Roberto Montesinos Matías

Colección de Hongos Entomopatógenos del CNRCB

12 de junio del 2017

Biología de hongos entomopatógenos

Mosca del vinagre de alas manchadas

Escenario de riesgo 1,274 plagas reglamentadas Grupo

epidemiológico Número

Insectos 405

Hongos 370

Virus 156

Malezas 111

Bacterias 97

Nematodos 43

Ácaros 27

Cromistas 27

Mollicutes 18

Viroides 16

Moluscos 3

Protozoo 3

Alga 1

57 tratados comerciales

1,000 plagas reglamentadas están AUSENTES http://sinavef.senasica.gob.mx/SIIVEF/PlagasBajoVigilancia.aspx

FACTORES QUE PONEN

RIESGO LA SEGURIDAD

ALIMENTARIA

PLAGAS REGLAMENTADAS EN MÉXICO

Fuente: SINAVEF

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

38

30 30

29

33 31

27

est

ad

os

28

est

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31

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31

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32

est

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32

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32

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32

est

ad

os

29

35

Estados No. de Plagas vigiladas

Plagas bajo vigilancia activa

http://sinavef.senasica.gob.mx/SIRVEF/

Plaga presente en México, sujeto a Control Oficial (NIMF No. 8)

Drosophila suzukii: impacto

PERDIDAS

• Cerezas, 26-100%, a nivel mundial

• Mora azul, la plaga más importante

• E.U.A. 80 % daño en cerezas, 40% en mora azul y 70 % otras especies de moras

• Mexico, cultivos, huesped, cereza, fresa, zarzamora, uva, arándano, frambuesa, hospedants secundarios manzano, durazno y tomate

Área: Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria Código EPPO: DROSSU Fecha de actualización: Agosto, 2017

Hospedantes y distribución nacional

>Rango de hospedantes: 13 familias botánicas

> Hospedantes primarios:

epicarpio y pulpa suave

• Mayor densidad de hospedantes: BC, Sonora, Zacatecas y Michoacán

Ciclo completo

Máxima actividad de adultos es a 20°C Se detiene por arriba de 30 °C

Síntomas y daños • Las larvas ocasionan el

principal daño, se caracteriza por la presencia de zonas suaves y hundidas en los frutos, lo que favorece que otras plagas y patógenos oportunistas, provoquen daños mas severos, afectando la caldad del fruto

Dispersión: La dispersión de adultos de D. suzukii, se debe principalmente a las actividades humanas, turismo, y el comercio internacional, y no a la capacidad natural de vuelo que posee el insecto.

Medidas fitosanitarias • Control Cultural

– Remoción y destrucción de frutos infestados (maduros, sobremaduros y podridos), sirven como hospedantes de la plaga

– Vigilar cuando en la cercanía hay cultivos susceptibles en etapa de fructificación

• Control químico

– Varios productos con diferentes modos de acción

• Control Biológico

– Familia de parasitoides que atacan a especies de Drosophila spp.

– Depredadores, Orius insidiosus y Dalotia coriaria

– Nemátodos entomopatógenos, Heterorhabditis bacteriophora, Steinernema feltiae y S. carpocapsae

– Hongos entomopatógenos, Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Paecilomyces fumosoroseus

Medidas fitosanitarias

HONGOS ENTOMOPATÓGENOS

ORGANISMOS ENTOMOPATÓGENOS

1650 especies de virus

100 especies de bacterias

750-1000 especies de

hongos en 100 géneros

300 protozoos

30 familias Nematodos, 7

familias con potencial

bioinsecticida

Candas (2002), de Faria y Wraight (2007) ,

Khachatourians, (2009), Vega et al. (2012)

Growth in microbial pesticides could reach 3% of the pesticide market. European legislation to restrict residue levels of most synthetic chemical pesticides. These regulations are increasingly requiring farmers growing horticultural produce for sale in the European Union (EU) to drastically reduce use of conventional broad spectrum chemical pesticides. Of the several commercially produced MCAs, Bacillus thuringiensis has the majority of market share.

Mercado mundial de biopesticidas

ORGANISMOS ENTOMOPATÓGENOS

1650 especies de virus

100 especies de bacterias

750-1000 especies de

hongos en 100 géneros

300 protozoos

30 familias Nematodos,

7 familias con potencial

bioinsecticida,

Candas (2002), de Faria y Wraight (2007) ,

Khachatourians, (2009), Vega et al. (2012)

PATOLOGIA DE INSECTOS

Entomología económica

Control Biológico

Morfología

Fisiología

Ecología

Taxonomía

Histología

Entomología médica

Genética Microbiología Biotecnología

VÍAS DE INFECCIÓN EP

Saprobios

Facultativos (endófitos)

Materia orgánica en descomposición

Scully y Bidochka (2005)

Comportamientos de desarrollo:

Hongo generalistas Beauveria y Metarhizium: Host-chifts

Patógeno Obligado:

Entomophthorales

Entomophthora muscae

Ciclo epizóotico

-Población del patógeno -Población del hospedero -Transmisibilidad -Ambiente

Componentes epizootia:

Desarrollo de la enfermedad

Kaya y Vega (2012)

Ciclo de infección

Generación de tecnología para el control biológico

EVALUACIÓN DE CAMPO

EXPLORACIÓN

PRUEBAS DE BIOSEGURIDAD

SELECCIÓN DE CEPAS

EVALUACIÓN EQUIPOS DE APLICACIÓN

EVALUACIÓN DE FORMULACIÓN

EVALUACION DE RENDIMIENTO DE

PRODUCCIÓN

GENERACIÓN DE TECNOLOGÍA HE

Accesiones, Enero de 2017

40 60

145

198

231 258 267

328 320 312 308 300

351

390

442

585 600

0

100

200

300

400

500

600

700

91 92 94 96 98 00 02 04 06 08 10 12 13 14 15 16 17

No

. de

ais

lad

os

año

Beauveria, 38.00

Metharhizium, 36.67 Isaria, 6.24

Hirsutella, 5.48

Lecanicillium, 1.51

Aschersonia, 0.76

Purpureocillium, 0.19

Enthomopthora, 0.19

Cordyceps, 0.19

Acanthomyces, 0.19

Gibellula, 0.19

Otros,10.40

PORCENTAJE DE AISLADOS QUE CONFORMAN LA COLECCIÓN DE HONGOS ENTOMOPATÓGENOS DEL CNRCB

ARSEF

Isaria

Ataca ninfas y adultos, con apariencia polvosa de color grisáceo, los adultos en posición de alimentación, con el abdomen cubierto por el hongo, en ninfas el desarrollo fue en la parte ventral, los insectos infectados no está firmemente adheridos al sustrato Presentaron célula conidiógena en forma de fiálide, con la porción basal ensanchada con cuello distintivo y conidios de forma cilíndrica a fusiforme en cadenas.

Características

Conidióforos formando sinemas que forma

racimos verticilados o irregulares de

conidióforos. Célula conidiogena en forma de

fiálide con la porción basal ensanchada con

cuello distintivo. Conidios en cadena basipeta

Isaria

Beauveria

Adultos con apariencia polvosa y de coloración que va de blanco o amarillo cremoso

Con estructuras reproductivas típicas del género, célula conidiógena con la base globosa en forma de botella, con un adelgazamiento en la parte superior formando un esterigma curveado en forma de zig-zag que se extiende apicalmente con un conidio por dentículo

Metarhizium

Proceso de infección

Desarrollo de la enfermedad

Kaya y Vega (2012)

conidio

Clavija

conidio

Clavija

Penetración cutícula

Perforación:

liberación de

hidrolasas

Hidrofobicidad

Germinación

Proteasas,

Pr1

Quitinasas

NAG

Presión ↑

79 Atm

Trehalosa (1-2 %)

Conidios Apresorios Epicutícula

Procutícula

Clavijas de Penetración

Epidermis

Hemolinf

a

Blastosporas

Tomas y Read (2007)

Complejo Proteolítico

conidio

Clavija de conidio

conidio

Clavija de conidio

Endoquitinasas

Exoquitinasas

N-Acetilglucosaminidasas

Quitina

Seidl (2008)

Conformaciones de la quitina

Artrópodos y hongos

Complejo de quitinasas

• Rápida germinación

• Tasa alta de invasividad y esporulación

• Enzimas que facilitan la penetración hospedero

• Productos de genes que inactivan las defensas del huésped

• Toxinas (favorecen proceso infectivo)

Khachatourians, G. G., & Qazi, S. S. (2008)

Factores de virulencia:

Metabolitos secundarios

Metabolitos primarios

• Esenciales para el crecimiento

– aa

– proteínas

– Nucleótidos

– carbohidratos

Metabolitos secundarios

• No son esenciales crecimiento

• Propiedades medicinales para humanos (antibióticos)

• Tóxicos (micotoxinas-aflatoxinas)

HE producen diversos metabolitos secundarios

Clasificación Metabolito secundario Hongos

No peptídicas

Oospereína B. tenella

Tenellina B. bassiana

Bassianina B. bassiana

Ácido oxálico B. bassiana

Ácido dipicolínico B. bassiana, Lecanicillium

spp.

Paecilomicinas Isaria tenuipes

Péptidos lineales Leucinostinas Isaria spp.

Efrapeptinas B. geodes

Peptídicas cíclicas

Beuvericina B. bassiana

Destruxinas Metarhizium spp.

Respuesta inmune del insecto a la infección

Peptidoglucanos

Β-1,3- glucanos

Especies reactivas de oxigeno

Lipopolisacáridos

Fagocitosis

Reconocimiento

Factores de opsonización

Péptidos antimicrobianos

Proteasas serin tripsina/serpinas

Coagulación

Encapsulación

Melanización

Modelo

Moléculas no propias

Melanization appears to be important in defense reactions of insects through its action in wound healing and pathogen sequestration.

Rápido Lento

Específico

No específico

Inducido

Péptidos antimicrobianos

Lisozimas

Desprendimiento de células

Moléculas citotóxicas

Formación

de nódulos

Inducción en todo el sistema

de cascada de proFO

Encapsulación

Constitutivo

Inducción local en

cascada de proFO

Fagocitosis

Actividad FO

a fondo

Factores ambientales que influyen en la estabilidad

Modificado de Roy et al. (2010)

CONTEXTO TRITROFICO

Persistencia fúngica y contacto con el huésped: 1.- Cualidades de la superficie de la planta y microclimas 2.- Influencia de la planta en el

comportamiento del insecto

Germinación y penetración HE: 1.- Calidad de la cutícula; 2.- Ambiente físico; 3.- Substancias volátiles de la

planta (factores inhibitorios)

Resistencia del huésped y replicación fúngica: 1.- Factores inmunológicos

Temperatura

I. I. fumosorosea (20-30 °C)

II. B. bassiana (25-28°C)

III. Metarhizium (>30)

Radiación ultravioleta (UVB 280-315 nm)

DNA, proteína, lípidos

Membranas

-Disminuye la virulencia

-Retrasa la germinación

Humedad

Alta humedad →infección exitosa

Microclimas que rodea el conidio

en la cutícula

Importancia de determinación de los parámetros de control de calidad

Hospedero

Huésped

Fernando Tamayo

Ciclo completo

Etapas susceptibles de ataque por hongos

1) Los insectos plaga, son susceptibles a enfermedad por mo´s.

2) Las enfermedades son contagiosas en la naturaleza.

3) La manifestación de epizootias en el campo ocurre de manera natural.

4) Los insectos sirven como hospederos naturales de ciertas especies de hongos.

5) Los agentes de enfermedad pueden transmitirla de individuos sanos a enfermos.

6) Los microorganismos pueden ser producidos industrialmente para luego ser dispersados, inducir epizootias artificiales.

RESUMEN

dgsv.cnrf1@senasica.gob.mx, montesinosroberto@yahoo.com.mx

Centro Nacional de Referencia de Control Biológico Colección de Hongos Entomopatogenos

CNRF-DGSV-SENASICA

GRACIAS!!

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Transferencia de tecnología