Revista Tecnología en Marcha

Introducción

Spore isolation and evaluation of inoculation methods in the production of mycorrhizae in trap crops

Resumen Los microorganismos del suelo desempeñan un importante papel en la agricultura; entre ellos están las micorrizas que generan una gran cantidad de beneficios para las plantas. En la presente investigación se tomaron muestras de suelo y raíz de plantas de vainica; se aislaron esporas por el método de tamizado y decantación; se realizó conteo de esporas y tinción de raíces y luego se determinó el porcentaje de colonización. Además, se inocularon 15 macetas con cada uno de los diferentes tratamientos (esporas, suelo y raíces) y se sembraron semillas de frijol en cada una. Luego de un mes, se midió la longitud de la raíz y el tallo de todos los tratamientos. Además, para determinar el desarrollo del inóculo en cada tratamiento se precisó la cantidad de esporas producidas y el nivel de colonización de las raíces. La longitud del tallo y de la raíz de las plantas evaluadas no presentó diferencias estadísticamente significativas entre los distintos tratamientos. El método de inoculación con esporas presentó el mayor porcentaje de micorrización. Los métodos de inoculación que favorecieron más la producción de estructuras reproductivas fueron los tratados con las esporas aisladas y los tratados con raíces; de igual forma, ambos presentaron la mayor cantidad de esporas germinadas. Para cultivos como frijol o vainica, se recomienda utilizar como inóculo las raíces de plantas infectadas.

Abstract Soil microorganisms play an important role in agriculture, among them we find mycorrhizae, which generate to the plant a great quantity of benefits. In this investigation we took soil and root samples from bean plants. Spores were isolated by the method of wet sieving and decanting. We did a spore count and stained roots and then determined the percentage of AMF colonization. We inoculated 15 pots with each treatment; spores, soil and roots, and we planted bean seeds on each one of them. A month later we measured the length of the roots and stems of every treatment. Also, to determine the inoculum development we determined the quantity of spores produced and the percentage of AMF colonization of the roots. Roots and stems length of the plants evaluated did not present statistically significant differences among the different treatments. The spore inoculation method presented the higher mycorrhization percentage. The methods of inoculation that favored the production of reproductive structures were the treatments with isolated spores and roots; also both of them presented the higher quantity of germinated spores. We recommend for use in crops like beans to use root inoculum from infected plants.

Isolation and identification of Ascochyta phaseolorum from a field of S. edule in Costa Rica

Resumen El cultivo de chayote (Sechium edule) ha incrementado su producción en los últimos años y la exportación del fruto es una fuente importante de ingresos para los productores nacionales. Sin embargo, esta cucurbitácea es atacada por Ascochyta phaseolorum, un hongo causante de una enfermedad que produce manchas blancas en los frutos y ocasiona pérdidas importantes para los productores. Para prevenir este daño es importarte tener medidas de control adecuadas, basadas en la identificación certera del patógeno. El objetivo general de esta investigación consistió en la implementación de una metodología de identificación con microscopía óptica y a la vez se utilizan métodos moleculares que permiten una identificación correcta del patógeno a partir de material vegetativo de chayote en el campo, para su uso en futuros trabajos de control de esta enfermedad. La metodología permitió identificar a nivel molecular y con un alto porcentaje de certeza que el patógeno pertenece al género Ascochyta; la identificación con microscopía óptica basada en las estructuras del patógeno reveló que se trata de A. phaseolorum.

Abstract The chayote (S. edule) has increased its production in recent years, with the export of fruit as an important source of income for national producers. However, this gourd is attacked by Ascochyta phaseolorum, which generates white spots on the fruits that cause significant losses for producers. To prevent such damage is important to have appropriate measures of control, which are based on the accurate identification of the pathogen. Therefore, the overall objective of this research was to implement a methodology for identification by light microscopy and molecular methods that allow accurate identification of the pathogen from plant material of chayote field for future work to control this disease. The methodology identified at the molecular level with a high percentage of certainty that the pathogen belongs to the genus Ascochyta, identification by light microscopy-based structures revealed that this pathogen is A. phaseolorum.

Trichoderma’s antagonism in front of the pathogen Stromatinia cepivora in onion crops

Resumen En Costa Rica, el cultivo de cebolla (Allium cepa) es una importante fuente de recursos para los pequeños y medianos agricultores. La pudrición blanca provocada por el hongo Stromatinia cepivora es una enfermedad importante del cultivo a nivel mundial y en Costa Rica específicamente en la provincia de Cartago (Granados, 2005, 2013; Metcalf et al., 2004). El manejo de S. cepivora no es fácil, ya que existen pocos cultivares comerciales resistentes y pocos fungicidas para combatirlo, estos factores hacen que el control biológico sea una opción contra la pudrición blanca. Trichoderma sp es un género de hongos que incluye especies utilizadas como agentes de control biológico. El objetivo de esta investigación consistió en evaluar el antagonismo de aislamientos de Trichoderma sp. provenientes de zonas productoras de cebolla de Cartago con respecto a S. cepivora. Se realizaron estudios de aislamiento y caracterización de S. cepivora y Trichoderma sp. a partir de bulbos con síntomas de la enfermedad. Posteriormente, se desarrollaron pruebas de antagonismo in vitro e in vivo para mostrar la efectividad de las cepas escogidas. La cepa identificada como T. asperellum resultó ser antagónica con respecto a S. cepivora, tanto en pruebas in vitro como en el campo. Esta efectividad estuvo determinada por la interacción de una cepa específica del antagonista frente a un aislamiento del patógeno. Para la aplicación de esta estrategia de manejo es necesario insistir ante los agricultores en la importancia que tienen las medidas que permiten la reducción de los niveles del inóculo, factor fundamental para obtener buenos rendimientos en los cultivos.

Abstract In Cost Rica, the onion crop is an important source of income for small and middle size farmers. The fungus Stromatinia cepivora, it has worldwide importance and specifically in Cartago (Granados, 2005, 2013; Metcalf et al., 2004). The control of S. cepivora is not easy, there are few resistant and commercial onion varieties and there are not many fungicides for this control. Due to these factors, biological control is a good option against white rot. Trichoderma is a soil fungal genus that includes species widely used as biological control agents in agriculture. The objective of the research was to evaluate the antagonism in vitro and in the field of Trichoderma isolated from producing areas in Cartago, Costa Rica, against S. cepivora. Isolation and characterization studies were conducted from onion bulbs with symptoms of the disease. Then antagonism essays were developed to show the effectiveness of selected strains. The strain identified as T. asperellum was antagonistic against S. cepivora, both in vitro and in the field test. This effectiveness was determined by the interaction between a specific antagonistic strain and a specific pathogenic strain. For the application of this control strategy, it is necessary to emphasize to farmers the importance of the actions to maintain the health and the preparation of the soil, which allow for the reduction in the inoculum levels, an essential factor for obtaining good crop yields.

Microbiological control as experience of local sustainability in Central American griculture

Resumen En las últimas décadas se ha experimentado un auge en la investigación y en la aplicación de técnicas de control biológico de plagas y enfermedades agrícolas. La penetración de este tipo de tecnologías de producción se ve reflejada en los cambios observados en el mercado global de bioplaguicidas. La investigación sobre los agentes de control biológico (ACB) y la aparición de empresas y productos basados en microorganismos parecen reafirmar esta tendencia. El objetivo de esta publicación es analizar, con un enfoque de desarrollo sostenible, la reciente introducción del control microbiológico de plagas y enfermedades en la agricultura centroamericana. Se discute sobre los efectos de la expansión del uso de estas tecnologías en los ámbitos social, económico y ambiental. Se enumera una serie de retos que los diversos actores y sectores vinculados deben enfrentar si desean lograr que esta sea una tecnología inclusiva, eficiente y competitiva. Se concluye que, aunque el control microbiológico aún se encuentra en desarrollo, se puede convertir en una opción para transformar nuestros sistemas agrícolas altamente dependientes de insumos sintéticos en sistemas productivos sostenibles.

Abstract In the last decades it has experimented a boom in the research and the application of technics for biological control of pest and diseases. The penetration of this kind of production technologies are reflected in the changes observed in the global market for biopesticides. The research about biological control agents (BCA’s) and the emergence of enterprises and microorganisms-based products seem reaffirm the trend. The publication’s objective is analyze, focused on sustainable development, the recent introduction of microbiological control in the Central American agriculture. It discusses about the effects of the expansion in the use of the technology in the social, economic and environmental sphere. It lists the challenges that several actors and sectors linked must deal if they wish this technology be inclusive, efficient and competitive. It concludes that although microbiological control is still in develop, it could transform in option for change our agricultural systems highly dependent of synthetic inputs in sustainable productive systems.

Biological control of fungus Sclerotium cepivorum using Trichoderma asperellum in garlic crops in Costa Rica

Resumen En este trabajo se evaluó la efectividad del hongo antagonista Trichoderma asperellum, previamente aislado e identificado, para el control del agente causante de la pudrición blanca del ajo y la cebolla, Sclerotium cepivorum. Para ello se realizaron ensayos de campo en seis parcelas experimentales cultivadas con ajo, donde se determinó el inóculo inicial de cada parcela. Posteriormente se aplicaron dos tratamientos distintos, uno basado en una suspensión de esporas de T. asperellum a una concentración de 1,0X105 /ml. El otro fue el control químico tradicional usado por los productores, basado en una mezcla en partes iguales de oxicloruro de cobre (61,1%), Ftalamida- Carboxin-Captan (40%), Ziram (76%) y Tebuconazole (25%). Se evaluó la concentración de los esclerocios cada 30 días; además se registró la mortalidad total en cada tratamiento y parcela. Luego del análisis de datos, el hongo antagonista mostró una eficacia similar a la de los agroquímicos usados. Además, se confirmó la importancia que tiene la cuantificación del inóculo inicial sobre el desarrollo de la enfermedad y la mortalidad asociada.

Abstract In this paper, the effectiveness of the antagonist fungus Trichoderma asperellum, previously isolated and identified, was evaluated for control the causative agent of white rot of garlic and onion, Sclerotium cepivorum. For this, field trials were conducted in six experimental plots cultivated with garlic, where the initial inoculum of each plot was determined. Subsequently two different treatments were applied; one based on a spore suspension of T. asperellum with a concentration of 1,0X105spores/ ml. The other, was the traditional chemical control used by farmers, based on a mixture in equal parts of copper oxychloride (61.1%), Ftalamida- Carboxin- Captan (40%), Ziram (76%), and Tebuconazole (25%). Sclerotia concentration was evaluated every thirty days; also the total mortality in each treatment and plot was recorded. After data analysis the antagonist fungus has similar efficacy as the agrochemicals used. Besides the value of the determination of initial inoculums on the disease spread ant total mortality was confirmed.

Isolation and identification of causal agent of white rot in Allium cepa, in Llano Grande Cartago, Costa Rica

Resumen La cebolla (Allium cepa L.) es un cultivo de importancia de Costa Rica, tanto para el consumo nacional como internacional. En este cultivo se presentan pérdidas económicas debido a enfermedades producidas por patógenos como la pudrición blanca, que afecta directamente el bulbo y representa una gran amenaza para la agricultura, por tener la capacidad de perdurar hasta 20 años en el suelo. El objetivo general de esta investigación consistió en hacer el diagnóstico microbiológico y molecular de un patógeno causante de pudrición blanca en cebolla cultivada en Varillal de Llano Grande, en la provincia de Cartago, Costa Rica, mediante el aislamiento y cultivo de esclerocios. Con esta metodología se logró el aislamiento e identificación del patógeno causante de la pudrición blanca en la cebolla y se determinó que, de manera microscópica, es similar a Stromatinia cepivorum ya que desarrolla esclerocios y presenta hifas con estructuras en forma de clamps, sin embargo, mediante el análisis molecular se logró identificar como Sclerotinia sclerotiorum, otro patógeno causante de esta enfermedad.

Abstract Onion (Allium cepa L.) is a very important crop in Costa Rica in national consume but also international. With this crop, it has been estimated economic loses because of diseases produced by different pathogens like the white rot, which generate illness directly in the bulb and it represents a great threat for the agriculture, because it can stay 20 years in the ground. Therefore, the general objective of this research was to develop a microscopic and molecular diagnosis of the pathogen that causes the white rot in the onion cultivated in Varillal de Llano Grande in Cartago, from sclerotic isolation and culture. The followed methodology allowed us to isolate and identify the causal agent of this illness, the one in a microscopic manner it was similar to Stromatinia cepivorum, however it was able to identify as Sclerotinia sclerotiorum by molecular analysis.

Antagonist activity of Gliocladium sp. against Sclerotium cepivorum

Resumen Algunos géneros fúngicos han sido utilizados para el control de agentes causantes de enfermedades en plantas, por lo que su actividad representa una alternativa para la disminución e incluso la sustitución de químicos sintéticos. Existen hongos antagonistas ampliamente estudiados, como Trichoderma sp., que concurre con otros hongos que poseen un alto potencial como agentes biocontroladores, entre ellos se destaca Gliocladium sp. En este estudio se pretende establecer la capacidad antagonista que tiene Gliocladium contra el patógeno causante de la pudrición blanca de la cebolla, Sclerotium cepivorum. Se logró aislar Gliocladium sp. a partir de una muestra de suelo dedicada al cultivo de cebolla (Allium cepa L.), se subcultivó hasta obtener un cultivo axénico y se realizaron cultivos duales en placas con el hongo y el patógeno. Se determinó que el porcentaje de inhibición del crecimiento radial (PICR) promedio obtenido a los ocho días de exposición (53,66%) no presentaba diferencias significativas (p=0,19) con el obtenido a los 15 días (54,20%) y, dadas las características de inhibición, se presume que el mecanismo de control presentado por la cepa de Gliocladium sp. utilizada responde a la producción de enzimas, metabolitos y posiblemente una mezcla de compuestos orgánicos volátiles capaces de inhibir el crecimiento y desarrollo de S. cepivorum aun sin que sus hifas entren en contacto.

Abtract Some fungal genus have been used in controlling disease-causing agents in plants, so their activity represents an alternative to reduce and even replace some synthetic chemicals. There are many studies about antagonistic Fungi, such as Trichoderma spp., which concurs with other Fungi that have high potential as biocontrol agents, like the genus Gliocladium. In this study, it is intended to establish the antagonistic ability of this one against the pathogen causing white rot in onions Sclerotium cepivorum. It was possible to isolate Gliocladium sp. from a soil sample, which was subcultured until obtain an axenic culture and then, dual cultures were performed on plates with the fungus and the pathogen. The average IPRG obtained at 8 days of exposure (53.66%) showed no significant difference (p= 0,19) to the one obtained at 15 days (54.20%). It was presumed that the control mechanism presented by the strain of Gliocladium sp. used, responds to the production of enzymes, metabolites and possibly a mixture of volatile organic compounds capable of inhibit the growth and development of Sclerotium even if their hyphae don’t come into contact.

Gliocladium sp., important biocontrol agent with promising applications

Resumen La mayoría de estudios relacionados con Gliocladium se han enfocado en su potente capacidad como agente biocontrolador, principalmente de hongos fitopatógenos. Sin embargo, las aplicaciones potenciales de este género de hongos abarcan numerosos productos obtenidos a partir de su metabolismo, capaz de generar una gran variedad de compuestos químicos. Cabe destacar también que es un organismo endófito que, además, de proveer beneficios a un amplio rango de plantas hospederas, puede imitar con éxito su comportamiento químico. Entre las aplicaciones más novedosas destaca su potencial para la producción de compuestos asociados con biocombustibles y su capacidad bioabsorbente de metales pesados. Esta investigación describe y ejemplifica estas aplicaciones y muestra a este género de hongos como una prometedora herramienta biotecnológica.

Abstract Gliocladium sp. is a genus from Fungi that is often described as a counterpart of Penicillium sp. Most studies related to this genus have been focused on its powerful capacity as biocontrol agent, especially of fungal pathogens. Nevertheless, its potential applications include numerous products derived from its metabolism capable of generate a variety of chemicals. It is remarkable as well that Gliocladium sp. is an important endophyte organism whom besides providing benefits to the wide range of host plants, can successfully mimic their chemical behavior. Among the latest applications stands out its potential for the production of compounds associated with diesel fuel and its ability as bio-absorbent organism of heavy metals. This research describes and illustrates these applications showing this genus of Fungi as a promising biotechnological tool.

Isolation, identification and pathogenicity of Hirsutella in Planococcus citri

Resumen Las especies de hongos pertenecientes al género Hirsutella son capaces de infectar y parasitar gran variedad de invertebrados. Planococcus citri es una peste polífaga importante en diversos cultivos. El objetivo de este proyecto fue aislar, identificar y determinar la patogenicidad de Hirsutella sobre individuos adultos de P. citri a partir de muestras de campo. El micelio se produjo en medio sólido PDA acidificado al 2%, que cubrió la placa a los 11 días de haber sido cultivado. Se preparó una solución conidiógena a partir del micelio producido y se asperjó sobre individuos adultos de P. citri para determinar los porcentajes de patogenicidad de las cepas aisladas; estos fueron: 90%, 78,6% y 90,9% a los seis días de haberse iniciado el bioensayo de patogenicidad, lo que confirma las cualidades biocontroladoras del género Hirsutella para su utilización en el manejo tanto de P. citri como de otras plagas importantes agronómicamente.

Abstract Fungal species belonging to the genus Hirsutella are capable to infect and parasite a wide variety of pathogen invertebrates. Planococcus citri is an important polyphagous plague in various crops of agronomic importance. The project objective was to conduct a study related to processes of isolation, identification and pathogenicity determination of Hirsutella genus over P. citri from 21 field samples. The mycelium was produced on PDA solid medium acidified (2%), which covered the plate at 11 days being cultivated. A conidiogenous solution was prepared from the mycelium and was sprinkled on adult life stage individuals of P. citri to determine the percentages of pathogenicity of isolates. These were: 90%, 78,6% and 90,9% at 6 days after of begin the bioassay, which confirm the biocontrol qualities of the genus Hirsutella for its use in handling both P. citri as other agronomically important pests.

Hirsutella as biological controller agent of mites and insects of agricultural importance

Resumen El manejo integrado de plagas constituye una solución integral a los procesos de producción agrícola, en especial cuando integran mecanismos biológicos ecoamigables. Las especies de hongos pertenecientes al género Hirsutella son capaces de infectar y parasitar gran variedad de invertebrados patógenos. Su desarrollo sobre el hospedero produce un micelio amarillento grisáceo con porcentajes bajos en formación de conidios. La caracterización morfogenética de Hirsutella se ha realizado utilizando regiones conservadas de ARNr denominadas ITS, lo que ha permitido develar homologías con géneros biocontroladores importantes como Beauveria o Cordyceps. Las propiedades biocontroladoras del hongo actúan sobre diversas especies de ácaros e insectos que ocasionan enfermedades en cultivos de importancia agronómica. En ácaros se ha registrado la capacidad de colonizar y controlar especies como Aceria guerreronis (daños en frutos del cocotero), Acalitus vaccinii (ácaro del brote del arándano), Tetranychus urticae y Calacarus heveae (patógeno del árbol de caucho). En insectos, esa capacidad se ha demostrado en especies como Diaphorina citri, transmisor de la bacteria Candidatus liberibacter; Homalodisca vitripennis, transmisor de la bacteria fitopatogénica Xylella fastidiosa; y Delphacodes kuscheli, transmisor del virus Mal de Río Cuarto (MRCV). Se ha detectado que la patogenicidad de Hirsutella se debe a toxinas metabólicas complejas que se desarrollan durante la fase vegetativa, como lo son las hirsutellinas en H. thompsonii. La revisión bibliográfica que se presenta en este artículo tiene como objetivo ilustrar los beneficios de utilizar hongos con potencial biocontrolador como Hirsutella, lo que constituye un mecanismo alternativo al uso de productos químicos para el control de plagas.

Abstract Integrated pest management is an integral solution to agricultural production processes, especially when it integrates eco-friendly biological mechanisms. Fungal species belonging to the genus Hirsutella are capable to infect and parasite a wide variety of invertebrates and pathogens. Its development on the host generates a grayish yellow mycelium with low percentages in formation of conidia. Morphogenetic characterization of Hirsutella been used conserved regions of rRNA called ITS allowing reveal homologies with significant biocontrol genres as Beauveria and Cordyceps. It has been possible to detect that the pathogenicity of Hirsutella is due to complex metabolic toxins that developed during the vegetative stage as are Hirsutellin in H. thompsonii. The biocontrol properties for the fungus act on various species of mites and insects that cause diseases in crops of agronomic importance. In Mites is registered the ability of Hirsutella to colonize and control species such as Aceria guerreronis (damage to coconut fruit), Acalitus vaccinii (blueberry bud mite), Tetranychus urticae, and Calacarus heveae (pathogen rubber tree). In insects that capacity has been demonstrated in species such as Diaphorina citri, transmitter of the bacterium Candidatus liberibacter, Homalodisca vitripennis, transmitter of the phytopathogenic bacterium Xylella fastidiosa and Delphacodes kuscheli transmitter of Mal de Río Cuarto virus (MRCV). This literature review aimed to enlighten the reader the benefits of using fungi with biocontrol potential as Hirsutella, which is an alternative mechanism to the indiscriminate use of chemicals to control pests.