Evaluación de la calidad y métodos de producción de bioplaguicidas para el manejo de Hemileia vastatrix en plantaciones de café

Abstract

El trabajo enfoca aspectos de identificación, calidad y eficacia de micofungicidas y biofermentos comercializados para el manejo de la roya del café comparándolos con cepas locales aisladas para esta investigación. En el primer capítulo se analizaron dos productos comerciales (C1 y C2) y dos artesanales (INA y Productor), destinados al control de roya en Costa Rica. Las variables evaluadas fueron: pureza, concentración, viabilidad; además se hizo una identificación taxonómica para los cuatro productos. Adicionalmente se utilizaron técnicas moleculares para identificar uno de los productos comerciales y uno artesanal como medida de corroboración de la identificación morfológica. La concentración de esporas fue superior en los productos comerciales; sin embargo, estos registraron los menores porcentajes de pureza y viabilidad. La ausencia total de contaminantes observada en ambos productos artesanales indica que es posible obtener productos de buena calidad a baja escala. La identificación taxonómica y molecular coincide con el género Lecanicillium que estipulan los productos comerciales. Por el contrario, en los productos artesanales se indica que contienen Lecanicillium y los resultados obtenidos identifican al género Simplicillium. En el segundo capítulo se estudiaron siete cepas de hongos asociadas al control natural de Hemileia vastatrix. Cinco de ellas fueron aisladas de la zona cafetalera de Turrialba, Cartago, Costa Rica, una cepa artesanal y una comercial. Se hizo una identificación molecular y una caracterización cultural y fisiológica. La secuenciación de las cinco cepas locales de hongos asociadas al control biológico natural (CBN) de H. vastatrix las identifica como perteneciente al género Simplicillium con una confiabilidad de 98 a 99%. La cepa artesanal coincidió en un 99% con el género Simplicillium, mientras que la cepa comercial fue identificada como Lecanicillium attenuatum. En general, las características macroscópicas fueron muy similares entre las cepas aisladas; la diferencia más notable fue la coloración producida en el medio de cultivo, al observar la parte inferior del plato Petri. Las cepas que tuvieron coloración de blanco a amarillo oliva tuvieron un menor crecimiento radial. Se encontraron diferencias estadísticas significativas en cuanto al tamaño y producción de conidios (p ˂ 0.0001). Las cepas que registraron los valores más bajos de producción de conidios fueron aquellas que tuvieron conidios de mayor tamaño. Los resultados obtenidos son el primer reporte que evidencia al género Simplicillium como controlador natural de H. vastatrix en Costa Rica. En el tercer capítulo se evaluaron cuatro medios de cultivo líquidos para la producción de blastosporas de Simplicillium sp. Dos de estos medios contemplaron fuentes locales alternativas de carbono y nitrógeno (medios BS y BQ). Como control se utilizó un medio comúnmente usado en laboratorio con fuentes comerciales de nitrógeno y carbono (MB), y como cuarto tratamiento se utilizó el medio Jackson (1997). La producción de blastosporas de Simplicillium fue afectada por los diferentes medios evaluados a través del tiempo (p ˂ 0.0001). En general, los medios BQ y BS registraron una mayor producción de blastosporas. La curva de producción en estos medios tuvo un comportamiento muy similar. El valor máximo de producción de blastosporas para ambos medios fue el día 14 después de la inoculación, donde BQ fue superior alcanzando 1.2X108 blastosporas/mL, mientras que el valor máximo para BS fue de 4.8X107 con el mismo tiempo de XIV fermentación. El pico de producción en estos medios se alcanzó seis días después que el medio Jackson y nueve días después que el medio MB; en el periodo que estos dos últimos medios alcanzaron la máxima producción, los medios BQ y BS rindieron 100 veces más que el medio MB y 10 veces más que el medio Jackson. El cuarto capítulo tuvo por objetivo comparar la eficacia de cepas locales de Simplicillium, una cepa artesanal y dos cepas comerciales de micoparásitos destinados al control de H. vastatrix en Costa Rica. El estudio comprendió ocho cepas de hongos, cinco de ellas fueron aisladas para este estudio en la zona cafetalera de Turrialba (San Juan Norte, Santa Rosa, Aquiares, Jabillos y CATIE) y tres biofungicidas (C1, C2 e INA) recomendados para combatir la roya en Costa Rica. La cepa aislada en CATIE colonizó en menor tiempo las pústulas de roya. Los aislamientos locales presentaron un mayor grado de virulencia que el resto de las cepas; dentro de estas últimas, el biofungicida más eficiente fue el proveniente de INA, el cual tiene como ingrediente activo Simplicillium sp., mismo género que cepas locales. Hasta nuestro conocimiento, estos son los primeros resultados que anteponen a Simplicillium como el principal enemigo natural (micoparásito) de H. vastatrix en Costa Rica. En la evaluación de campo durante el 2016, la diferencia más notable fue de cuatro puntos porcentuales entre el tratamiento donde se comparó el efecto de la aplicación de blastosporas de Simplicillium (cepa CATIE) contra un testigo sin aplicación. A pesar de la especificidad que demuestra Simplicillium hacia H. vastatrix, los resultados obtenidos en campo no aumentaron significativamente el porcentaje de parasitismo respecto al control natural. Durante el 2017 la incidencia de roya en la parcela donde se llevó a cabo el ensayo fue baja. El número de lesiones de roya por hoja no fue perceptible y por ende el efecto del parasitismo de Simplicillium sobre estas se vio “diluido”, impidiendo obtener resultados concluyentes sobre el potencial de control de las cepas seleccionadas bajo condiciones de campo. El quinto capítulo abordó el análisis de diversidad genética en biofermentos (bioles) aplicados en café para mejorar el vigor de las plantas y disminuir la incidencia de roya; para esto se determinó la composición microbiana de un fermentado utilizado como base para la producción de bioles, conocido como microorganismos de montaña (MM) y la riqueza biológica de bioles provenientes de diferentes fabricantes y producidos con diferentes sales minerales. También se estudió el efecto antagónico individual de microorganismos aislados de estos biofermentos y el efecto de metabolitos secundarios de estos contra Cercospora coffeicola en cultivo in vitro. Tanto los MM como los bioles poseen una carga genética diversa para hongos y bacterias (índices de diversidad de Shannon superiores a 3 en las muestras analizadas). El proceso de fermentación de los bioles que conlleva la inclusión de sales minerales afecta negativamente la viabilidad de la población microbial que estos puedan contener. De manera particular, aquellas muestras a las que se añadió alguna fuente de cobre no tuvieron crecimiento en los medios en que fueron sembrados. De acuerdo a las pruebas de cultivos duales y evaluación de metabolitos secundarios, se determinó que el efecto antagónico producido por los bioles estudiados hacia C. coffeicola está determinado por el efecto directo de los microorganismos presentes y no por la producción de metabolitos secundarios.