Creación e identificación molecular de una colección de bacterias de la rizósfera de maíz para el escrutinio de antagonistas a Fusarium verticillioides

Abstract

El maíz es el cultivo agrícola más importante de México, tanto desde el punto de vista alimentario, como industrial, político y social. A nivel mundial México ocupa el cuarto lugar en producción de maíz (USDA, 2009) En el estado de Sinaloa, la producción de maíz aumentó casi hasta el doble en menos de una década, pues de 2,818,000 t. cosechadas en 2001, la producción pasó a 5,368,000 t. en 2008, con rendimientos de productividad por encima de la media nacional. Sinaloa se ubica como el principal estado productor del grano. Referente al maíz, en el ciclo otoño-invierno de 1990, Sinaloa sembró una superficie de 121,000 ha y para el ciclo 2008-2009, el área sembrada fue de 566,000 ha, con rendimientos de hasta 9.8 t. por ha, para una producción total de 5,236,000 t. En el mismo ciclo se reportaron cerca de 29,716 hectareas siniestradas por distintos problemas; algunas de las cuales pudieron haber sidoafectadas por enfermedades relacionadas al hongo fitopatógeno Fusarium spp. Entre las enfermedades del maíz más importantes están las pudriciones de mazorcas y tallos. A nivel mundial se han reportado como agentes causales de estas pudriciones, a los hongos transmitidos por semilla: F. proliferatum, F. subglutinans y F. verticillioides (White, 2010). En un estudio realizado en México (Morales-Rodriguez et al., 2007) se reportó a siete especies de Fusarium asociadas a la pudrición de la mazorca en los Valles Altos de México, al igual que en otras partes del mundo, F. verticillioides fue la especie más importante. F. verticillioides (Saccardo) Neirenberg (Sinónimo, Fusarium moniliforme Sheldon; teleomorfo, Gibberella moniliformis) es la especie de hongo más común que infecta a maíz (Munkvold y Desjardins, 1997) causando la pudrición de la mazorca y del tallo. Fusarium verticillioides es el responsable de importantes pérdidas económicas a nivel mundial. La infección del maíz por F. verticillioides se puede dar de diferentes maneras, una puede ser sistémica a través de las semillas, en el tallo y raíces, causando la pudrición de la totalidad de la planta (Nelson et al., 1983). Entre su sintomatología podemos incluir: amarillamiento, achaparramiento o enanismo, adelgazamiento del tallo, pudrición de raíz tallo y granos en mazorca, acame por daño en tallo causado por el viento durante el período de secado del cultivo. Es capaz de causar pudrición en tallos y mazorcas, y contaminación de semillas (Duncan y Howard, 2010).Además, este hongo produce un grupo de micotoxinas llamadas fumonisinas, las cuales contaminan el maíz y los productos obtenidos de este cereal. El consumo de estas micotoxinas causa efectos nocivos en los animales y en la salud humana (Shephard et al., 1996). La especie F. verticillioides pertenece a la sección Liseola, específicamente al complejo G. fujikuroi (Sawada) Wollenweber, el cual fue subdividido inicialmente en nueve especies: F. verticillioides, F. sacchari, F. proliferatum, F. subglutinans, F. thapsinum, F. circinatum y F. konzum (Leslie y Summerell, 2006). Actualmente, se considera un número aproximado de 46 especies pertenecientes a este clado (O'Donnell et al., 2000; Marasas et al., 2001; Kvas et al., 2009; Van Hove et al., 2010) . Es un patógeno que se encuentra ampliamente distribuido en las zonas productoras de maíz en el mundo (Leslie y Summerell, 2006); también se ha reportado como patógeno de cultivos como el trigo, arroz, avena y sorgo (Bacon y Nelson, 1994). Los conidios (2.5-5 x 16-60 μm) hialinos, son curvados cerca de las puntas y con tres a cinco septos. Las microconidias (2-3 x 5-12 μm) son abundantes, unicelulares y arregladas en forma de cadenas (F. moniliforme y F. proliferatum). Los conidióforos de F. verticillioides tiene solamente monofiálides sin ramificar y ramificadas (Nelson et al., 1983; White, 2010). El ciclo biológico de F. verticillioides (Fv) es un proceso complejo ya que este hongo es un patógeno no obligado que carece de un hospedero específico. Se puede encontrar ya sea en trigo, sorgo, frijol, soya, algodón, tomate, cacahuate, plátano, pimiento verde, algunos forrajes y en el maíz como su principal hospedero (Bacon y Hinton, 1996; Luna-Olvera, 1998). Sus distintas fases de vida están conformadas por un estado saprofítico y otro parasítico. Durante la primera etapa, Fv obtiene los nutrientes de los tejidos vegetales muertos, produciendo estructuras infectivas para establecer la enfermedad. En su estado parasítico, después de la extensiva colonización intracelular, destruye el tejido a expensas del cual se alimenta, liberando altas concentraciones de fumonisinas (Luna-Olvera, 1998; Oren et al., 2003). La muerte de las plantas de maíz no son muy comunes durante el estado parasítico, pero sí ocurren pérdidas económicas. Además de sobrevivir en restos orgánicos de cultivos anteriores (Cotten y Munkvold, 1998), se reconoce también que se transmite a través de semillas (Bacon et al., 1992). En el suelo, Fv regularmente no produce clamidosporas, sino hifas de pared engrosadas que aparentemente prolongan su persistencia (Nelson et al., 1983). Figura 1. Ciclo de la enfermedad de Fusarium verticillioides. Tomado de (Figueroa-López, 2011). Debido a la gran superficie de siembra que se dedica al maíz en el estado de Sinaloa y a la alta rentabilidad, se propone generar una colección de microorganismos nativos, los cuales ya se encuentran adaptados a las condiciones medioambientales de la región, por lo cual podrían tener un mayor potencial de ser utilizados en el biocontrol de Fusarium, en comparación con organismos de biocontrol de formulaciones comerciales; estos últimos comúnmente proceden de otras regiones cuyo ambiente es muy distinto al de Sinaloa.