Hongos entomopatogeno una alternativa para el control biológico de insectos plaga

Hongos entomopatogeno una alternativa para el control biológico de insectos plaga

Manejo integrado de plagas y enfermedades. (MIPE)

Betancourt Acosta Juan Diego, Fernández Camacho Danna Yelitza, Rincón Baracaldo Miguel Ángel

Objetivo:

Describir la importancia de los hongos entomopatogenos en el control biológico de insectos plaga.

El control biológico es el uso de organismos vivos para mitigar los efectos causados por poblaciones de patógenos sobre el crecimiento y desarrollo normal de los cultivos. Esta estrategia y su efectividad están netamente relacionadas con la interacción entre el patógeno, el organismo que ejerce el biocontrol, el ambiente y la planta. El fin principal de integrar organismos para el control de plagas, es disminuir el uso de agroquímicos y a la vez controlar la densidad poblacional del patógeno, siendo amigables con el medio ambiente (Pal & Gardener , 2006).

La efectividad del control biológico, está relacionado con la producción de metabolitos que permite ejercer un efecto protector, de forma directa inhibiendo el crecimiento del patógeno generando competencia por espacio y nutrientes, o de forma indirecta estimulando los mecanismos de defensa de las plantas (Nihorimbere, et al., 2011).

Dentro de los organismos utilizados para ejercer un control sobre los insectos plaga se encuentran los hongos entomopatogenos, que cuentan con la capacidad de generar enfermedad y posteriormente la muerte. La acción que ejercen, infecta directamente al artrópodo penetrando la cutícula e implementando diferentes mecanismos de control, que evitan se genere resistencia por parte de los insectos (Asaff et al., 2002).

Para la implementación de estos en el control biológico, es necesario evaluar en campo, con el fin de conocer los aspectos ecológicos del hongo, tanto los relacionados con los factores agro climatológicos como la virulencia, patogenicidad y hospederos que logra infectar efectivamente (Meyling & Eilenberg, 2007). Cabe resaltar, que la producción de hongos para el control de plagas conlleva a realizar una profunda investigación de ecología, patología, fisiología y genética, adicionalmente se deben planear e implementar técnicas para la producción masiva, formulación y aplicaciones (Butt, et al., 2001).

El mecanismo de acción de los hongos entomopatogenos y la generación de enfermedad en los insectos plaga, se dividen en tres fases: adhesión y germinación de la espora a la cutícula, luego penetra el hemocele y finalmente se da el desarrollo del hongo, que conlleva a la muerte del insecto (De Faria & Wraight, 2007).

La adhesión y germinación de la espora en la cutícula del hospedero, parte de la deposición de la espora por parte del hongo entomopatogeno sobre la superficie del insecto.

La adhesión se da en tres etapas, partiendo de la adsorción de la espora a la superficie mediante el reconocimiento de receptores específicos de la glicoproteína en el insecto, seguido de la consolidación de la espora y la epicutícula y finaliza, con la germinación y desarrollo hasta que se forme el apresorio e iniciar la fase de penetración (Pedrini, Crespo, & Juárez, 2007).

Se ha comprobado que la adhesión de la espora a la cutícula del insecto, esta mediada por adhesinas producidas por el hongo (Pucheta, et al., 2006)

En lo que concierne con la Penetración en el hemocele, depende de las propiedades de la cutícula, sea grosor, endurecimiento, presencia de sustancias con contenido nutricional o anti fúngico (Charnley, 1992).

La penetración es posible por la acción conjunta de un mecanismo químico y uno físico, el químico está mediado por la acción enzimática, partiendo de hidrólisis ejercida por quitinasas, lipasas y proteasas, que al degradar el tejido en la zona de penetración, facilita la entrada del hongo. El mecanismo físico consiste en la presión ejercida por el haustorio, que genera una deformación y ruptura de la cutícula (Monzón, 2001).

La penetración también se puede dar a través de los espiráculos y la cavidad bucal, ya que la espora tiene la capacidad de germinar rápidamente y aunque los fluidos digestivos puedan degradar la hifa germinativa, la digestión de dicha estructura puede intoxicar al insecto y ocasionar posteriormente su muerte (Charnley, 1992)

Finalmente, la Replicación en el hemocele es el resultado de la llegada del hongo a dicha zona, en donde inicia una transición dimórfica pasando de micelio a levadura para evadir el sistema inmune del insecto y producir una infección en el torrente sanguíneo, conocida como septicemia. La infección por el hongo, produce síntomas fisiológicos anormales en el insecto, tales como pérdida de la coordinación, convulsiones y parálisis. La muerte es el resultado de la toxicidad, daño de tejidos, consumo de nutrientes y deshidratación de las células por pérdida de fluidos (Bustillo, 2001).

Dentro del organismo del insecto, los hongos se enfrentan con la respuesta del sistema inmune para lo cual han desarrollado estrategias, tales como el cambio estructural en su pared celular y la producción de toxinas (Gillespie & Claydon, 1989).

Metabolitos secundarios producidos por hongos entomopatogenos:

Los hongos entomopatogenos producen metabolitos secundarios en gran cantidad, facilitando su establecimiento en campo, modificando la integridad estructural del hospedero al consumir las paredes de quitina, inhibir procesos selectivos, interferir en el sistema regulador de los mismos entre otras cosas, algunos de los metabolitos secundarios pueden ser de estructuras orgánicas simples, sin embargo, la mayoría presenta estructuras complejas como lo son estructuras peptídicas cíclicas y lineales. (Borges, Diaz, San Juan, & Gomez, 2010).

A continuación, se presentan los metabolitos secundarios más representativos:

• Acido oxálico: es descrito como un elemento que puede participar en la solubilizacion de la proteína cuticular, sean reportado casos de producción en Beauveria spp, Verticillium Lecanii, Metarhizium anisopliae entre otros.
• Beauvericina: la beauvericina o (BEA) fue encontrada por primera vez en Beauveria bassania y es descrita como una toxina bioactiva de naturaleza peptídica, aunque actualmente se encuentra en Fusarium y Paecilomyces, este compuesto es un ciclopeptido el cual es un agente ionoforo capaz de formar iones de Na+ y K+ los cuales favorecen la permeabilidad de las membranas de los insectos facilitando la permeabilidad  y por ende la deshidratación de las membranas, también interfiere en cambios del núcleo de las células, bloquea sus mecanismos de respuesta fisiológica, altera las mudas, la metamorfosis e incluso la fecundidad de los adultos, por ello afectan la reproducción de los insectos. (Arboleda & Valencia, 2003).

Se ha observado que afecta a Aedes aeggypti e Hipothenemus hampei obteniendo mortalidades por encima del 60%.

• Destruxinas: fueron por primera vez descubiertos en cepas de Metarhizium anisopliae, estas inhiben la síntesis de ARN, proteínas y ADN en los insectos, encontrándose actualmente 14 especies de destruxinas las cuales tienen un modo de acción variado mas sin embargo en términos generales inhiben la secreción de los fluidos por los tubos de Malpighi, en lepidópteros se ha visto que la destruxina E interfiere en el flujo de calcio y en la fosforilacion de las proteínas, causan deformaciones en élitros y alas anteriores de los insectos, entre otras cosas, se han observado afectaciones en Schistocerca gregaria y  en el género homóptera. (Araujo & Henrique, 2009)

• Enzimas: son consideradas como las más importantes debido a que los hongos las producen en grandes cantidades, además que permiten la degradación de tejidos de los insectos transformándolos en nutrientes aprovechables para los hongos, estas degradan la pared de quitina y permiten la entrada de los órganos colonizadores de los hongos que son determinantes para la invasión total del hongo en el insecto.

Como ejemplo encontramos que las lipasas y proteasas actúan mucho antes que las quitinasas, esto debido a que las capas de quitina están rodeadas por proteínas ocasionando que las quitinasas no puedan degradarlas, por ende el hongo segrega a las lipasas y proteasas para degradar las capas de proteína y permitir la posterior acción de las quitinasas, estas enzimas son esenciales debido a que la cutícula de los insectos está formada por un 70% de proteínas. (Borges, Diaz, San Juan, & Gomez, 2010).

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