Caracterización de la microbiota endófita foliar de los cultivos de tomate, pimiento, calabacín y sandía como agentes de control biológico y promotor de plantas

Abstract

La producción hortofrutícola en sistemas de cultivos intensivos en invernaderos, constituye uno de los pilares del crecimiento económico de Almería. Esta actividad se realiza anualmente en unas 46,140 ha, (considerando doble ciclos de siembra), obteniéndose una producción estimada de 2.973.614 t. De esta producción total, un 69,5% se destinan para el mercado exterior, representado en 8 cultivos: tomate, pimiento, pepino, sandia, calabacín, berenjena, melón, lechuga y judía verde. Son varios los agentes causales de enfermedades importantes en estos cultivos que merecen especial atención, destacándose a nivel de semillero, diferentes géneros de Pythium, Rhizoctonia solani y Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. En el terreno del asiento, géneros de Pythium, Phytophthora, Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, Verticillium y Ralstonia solanacearum; y afectando la parte aérea de la planta, el hongo Botrytis cinerea y bacteriosis causadas por varias especies de Erwinia. El uso de agentes antagonistas para el control de enfermedades causadas por fitopatógenos, destaca entre las alternativas más prometedoras al uso indiscriminado de plaguicidas en la agricultura, convirtiéndose en una herramienta emergente de control biológico. Se realizaron dieciséis ensayos para caracterizar como agentes de biocontrol y promotor de crecimiento vegetal, la microbiota endófita foliar de los cultivos de tomate, pimiento, sandia y calabacín, para la selección de antagonistas microbianos más efectivos contra agentes causales de enfermedades que afectan estos cultivos. Endófitos procedentes de hojas de tomate producidos en sistemas protegidos fueron aislados y evaluados por su efectividad en inhibir el crecimiento vegetal de siete hongos en técnicas de cultivo dual, hoja desprendida y producción de sideróforos. Los resultados mostraron inhibición micelial significativa contra Botrytis cinerea (40.8%), Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (66%), Fusarium oxysporum f.sp. radicis-lycopersici (33.1%), Mycosphaerella pinodes (52.5%), Phytophthora parasitica (46.7%), Pythium aphanidermatum (37%) y Verticillium dahliae (82.9%). Cinco de los 22 aislados fúngicos no mostraron presencia de crecimiento micelial de B. cinerea comparados con el testigo cuando fueron observados con el microscopio óptico. Diecinueve de los 21 aislados fúngicos en la prueba de cromo azurol sulfonato (agar CAS), mostraron producción de sideróforos, moléculas de bajo peso molecular que tiene afinidad para captar y concentrar iones férricos. En condiciones de baja disponibilidad de este elemento, la producción de sideróforos juega un rol importante en la competencia por este recurso, limitando así a posibles patógenos, que utilizan el hierro para sus funciones vitales. Estos resultados sugieren que plantas producidas en sistemas ecológicos podrían ser una herramienta atractiva para seleccionar agentes de control biológico. Un total de 102 aislados bacterianos y 20 fúngicos procedentes de hojas de pimiento fueron evaluados su actividad antagonista en ensayos de cultivo dual para determinar el porcentaje de inhibición en PDA, producción de acido indol acético, efecto promotor y su antagonismos a la podredumbre de la raíz contra Phytophthora capsici and Phytophthora parasitica. Seis de las cepas efectivamente inhibieron la infección de P. capsici and P. parasitica en pimiento. Luego del análisis molecular, tres de las cepas fueron identificadas como Serratia marcescens y dos como Bacillus cereus. Nuestros resultados mostraron que estas cepas pueden proteger a las plantas de pimiento contra el tizón y la podredumbre de la raíz causada por especies de Phytophthora en sistemas protegidos. La infección de plantas hortícolas por Botrytis cinerea es particularmente importante en sistema de producción protegidas en el sureste español. Antagonistas microbial procedentes de la filosfera de plantas sanas de pimiento producidas en invernaderos fueron aisladas, evaluadas, identificadas y caracterizadas. Bacterias no patógenas fueron evaluadas su efectividad en controlar B. cinerea en ensayo de cultivo dual para determinar su inhibición micelial en PDA, ensayo de hoja desprendida, producción de sideróforos, solubilización de fosforo, actividad proteasa y antagonismo contra la podredumbre gris causada por B. cinerea. Tres cepas efectivamente inhibieron B. cinerea en pimiento. Los resultados del análisis molecular indicaron que dos de las cepas fueron identificadas como Bacillus cereus y una como Serratia marcescens. Nuestros resultados mostraron que estas cepas pueden proteger a las plantas contra la podredumbre gris causado por B. cinerea en pimiento producido en sistema protegidos.