INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALCENTRO DE DESARROLLO DE PRODUCTOS BIÓTICOS

MAESTRÍA EN CIENCIAS EN MANEJO AGROECOLÓGICO DE PLAGAS Y ENFERMEDADES

HONGOS MICORRICICOS Y ENDÓFITOS DE LA RAIZ COMO CONTROL BIOLÓGICO DE LOS AGENTES PATÓGENOS DE LA RAÍZ.

22 de Abril de 2016.

Marcelo Santiago Hernández

INTRODUCCIÓN

Alternativas de para reducción de las enfermedades mediante el control biológico, un potente medio para reducir el daño e inducir y estimular el crecimiento de las plantas a través de los hongos y bacterias.

2 LOS ENDÓFITOS2.1 Concepto

Los endófitos son bacterias y hongos que colonizan los tejidos internos (raíz, hojas y tallos) de las plantas sin causarles enfermedades aparentes, además de beneficiarlas al reforzar su tolerancia a condiciones adversas para su desarrollo.

2 .2 Papel de los endófitos2.3 Modos de colonización

Definidos como mutualistas están relacionados con la virulencia, pero han limitado patogenicidad, y han evolucionado directamente de hongos patógenos de plantas. Esta simbiosis incluye la falta de la destrucción de las células o tejidos, nutrientes y el ciclismo química entre el hongo y el huésped, mayor longevidad y capacidad fotosintética de las células.

La colonización de los tejidos vegetales por endófitos, patógenos de plantas y micorrizas como la germinación de esporas, la penetración de la epidermis y la colonización de tejidos.

3. MICORRIZAS

Es la asociación entre un hongo y una raíz de una planta con beneficios para ambos.

En esta simbiosis, la planta proporciona al hongo azúcares indispensables para su sobrevivencia y el hongo por su parte ayuda a la raíz de la planta a obtener agua y nutrientes.

FUNCIONES DE LAS MA

Mejoran el enraizamiento del las plantas

Aumenta la capacidad de

absorción de las raíces

Incremento de la producción de hormonas de crecimiento

Mejora la calidad del

suelo

Incremento de la movilización y

transferencia de nutrientes: P, N y C

Favorece la biodiversidad y

benefician la sucesión vegetal

La caracterización genética de los hongos MA

El análisis de secuencias de ARNr en el polimorfismo de estos genes en los hongos MA, especialmente aquellas que correspondan a la pequeña subunidad ribosomal 18S,

Piriformospora indica

Como formadores de micorrizas arbusculares (AM) hongos, P. indica como bioregulator, biofertilizante y bioprotector, vence al estrés hídrico (deshidratación), retrasa el marchitamiento de las hojas, y prolonga el envejecimiento de tejidos callosos.

4. PLANTAS PROMOTORAS DEL CREMIENTO-RIZOBACTERIAS (PGPRs)

Las rizobacterias son promotoras del crecimiento de las plantas (PGPRs), se definen por tres características intrínsecas (1) que tienen que sobrevivir y multiplicarse, (2) capacidad de colonización radicular y (3) la capacidad para estimular el crecimiento de las plantas.

Los PGPRs llevan a cabo muchos procesos importantes, tales como en el control biológico de patógenos de plantas, el ciclo de nutrientes y el establecimiento de plántulas tales como Pseudomonas y Bacillus.

5. CONTROL BIOLÓGICO

Agentes de control biológico (ACB)Antibiosis

Competencia

Micoparasitismo

Inducción de resistencia en plantas.

Control biológico Control químico

• Para reducir el daño por enfermedades

• Inducir y estimular el crecimiento de las plantas.

• Mejorar la calidad

• Desarrollo de resistencia de los patógenos

• Efecto sobre la calidad de los alimentos

• Daños ambientales • Conducen a la insostenibilidad de

agricultura

Control biológico contra el control químico

6. LA DIVERSIDAD MICROBIANA Y LA SUPRESIÓN DE ENFERMEDADES

Las plantas están rodeados de diversos tipos de organismos microbianos, que contribuyen al control biológico de enfermedades de las plantas estos pueden clasificar como saprófitos competitivos, simbiontes de plantas facultativas y el hiperparasitismo facultativa.

Fusarium oxysporum y binucleadas de Rhizoctonia, son filogenéticamente muy similar a patógenos de plantas, pero carecen de determinantes de virulencia activos de los huéspedes de plantas.

Piriformospora indica en el desarrollo del micelio en Gaeumannomyces graminis yFusarium sp. (Figs. 3). Sin embargo, la mayoría es filogenéticamente distinto de patógenos y, lo más a menudo; que son subespecies variantes de los mismos grupos microbianos.

Las micorrizas se forman como resultado de la simbiosis mutualista entre hongos y plantas y se producen en la mayoría de las especies de plantas. Debido a que se forman temprano en el desarrollo de las plantas, que representan colonos raíz, ayudan a las plantas con la absorción de nutrientes (especialmente fósforo y micronutrientes).

Los hongos micorrícicos arbusculares (MA), también conocida como micorrizas arbusculares y hongos endomicorrícico) son todos los miembros de la zygomycota, así como la clasificación actual contiene una orden, el Glomales, que abarca seis géneros en los que se han clasificado 149 especies.

Las micorrizas arbusculares implican hongos aseptados y se nombra para estructuras características como arbúsculos y vesículas se encuentran en la corteza de la raíz.

Los Arbúsculos comienzan a formarse por la repetida ramificación dicotómica de hifas fúngicas, crecen en el sitio de la comunicación entre el anfitrión y el hongo.

Las vesículas son básicamente hinchazones de hifas en la corteza de la raíz que contienen lípidos y citoplasma y actúan como órgano de almacenamiento de MA, pueden presentar intra e intercelular y con frecuencia pueden desarrollar paredes gruesas en las raíces, pueden funcionar como propágulos.

Los mecanismos empleados por los hongos MA para suprimir indirectamente patógenos de las plantas incluyen la nutrición de las plantas, los cambios morfológicos en la raíz por el aumento de la lignificación, mejoran en la composición química de los tejidos de las plantas como quitinasa antifúngico, isoflavonas, estrés abiótico y por salinidad, además de los cambios en la composición microbiana en el micorrizosfera.

Las enfermedades de las plantas pueden ser suprimidas por las actividades de una o más microbios de plantas asociadas, se han hecho intentos para caracterizar los organismos involucrados en el control biológico, se traduce en niveles sustanciales de la supresividad de la enfermedad. Por ejemplo, la introducción de Pseudomonas fluorescens que producen el antibiótico 2,4-diacetilfloroglucinol puede resultar en la supresión de diversos patógenos del suelo.

El grado de supresión general variará sustancialmente dependiendo de la cantidad y calidad de la materia orgánica presente en un suelo. La redundancia funcional en diferentes comunidades microbianas permite un rápido agotamiento de la reserva de nutrientes disponible en el suelo debajo de una gran variedad de condiciones, antes de que los patógenos pueden utilizarlos para proliferar y causar la enfermedad.

7. INTERACCIONES PARA EL CONTROL BIOLÓGICO DE PATÓGENOS DE RAÍZ

Varios estudios han demostrado que los antagonistas microbianos de hongos patogenos, hongos o PGPRs, no ejercen ninguna actividad antimicrobiana contra los hongos AM.

Gliocadium spp Trichoderma spp.

7.1 Tipos de interacciones que contribuyen al control biológico

Los mecanismos de control biológico dependen de estas diversas maneras en que los organismos interactúan. El modo de interacción es por medio del contacto directo o indirecto.

Tipos de interacción del

CB

Mutualismo

Protocooperación

Comensalismo

Competencia

Parasitismo

Depredación

Dependiendo del contexto ambiental en el que se producen.

7.2 Los mecanismos de control biológico

Es el resultado de muchos tipos diferentes de interacciones entre los organismos; los mecanismos que operan en diferentes situaciones experimentales son a caracterizar.

Patógenos se antagoniza por la presencia y actividades de otros organismos en la zona. Los resultados antagonismo directos de contacto físico y / o un alto grado de selectividad para el patógeno por los mecanismos expresadas por los Agentes de control biológico (ACB).

Tabla 2: antagonismo responsable para el control biológico de patógenos vegetales

Tipo Mecanismo adoptado

Antagonismo directo Hyperparasitismo/depredación

Ejemplos: lítico/algunos nonlytic mycoviruses Lysobacter

Enzymogenes, Pasteuria penetrans, Trichoderma virens

Ruta Mixta antagonismo Los antibióticos

Modo: 2,4 diacetylphloroglucinol, phenazines, cíclico

Lipopeptides

Las enzimas líticas

Ejemplos: Las quitinasas, glucanasas, proteasas

Los productos de desecho no regulada

Ejemplos: amoníaco, dióxido de carbono, cianuro de hidrógeno

Interferencia química/física

Antagonismo indirecto La competencia

Modo: exudados lixiviados/consumo, siderophore

La compactación, ocupación de nicho física

La inducción de la resistencia del huésped

7.2.1 Hiperparásitismo y depredación

Hay cuatro clases principales de hiperparásitos: intervención alguna sobre los patógenos bacterianos, hypovirus, parásitos facultativos y los depredadores.

En hiperparasitismo, el patógeno es atacado directamente por un ACB específico que mata o de sus propágulos.

Depredación microbiana es más general y no específica de patógenos y en general proporciona niveles menos predecibles de control de la enfermedad. Algunos ACB exhiben un comportamiento depredador en condiciones de nutrientes limitados. Sin embargo, Trichoderma producen una gama de enzimas que se dirigen contra las paredes celulares de los hongos.

7.2.2 La supresión antibiótico mediada

La mayoría de los microbios producen y secretan uno o más compuestos con actividad antibiótica. En algunos casos, los antibióticos producidos por los microorganismos han demostrado ser particularmente eficaz en la supresión de patógenos de las plantas y las enfermedades que causan.

Table 3 Antibiotics produced by Biological Control Agents (BCA)

Organisms Antibiotics produced Target pathogen

Pseudomonas fluorescens 2,4-diacetyl-phloroglucinol Pythium sp.

Phenazines Gaeumannomyces graminis

var. tritici

Pyoluteorin, Pyrrolnitrin Pythium ultimum Rhizoctonia solani

Agrobacterium radiobacter Agrocin 84 Agrobacterium tumefaciens

Bacillus subtilis Bacillomycin D Aspergillus flavus

7.2.3 El lítico de enzimas y otros subproductos de la vida microbiana

Muchos microorganismos producen y liberan enzimas líticas que pueden hidrolizar una amplia variedad de compuestos poliméricos, incluyendo quitina, proteínas, celulosa, hemicelulosa, y el ADN.

Expresión y secreción de estas enzimas por diferentes microorganismos a veces puede dar lugar a la supresión de las actividades de patógenos de plantas directamente.

7.2.4 Competencia

La rápida colonización y con ello agotar los sustratos disponibles limitados de manera que no hay ninguno disponible para los patógenos crezcan.

7.2.5 Inducción de resistencia del huésped

sistémica resistencia adquirida (SRA), está mediada por el ácido salicílico (AS), un compuesto que se produce con frecuencia después de la infección de patógenos, y típicamente conduce a la expresión de las proteínas relacionadas con la patogénesis (PR). Estas proteínas PR incluyen una variedad de enzimas algunos de los cuales pueden actuar directamente para lisar las células invasoras, reforzar los límites de la pared celular de resistir las infecciones, o muerte celular localizada inducida.

resistencia sistémica inducida (RSI), está mediada por el ácido jasmónico (AJ) y / o etileno, que se producen como consecuencia de solicitudes de algunos rizobacterias no patógenas.

8. INVESTIGACIÓN DE CONTROL BIOLÓGICO, DESARROLLO Y ADOPCIÓN

En la actualidad, los avances fundamentales en la informática, la biología molecular, la química analítica, y la estadística, han dado lugar a nuevas investigaciones destinadas a la caracterización de la estructura y funciones de agentes de control biológico, patógenos y plantas huésped, a nivel molecular, celular, del organismo, y los niveles ecológicos.

9 CONCLUSIONES

GRACIAS

Existe un considerable interés en la explotación de los agentes microbianos de control biológico (AMCB) para el control de plagas de los cultivos, malas hierbas y enfermedades. AMCB como se puede usar donde los pesticidas químicos prohibidos o están eliminando o donde las plagas han desarrollado resistencia a los productos químicos estándar.

El uso de AMCB puede desempeñar un papel importante en la protección de cultivos, como un elemento clave en los programas de manejo integrado de plagas (MIP).