados de estas inspecciones indican que

los steinernematidos pueden estar ampliamente distribuidos y de una existencia

comn en Japn.


37/180

24

de Doucet (1990) comunica la existencia de especies autctonas de

nematodos entomfagos, obtenidos de muestras de suelos de diferentes

localidades de la provincia de Crdoba, Argentina. Fueron halladas 20 poblaciones

pertenecientes a las familias Steinernematidae y Heterorhabditidae. Los gneros y

especies identificadas son: Neoaplectana carpocapsae, N. glaseri, N. rara,

Neoaplectana. sp. 1 y Neoaplectana. sp. 2; y Heterorhabditis bacteriophora y

Heterorhabditis. sp. Por otro lado, Neoaplectana carpocapsae, N. rara y H.

bacteriophora fueron encontrados naturalmente parasitando larvas y pupas de

lepidpteros (Noctuidae). Hasta el momento los resultados obtenidos evidencian

una diversidad considerable y una amplia distribucin de este grupo de nematodos

en la zona Centro-Sur de la provincia de Crdoba.

Sturhan (1990) estudia la existencia natural de Steinernema y

Heterorhabditis en suelos de la Repblica Federal de Alemania. Los juveniles

infectivos de estos nematodos entomopatgenos, se presentaron en un 25% de

las muestras colectadas en diferentes biotopos. Estos fueron comnmente

encontrados en bosques y prados, pero raramente en suelos agrcolas. Con base

a los caracteres morfolgicos de los juveniles, Heterorhabditis sp., Steinernema

affinis, S. intermedia y 5 formas de Steinernema adicionales pudieron ser

identificados o diferenciados. Steinernema forma A y S. intermedia fueron losms comunes y ampliamente distribuidos, seguidos por S. affinisy Steinernema

forma B. Slo se encontr en pocas localidadesa Heterorhabditis sp. Mientras

que S. affinises reportado de campos y prados, la existencia de ciertas especies

de Steinernemafue casi restringida a suelos de bosques.

Hominick y Briscoe (1990a) documentan la existencia de entomopatgenos

rhabditoideos en suelos britnicos. En una inspeccin conducida en arbustos,

orillas de camino, bosques y sitios de tierras o campos sanos, 403 muestras desuelo fueron cebadas con larvas de Galleria. Steinernematidos (61) fueron

recuperados de 48.6% de los sitios (80), pero solamente un sitio (0.25%) produjo

Heterorhabditissp. Frecuentemente la especie ms recuperada fue Steinernema

bibionis (Bovien). El hbitat tiene poca asociacin con la presencia de los


38/180

25

steinernematidos. A menudo, la mayora de los nematodos prevalecen en varios

hbitats, desde un continuo como en las orillas de camino o herbceos, mientras

que en tierras sanas a menudo producen menos. Las tierras sanas es el tipo de

hbitat, el cual proveen un solo sitio con Heterorhabditis sp. La presencia de los

steinernematidos vari geogrficamente en diferentes partes de Inglaterra, y fue

influenciada con el tipo de suelo especialmente de subsuelo calcreo. Un alto

porcentaje de las muestras de suelos litomrficos es la forma usual de los

nematodos. Para los suelos que estn peridica o estacionalmente con grandes

mantos de agua, fueron favorables. Los suelos enriquecidos con humus y de alto

contenido de materia orgnica, frecuentemente alojaron nematodos. Para suelos

cafs, los nematodos fueron ms comunes en aquellos con subsuelos calcreos

ricos de arcilla. Relativamente los dos steinernematidos son especies noespecializadas, existiendo en diversos hbitats y tipos de suelo, y estn adaptados

a temperaturas fras.

Hominick y Briscoe (1990b) determinan la persistencia de nematodos

entomopatgenos en 15 sitios en tierras sanas, arbustos, orillas de camino,

viedos, pastos y bosques. La mayora de los nematodos obtenidos se

identificaron como Steinernema (= Neoaplectana) bibionis(Bovien) La vegetacin

puede estar enlazada para la persistencia de S. bibionis. Los dos sitios de tierrassanas nunca produjeron nematodos, pero dos sitios de bosques con el mismo tipo

de suelo al de las tierras sanas, regularmente produjeron un gran nmero de

larvas infectadas en el bioensayo. Usualmente los suelos de pastizales resultaron

con ms larvas infectadas, ms que los suelos de otros tipos de hbitats.

Griffin et al., (1991) reportan la existencia de nematodos parsitos de

insectos en la Repblica de Irlanda. Los nematodos parsitos de insectos se

recuperaron de 58 (10.5%) de las 551 muestras de suelo probadas.Heterorhabditisse recuper de un solo sitio, el resto de los aislados fueron de

Steinernema. Dos tipos de Steinernema se encontraron morfolgicamente

distintos. Estos se identificaron como S. feltiaeFilipjev, 1934 (= S. bibionisBovien,

1937) y S. affinisBovien, 1937 (18 muestras). Las muestras no produjeron ms


39/180

26

que una especie de nematodo parsito de insectos. La asociacin entre la

frecuencia de recuperacin de nematodos, fue altamente significativa (P< 0.001).

Estos se presentan dos veces en muchas muestras de suelos arenosos o

turbosos, as como arcillosos o franco arcilloso. Sin embargo, la diferencia entre

los grupos de textura del suelo no fue significativa. Los nematodos se presentaron

en un amplio rango de hbitats, incluyendo tierras de cultivos, csped (pastos,

orillas de camino) y bosques. Las dos especies de Steinernemadifieren un poco

en su representacin en diferentes hbitats. S. affinisse encontr en pastizales y

tierras cultivadas, pero no en suelos de bosques. S. feltiaese recuper de todos

los hbitats, y la frecuencia de recuperacin en bosques y tierras cultivadas, fue

dos veces ms que en pastizales. Sin embargo, no se muestra asociacin a P95% de su

cuerpo del sustrato, parndose en una curva en la cola y asumiendo una postura

recta o alternar perodos de ningn movimiento y ondeo activo (Campbell y Kaya,

1999, 1999b). Los navegadores pueden ondear su cuerpo pero no pueden

pararse en su cola. Los juveniles infectivos que pueden pararse en su cola y

ondear su cuerpo (emboscadores y algunas alimentaciones intermedias) pueden

saltar tambin. Esta conducta de saltar se puede utilizar para la fijacin al

hospedero o es indirecta donde puede jugar un papel en la dispersin (Campbell y

Kaya, 1999a).

2.10. Ecologa

La dispersin - Adems de saltar para alguna especie de nematodo, los

juveniles infectivos se pueden dispersar en el suelo hasta 90 cm en ambas

direcciones horizontales y verticales dentro de 30 das (Kaya, 1990). Esta

dispersin, especialmente para nematodos navegadores, le permite a los

nematodos entomopatgenos para buscar activamente a hospederos. Los factores

que influyen en la movilidad de los juveniles infectivos son la humedad, la

temperatura, y la textura de suelo, de las cuales la humedad es la ms crtica


74/180

61

porque los nematodos necesitan una pelcula de agua en los espacios interiores

del suelo para la propulsin efectiva. Cuando esta pelcula de agua llega a ser fina

tambin (en suelo seco) o los espacios interiores llegan a estar llenos

completamente de agua (en suelo saturado), el movimiento de nematodo es

restringido (Koppenhofer et al., 1995).

Las diferentes especies/cepas del nematodo tienen diferente temperatura

ptima y rangos (Griffin, 1993, Grewal et al., 1994) eso afecta su sobrevivencia y

movilidad. Los nematodos pierden la movilidad en temperaturas bajas (30-40 C).

La porosidad del suelo afecta la dispersin del nematodo con menos

dispersin que ocurre como en suelos porosos llega a ser ms pequeos (Kaya,

1990). Los nematodos pueden ser dispersados tambin a gran distancia

pasivamente por el agua, el viento, foresis, hospederos infectados, la actividad

humana, etc., que puede, en parte, contar para su distribucin global esparcida.

2.11. Sobrevivencia

Despus de la aplicacin de campo de los juveniles infectivos, la

persistencia es generalmente corta (Smits, 1996). Los factores no biticos as

como las temperaturas extremas, la humedad de suelo, el estrs osmtico, latextura de suelo, humedad relativa y la radiacin ultravioleta (Glazer, 1996, Smits,

1996, Baur y Kaya, 2001) y los factores biticos tales como antibiosis, la

competencia y enemigos naturales (Kaya y Koppenhofer, 1996, Kaya, 2002) son

las causas extrnsecas primarias que afectan la sobrevivencia del juvenil infectivo.

Los juveniles infectivos pueden sobrevivir a condiciones bajas de humedad

bajando su tasa de metabolismo. La eliminacin gradual del agua de los juveniles

infectivos les da tiempo de adaptarse a las condiciones de desecacin (Patel et al.,

1997, Solomon et al., 1999). As, los suelos naturales permiten a los juveniles

infectivos persistir ms largo en suelos secos. Los juveniles infectivos pueden

sobrevivir a las condiciones de desecacin quedando dentro del cadver de

hospedero hasta que la situacin de la humedad de suelo mejore (Brown y


75/180

62

Gaugler, 1997).

La sobrevivencia del nematodo a temperaturas diferentes vara con la

especie y la cepa (Grewal et al., 1994, Hazir et al., 2001). La exposicin

prolongada a temperaturas extremas (debajo de 0 C o encima de 40 C) es

mortal para la mayora de las especies de nematodos entomopatgenos (Brown y

Gaugler, 1996). En el ambiente de suelo, los juveniles infectivos son normalmente

amortiguados de las temperaturas extremas. Para el almacenamiento, la mejor

longevidad de los juveniles infectivos est entre 5 y 15 C. A temperaturas ms

altas, los juveniles infectivos han aumentado la actividad metablica y agotan sus

reservas de energa, acortando su vida.

La luz ultravioleta (UV) puede matar los nematodos dentro de minutos

(Gaugler et al., 1992a). La radiacin UV es muy importante cuando los nematodos

se aplican como insecticidas biolgicos. La exposicin directa a la luz UV (la luz

del sol) puede ser aminorada aplicando a los juveniles infectivos temprano por la

maana o la tarde, o utilizando las cantidades suficientes de agua para lavar a los

juveniles infectivos en la suelo.

La textura del suelo afecta la sobrevivencia de los juveniles infectivos, con

la ocurrencia ms pobre en suelos arcillosos (en los mismos potenciales de agua).

La pobre tasa de sobrevivencia en suelos arcillosos es probablemente es debido a

los niveles ms bajos de oxgeno en los poros ms pequeos de suelo. El oxgeno

es tambin un factor limitante en suelos saturados de agua y suelos con alto

contenido de materia orgnica, pero el pH no tiene un efecto fuerte en la

sobrevivencia de los juveniles infectivos. La salinidad de suelo tiene tambin un

efecto insignificante en la sobrevivencia de los juveniles infectivos an en salinidad

por encima de los niveles de tolerancia de la mayora de las plantas de cultivo

(Thurston et al., 1994). El agua de mar no tiene efectos negativos en lasobrevivencia de varias especies/cepas de Heterorhabditis (Griffin et al., 1994)

como ellos han sido aislados con frecuencia de suelos cerca de la orilla del mar.

Varios factores biticos (enemigos naturales) afectan la sobrevivencia del


76/180

63

nematodo (Kaya y Koppenhofer, 1996, Kaya, 2002). Entre los enemigos naturales

de nematodos, los hongos de nematfagos han recibido la mayora de las

atenciones. Por ejemplo, Hirsutella rhossiliensiscausa una mortalidad ms alta de

los juveniles infectivos de S. glaseri que de los juveniles infectivos H.

bacteriophora. Esta mortalidad diferencial se asocia con la retencin de la cutcula

del segundo estadio por los juveniles infectivos de H. bacteriophora.

Otros enemigos naturales de los juveniles infectivos incluyen colmbolos,

caros, tardgrados y nematodos depredadores, pero su impacto bajo condiciones

de campo no es entendido bien. Los animales que se alimentan de carroa tales

como hormigas se alimentarn menos en insectos muertos por nematodos (Baur

et al., 1998). La diferencia en la actividad alimenticia por hormigas esta asociada

con factores asociados y producidos por Photorhabdus y Xenorhabdus (Zhou et

al., 2002).

2.12. El reciclaje de nematodos

El reciclaje es deseable despus de una aplicacin de nematodos

entomopatgenos porque puede proporcionar el control adicional y prolongado de

una plaga. Los factores no biticos y biticos que afectan la persistencia,

infectividad, y la motilidad de los juveniles infectivos influyen el reciclaje de los

nematodos.

Ya que ellos son patgenos obligados, la disponibilidad de hospederos

favorables es una clave para el reciclaje de los nematodos. El reciclaje es bastante

comn (Kaya, 1990, Klein, 1993) despus de la aplicacin del nematodo pero

probablemente no es suficiente para la eliminacin prolongada del hospedero, y

los nematodos se tienen que volver aplicar para mantener el control adecuado de

plagas de insectos del suelo.

En poblaciones naturales de nematodos entomopatgenos, el reciclaje

ocurre en sus insectos hospederos, pero slo unos pocos estudios han examinado

la dinmica de poblaciones de nematodos y los factores que los afectan. La

distribucin dentro del sitio de las poblaciones de nematodos es desigual (Stuart y


77/180

64

Gaugler, 1994, Campbell et al., 1997, 1998), y los factore

Gonzalez Ramirez Martin

Documents

Transcript of Gonzalez Ramirez Martin