Por Domenico Pavone
Los nemátodos fitopatógenos son organismos microscópicos ampliamente distribuidos en los suelos de todo el mundo, representando una amenaza para la productividad de los cultivos agrícolas. Aunque históricamente se les ha considerado un problema menor en cultivos como el tomate, su impacto actual es considerable, causando una reducción en el vigor y crecimiento de las plantas y volviéndose un desafío fitosanitario difícil de controlar. Las pérdidas anuales atribuidas a estos nemátodos superan los 100 mil millones de USD a escala global. Ante la creciente preocupación por los efectos negativos de los nematicidas químicos en la salud humana y el medio ambiente, la búsqueda de alternativas sostenibles se ha vuelto imperativa. En este contexto, los agentes de biocontrol biológico (BCAs) emergen como una solución prometedora y ecoamigable. Entre estos, los hongos nematófagos y parásitos como Paecilomyces lilacinus y Trichoderma spp., poseen un enorme potencial en la gestión sostenible de estas plagas. Sigue leyendo y conoce más de estas estrategias de biocontrol.
Paecilomyces lilacinus: ¿Para qué sirve?
Este hongo cosmopolita, ha recibido varios nombres a lo largo d ela historia, conociéndose actualmente como Purpureocillium lilacinum, es fundamental en el control biológico de nemátodos fitopatógenos y otras plagas agrícolas. Es considerado uno de los agentes de control más efectivos contra un amplio espectro de nemátodos. Pero sus beneficios no se limitan solo a eso:
• Control de Plagas de Insectos: También actúa contra diversas especies de insectos, como el trips del chile (Scirtothrips dorsalis), Thrips palmi, la mosca mediterránea de la fruta (Ceratitis capitata), y áfidos.
• Antagonismo contra hongos y bacterias: Se ha reportado actividad antifúngica contra patógenos como Cladosporium, Rhizoctonia solani, Sclerotinia sclerotiorum, Alternaria alternata y Fusarium graminearum, y antibacteriana contra Xanthomonas campestris y Pectobacterium carotovorum.
• Bioestimulante y Nutriente Solubilizador: Contribuye al crecimiento de la planta y al rendimiento del cultivo. Además, tiene la capacidad de solubilizar micronutrientes vitales como el fósforo y el zinc, haciéndolos más accesibles para las plantas, y ayuda a mitigar el estrés por metales pesados.
Paecilomyces lilacinus en la Agricultura: Casos de Éxito y Aplicaciones Prácticas
La eficacia de Paecilomyces lilacinus ha sido demostrada en diversas condiciones de campo y cultivos.
• En Cultivos de Tomate: Un estudio realizado en la Estación Experimental Patacamaya encontró que el tratamiento con Paecilomyces lilacinus mostró el mejor comportamiento en la altura de la planta y en el número de frutos. Logró una reducción significativa de la población inicial de nemátodos vermiformes en el suelo. En las raíces, la población de nemátodos se redujo a 98, en comparación con los 205 del grupo control. Estos resultados son prometedores y sugieren que la inoculación de cepas de P. lilacinus mejora las variables agronómicas y reduce la población de nemátodos. Otro estudio en tomate reportó una reducción del 91.8% de las agallas causadas por Meloidogyne hapla, comparable a los resultados del control químico. También se observó un aumento en el peso del fruto y en el rendimiento del tomate, así como un incremento en el contenido de azúcar.
• En Cultivos de Soja: La aplicación de P. lilacinus en combinación con Trichoderma harzianum redujo las poblaciones de Pratylenchus brachyurus.
• Alivio del Estrés por Metales Pesados: P. lilacinus ha demostrado la capacidad de mitigar los daños del estrés por metales pesados (plomo y cobalto) y mejorar las características fisicoquímicas de Solanum lycopersicum.
Paecilomyces lilacinus bajo el Microscopio Si te dedicas al biocontrol y aíslas cepas del suelo, querrás saber si pertenecen a P. lilacinus. A continuación, te presentamos como se verían las estructuras reproductivas asexuales de este hongo para que puedas acercarte a su identificación. Luego tendrás que hacer alguna prueba molecular para asegurarte de que pertenece a esta especie, por ejemplo, aislando y secuenciando los espaciadores transcritos internos del ADN ribosomal (ITS).
La observación microscópica también ha sido fundamental para comprender cómo Paecilomyces lilacinus ejerce su acción de biocontrol:
• Parasitismo Directo: Este hongo es un parásito facultativo de huevos y quistes de nemátodos, así como de hembras adultas. Las hifas del hongo invaden directamente la superficie de los huevos del nemátodo y forman apresorios, estructuras especializadas que facilitan la penetración y colonización. Puede ingresar al huevo a través de sus conidios. La colonización de los huevos de nemátodos por Paecilomyces lilacinus ha sido observada con microscopía electrónica de barrido.
• Producción de Enzimas Líticas: Durante el proceso de infección, P. lilacinus secreta una variedad de enzimas hidrolíticas, como proteasas de serina, quitinasas, colagenasas, lipasas, glucanasas, xilanasas y pectinasas. Estas enzimas degradan los componentes proteicos y de quitina de la epidermis del nemátodo y las paredes celulares de otros patógenos, facilitando la invasión del hongo y la destrucción de las estructuras celulares. Se ha identificado una proteasa básica de serina de P. lilacinus con actividad biológica contra los huevos de Meloidogyne hapla.
(640X). (B) Plectus a las 120 h (400X). (C) Steinernema sp. en el testigo a las 72 h (640X). Imagen y texto original de Carrion & Desgarennes, 2012.
Metabolitos Nematicidas de Paecilomyces lilacinus
Además de su acción enzimática y parasitaria, Paecilomyces lilacinus produce una serie de metabolitos secundarios con actividad biológica:
• Ácido Acético: Es un metabolito nematicida selectivo encontrado en los filtrados de cultivos del hongo. Su actividad tóxica es selectiva para nemátodos fitoparásitos como Heterodera, Meloidogyne (juveniles L2), Xiphinema y Pratylenchus (adultos). La eficacia del ácido acético depende del pH, ya que la actividad tóxica solo se manifiesta si la función ácida no está disociada.
• Compuestos Promotores del Crecimiento: El filtrado del cultivo de P. lilacinus (MRF) ha revelado la presencia de ácido indolacético (IAA), fenoles, flavonoides, azúcares y prolina, que contribuyen a la promoción del crecimiento vegetal.
• Otros Metabolitos Secundarios: El hongo produce una diversidad de compuestos como policétidos, péptidos no ribosómicos, esteroles,alcaloides y terpenos. Se han identificado leucinostatinas, antibióticos con efecto inhibidor sobre Phytophthora. También se secretan sideróforos.
Trichoderma: Funciones Clave en el Control de Nemátodos
El género Trichoderma es un grupo de hongos ampliamente distribuido en casi todos los suelos del mundo. Sus especies son conocidas por su rápido crecimiento y su capacidad de colonizar las raíces de las plantas, mejorando su desarrollo radicular y teniendo efectos antagónicos sobre patógenos del suelo.
Además de estas características, también se ha reportado su capacidad de biocontrol de nematodos, pudiendo parasitar juveniles infecciosos de nemátodos, impidiendo su entrada en las raíces y mejorando así el crecimiento y la productividad de los cultivos. También promueve un microbioma del suelo saludable, compitiendo contra patógenos vegetales y fomentando interacciones sinérgicas con bacterias beneficiosas.
Trichoderma juega un papel clave en la nutrición de las plantas al interactuar con el sistema radicular y mejorar la disponibilidad de nutrientes en el suelo. Solubiliza el fósforo insoluble a través de la producción de ácidos orgánicos (cítrico, oxálico, málico, láctico) y enzimas fosfatasa. Otro efecto es la inducción de resistencia sistémica (ISR), modulando las respuestas de defensa de la planta mediante fitohormonas como el ácido jasmónico, etileno, ácido salicílico y auxinas, lo que mejora la resistencia de la planta y disuade la penetración y alimentación de los nemátodos.
Diversas especies de Trichoderma han sido evaluadas por su potencial biocontrolador:
• En Cultivos de Tomate: La inoculación con Trichoderma spp. (T3) logró una reducción de la población de nemátodos en el suelo y en las raíces de forma significativa. Esta cepa de Trichoderma protegió de mejor manera la entrada de nemátodos en la raíz que incluso el Paecilomyces lilacinus. Las formulaciones comerciales de T. harzianum han demostrado reducir el índice de agallas y la producción de huevos de M. javanica y M. incognita, mejorando el vigor y rendimiento en tomate.
• En Cultivos de Soja: T. harzianum (Ecotrich®) redujo las poblaciones de Pratylenchus brachyurus tras su aplicación secuencial en dos temporadas.
• En Otros Cultivos: Trichoderma longibrachiatum T6 mostró un gran potencial como agente de biocontrol contra Meloidogyne incognita en pepino, disminuyendo la infección y aumentando significativamente la altura de la planta, longitud de la raíz, y el peso fresco del tallo y la raíz.
La Estrategia de Trichoderma: Parasitismo, Defensa y Nutrición
Trichoderma utiliza una combinación de mecanismos para controlar los nemátodos y promover la salud de las plantas:
• Micoparasitismo: Las hifas de Trichoderma se adhieren a los huevos o juveniles de los nemátodos, forman apresorios y penetran al huésped.
• Antibiosis: Produce metabolitos antinematódicos que afectan la movilidad, fecundidad y viabilidad de los nemátodos.
• Acción Enzimática: Secreta enzimas como quitinasas, proteasas, lipasas y glucanasas que degradan la cutícula de los nemátodos y sus huevos.
• Competencia: Ocupa nichos ecológicos en las raíces y compite por los exudados radiculares, limitando el acceso de los nemátodos a los nutrientes y el espacio.
• Solubilización de Fosfatos: Facilita la liberación de fósforo insoluble mediante la producción de ácidos orgánicos y enzimas fosfatasa.
Metabolitos de Trichoderma contra nemátodos
Los metabolitos producidos por Trichoderma son cruciales para su actividad biocontroladora:
• Ácido Acético: Al igual que Paecilomyces, Trichoderma longibrachiatum también produce ácido acético, un metabolito nematicida con actividad selectiva.
• Otros Metabolitos Nematicidas: Incluyen gliotoxina, viridina, ciclosporina A y harzianólido.
• Compuestos Volátiles: Trichoderma spp. puede liberar compuestos orgánicos volátiles (COVs) con potencial nematicida.
Paecilomyces y Trichoderma contra nematodos: Sinergia fúngica
La combinación de Paecilomyces lilacinus y Trichoderma spp. representa una estrategia de biocontrol prometedora debido a sus mecanismos de acción complementarios, lo que puede resultar en una protección más robusta del sistema radicular y una reducción más eficaz de las poblaciones de nemátodos en el suelo.
• Control Integrado de Nemátodos:
La inoculación conjunta de cepas de P. lilacinus y Trichoderma spp. ha demostrado controlar y reducir la población de nemátodos. Un estudio de campo en Chapadão do Sul-MS, Brasil, evaluó la eficiencia de T. harzianum (Ecotrich®) y P. lilacinum (Nemat®) en el manejo de Pratylenchus brachyurus en el cultivo de soja. La aplicación secuencial de Ecotrich® solo y Nemat®+Ecotrich® durante dos temporadas redujo las poblaciones de P. brachyurus. La mayor productividad se observó con el tratamiento Nemat®+Ecotrich®.
Los tratamientos con la asociación de los hongos P. lilacinum y T. harzianum (con nematicida químico) redujeron las poblaciones de P. brachyurus en las raíces de soja cuando se compararon las evaluaciones a los 32 y 60 días después de la siembra, a diferencia de otros tratamientos donde las poblaciones se mantuvieron o incluso aumentaron.
En Kenia, la combinación de Trichoderma asperellum, T. atroviride, Trichoderma sp. y Purpureocillium lilacinum en cultivos de piña redujo la producción de huevos y masas de huevos de nemátodos, disminuyendo el daño por agallas en la raíz en un 60,8-81,8% y aumentando el crecimiento de la masa radicular.
Se ha propuesto el uso combinado de Trichoderma asperellum, Bacillus subtilis y Purpureocillium lilacinum para lograr hasta un 85% de reducción en el factor de reproducción de nemátodos.
Otros Aliados Microbianos en el Biocontrol de Nemátodos
Además de Paecilomyces y Trichoderma, la investigación ha identificado una vasta diversidad de microorganismos con potencial en el biocontrol de nemátodos:
• Bacterias: Géneros como Bacillus (B. thuringiensis, B. amyloliquefaciens, B. firmus, B. subtilis, B. cereus, B. atrophaeus), Pseudomonas (P. fluorescens, P. simiae), Serratia (S. plymuthica), Pasteuria (P. penetrans), y Xenorhabdus bovienii han mostrado eficacia. Actúan mediante la producción de metabolitos nematicidas, enzimas líticas y compuestos orgánicos volátiles (COVs), además de inducir resistencia sistémica en las plantas.
• Otros Hongos:
Hongos Trampa de Nemátodos: Arthrobotrys oligospora y Drechslerella spp., incluyendo Arthrobotrys conoides F-22BK/4 que redujo las agallas en tomate en un 88,4%.
Hongos Endoparásitos: Como Drechmeria coniospora.
Hongos Parásitos Facultativos: Pochonia chlamydosporia (o Verticillium chlamydosporium) y Pochonia rubescens, que atacan los huevos y quistes de nemátodos.
Hongos Solubilizadores de Fosfato: Géneros como Penicillium (P. bilaii, P. rugulosum, P. oxalicum, P. chrysogenum) contribuyen a la nutrición vegetal.
Otros como Metarhizium anisopliae F-22BK/2 (que aumentó el rendimiento del tomate en un 5.0%), Aspergillus spp., Mortierella alpina y Acremonium sclerotigenum.
• Hongos Micorrízicos Arbusculares (AMF): Mejoran la absorción de nutrientes y agua, y regulan enzimas antioxidantes y genes relacionados con la defensa, induciendo resistencia sistémica contra los nemátodos.
El control biológico de nemátodos fitopatógenos con el uso de microorganismos como Paecilomyces lilacinus y Trichoderma spp., representa una alternativa eficiente y sostenible frente a los métodos químicos convencionales. Estos hongos no solo reducen las poblaciones de nemátodos en el suelo y las raíces, sino que también mejoran las variables agronómicas y la salud general de las plantas, actuando como bioestimulantes y promotores de la nutrición. Sus mecanismos de acción, que incluyen el parasitismo directo, la producción de enzimas líticas y metabolitos nematicidas, la competencia por recursos y la inducción de resistencia sistémica, demuestran su versatilidad y potencial.
La aplicación combinada de Paecilomyces yTrichoderma emerge como una estrategia particularmente prometedora, aprovechando la sinergia de sus diversas acciones para una protección más integral y duradera de los cultivos. Aunque los resultados de laboratorio y las pruebas de campo son muy alentadores, la optimización de las cepas, las técnicas de aplicación y la comprensión de sus interacciones en diversos ecosistemas seguirán siendo áreas clave de investigación para asegurar su implementación a gran escala y maximizar su eficacia en una agricultura más resiliente y respetuosa con el ambiente.
Domenico Pavone es biólogo y especialista en protección vegetal. 20 años como profesor universitario y autor de artículos científicos en microbiología, biotecnología, biocontrol de plagas y enfermedades agrícolas.