Aislamiento e identificación de hongos nematófagos nativos de zonas arroceras de Costa Rica. El objetivo de la presente investigación fue identificar hongos nematófagos en fincas arroceras de Costa Rica. El estudio se realizó entre los meses de abril del 2008 a agosto de 2009. Fueron analizadas muestras de suelo provenientes de tres regiones productoras de arroz de Costa Rica: Pacífico Central, Huetar Atlántica y Chorotega, mediante el método de espolvoreado en placa en búsqueda de hongos nematófagos. Los hongos aislados fueron identificados como Trichoderma sp., Penici-llium sp., Paecilomyces sp., Fusarium oxysporum, Fusarium tabacinum, Fusarium sp., Aspergillus sp., Monacrosporium sp., Gonatobotrys sp., Geotrichium sp., Phythium sp., Cladosporium sp., Curvularia sp., Phoma sp., Oomycete y mi-celio estéril. Los resultados sugieren una alta diversidad de hongos nematófagos con potencial para ser utilizados como agentes de control biológico.
Isolation and identification of nematophagous fungi from native rice-producing areas of Costa Rica. The objective of this study was to isolate and identify nematophagous fungi from rice-producing areas of Costa Rica. The study was conducted between April 2008 to August 2009. Soil from three rice-producing regions of Costa Rica, Central Pacifi c, Atlantic and Region Huetar Chorotega were analyzed by the sprinkling plate method in search of nematophagous fungi. The fungal isolated were identifi ed as Trichoderma sp., Paecilomyces sp., Fusarium oxysporum, Fusarium tabacinum, Fusarium sp., Monacrosporium sp., Aspergillus sp., Geotrichum sp., Phythium sp., Cladosporium, Curvularia sp., Phoma sp., Oomycete and sterile mycelium. The results suggest a high diversity of nematophagous fungi with potential for use as biological control agents.
Introducción ]]>
El arroz (Oryza sativa L.) es el principal cereal cultivado en Costa Rica con una superficie aproximada de 63 mil hectáreas (MAG 2011). A pesar del incremento en los rendimientos con el uso de mejoras genéticas, existe una incidencia de plagas que se ve reflejada directamente en la calidad y la cantidad de las cosechas.
]]>
El control químico sigue utilizándose como la opción más rápida para enfrentar los problemas fitosanitarios. Sin embargo, la implicación ambiental es un tema muy discutido actualmente, y ante este panorama, el control biológico (CB) surge como una alternativa promisoria en el control de patógenos y plagas incluidos los nematodos fitoparásitos. Los antagonistas de estos nematodos han sido localizados en un amplio rango de organismos que incluyen hongos, bacterias, virus, plantas, protozoarios, turbelarios, ]]>
Los hongos nematófagos son habitantes del suelo que utilizan sus esporas o micelio para capturar nematodos vermiformes. Se les encuentra en diferentes tipos de ]]>
De acuerdo a su estrategia de ]]>
]]>
Los hongos depredadores en cambio, se caracterizan por producir una red hifal extensa en el sitio donde se encuentren. Las estructuras predadoras de estos hongos pueden ser muy simples como los que forman hifas adhesivas septadas, redes adhesivas, ramificaciones adhesivas, botones adhesivos, anillos no constrictores o especializados que forman anillos que se encargan de sostener los nematodos vivos (Barrón 1977, Gray 1987). ]]>
La literatura menciona tres grupos más con alta capacidad supresora de nematodos. Uno de ellos, está relacionado con la especificidad de algunos hongos de atacar nematodos de acuerdo a su estado de madurez (Stirling 1991, Cave 1995, Obregón 2001, Obregón 2005), es decir, huevos, juveniles y hembras de nematodos principalmente de los géneros Heterodera, Globodera y Meloidogyne (Kerry y Jaffee 1997). Otro grupo incluye todos aquellos hongos que tienen la capacidad de producir ]]>
Para asegurar un mayor éxito en el empleo de un agente de control biológico, es necesario conocer con más detalle su biología, descripción ]]>
En Costa Rica sin embargo, nunca se ha realizado un estudio enfocado a determinar mediante ]]>
Materiales y métodos
]]>
La fase de aislamiento e identificación de hongos nematófagos se llevó a cabo en los Laboratorios de Nematología, Microorganismos de Suelo, Control Biológico y Fitopatología de la Escuela de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica. Se muestrearon fincas arroceras de secano en estado inicial, intermedio y final de cosecha en las regiones Huetar Atlántico, Pacífico Central y Chorotega, identificadas con problemas de nematodos. El estudio se realizó entre los meses de abril del ]]>
Cuadro 1).
En total se realizaron trece giras de campo durante los meses de abril del 2008 a enero del 2009 (Figura 1). Para el aislamiento de los hongos nematófagos se delimitaron en cada finca tres áreas de muestreo de 4 m2 separadas entre sí por una distancia de 50 m. En cada punto de muestreo, se recolectó con la ayuda de un barreno cinco submuestras a una profundidad de 20 cm. Las muestras fueron almacenadas en bolsas de polietileno debidamente etiquetadas y trasladadas al Laboratorio de Ecología de Organismos del Suelo y Control Biológico para su debido procesamiento. Con la ayuda de un GPS se determinaron las coordenadas de cada punto de muestreo.
]]>
Cultivo de nematodos bacteriófagos
Nematodos bacteriófagos fueron utilizados como cebo para evidenciar la presencia de hongos nematófagos en las muestras de suelo. Se empleó la ]]>
Aislamiento de hongos nematófagos
Las muestras de suelo se procesaron mediante el método de “espolvoreado en placa” descrito por Barrón (1977) para el aislamiento de hongos nematófagos. La técnica consistió en utilizar por cada área de muestreo, cinco repeticiones colocando en cajas petri de 9 cm de diámetro con agar-agua (AA) y de 0,5 a 1,0 g de la muestra de ]]>
Identificación de hongos nematófagos
La identificación taxonómica de los hongos nematófagos se realizó mediante la utilización de la clave “A key to the Nematode – ]]>
]]>
Textura, materia orgánica y pH del suelo
Se determinó la textura (análisis mecánico del suelo) mediante el Método del Hidrómetro de Bouyoucos (1962), el contenido de Materia Orgánica se realizó mediante el método de Black (1965) y la determinación de acidez de suelo (pH) mediante el ]]>
Resultados y discusión
Aislamiento e identificación de hongos nematófagos
Un total de 52 aislamientos de hongos asociados al cultivo del arroz de tres regiones de Costa Rica, Región Pacífico Central (Parrita), Región Huetar Atlántica (Cariari, Sarapiquí, Batán) y Región Chorotega (Nicoya, Cañas) fueron documentados. De los hongos, 51 fueron identificados y uno fue clasificado como micelio estéril ya que no produjo estructuras de reproducción que ]]>
Cuadro 2).
Se aislaron 49 y tres especies, basado en sus descripciones microscópicas y aspectos ]]>
Cuadro 3). El género más frecuentemente aislado e identificado fue Trichoderma sp. con 22% (Figura 2A y 2B), seguido de Penicillium sp. 21% (Figura 2C), Paecilomyces sp. 11% (Figura 2D), Fusarium sp. 10% (Figura 2E), F. oxysporum 6%, Aspergillus sp. 6% (Fi-gura 2F), Monacrosporium sp. 4% (Figuras 2G y 2H), Gonatobotrys sp. 4%, ]]>
]]>
Aislamiento e identificación de hongos nematófagos
Se comprobó la existencia de hongos nematófagos en las tres regiones arroceras muestreadas. Estos datos se suman a los obtenidos por Orozco (2005), en los cuales se encontró hongos nematófagos en ecosistemas de cuatro provincias del Valle Central y de la zona del Caribe de Costa Rica. En esta oportunidad se evidenció la presencia de Candelabrella musiformis, Arthobotrys oligospora y Dactylella sp. en sistemas agroforestales, pecuarios y bosques del país. Esta investigación confirma la ocurrencia de hongos nematófagos en zonas arroceras y su potencial como posibles agentes de control biológico de nematodos fitoparásitos.
Al analizar la diversidad de hongos nematófagos aislados, se determinó que Trichoderma sp. (23%), Paecilomyces sp. (11%), Fusarium oxysporum (6%) y Monacrosporium sp. (4%) se encontraron con mayor frecuencia. Trichoderma es el género de mayor aparición en las fincas arroceras, en particular presenta especies que pueden parasitar o ejercer efectos anta-gónicos sobre algunos hongos patógenos (Samanie-go-Gaxiola y Chew-Madinaveitia 2007). Los cuatro géneros encontrados (Trichoderma sp., Paecilomyces sp., Fusarium sp. y Monacrosporium sp.) más F. oxysporum, han sido reportados en la literatura científica afectando poblaciones de nematodos parásitos de plantas. Sobre este mismo tema, Verdejo-Lucas, et al. (2002), encontraron Verticillium chlamydosporium, V. catenulatum, Fusarium spp., F. oxysporum, F. solani, Acremonium strictum, Gliocladium roseum, Cylindro-carpon spp., Engiodontium album y Dactylella ovipa-rasitica asociados a masas de huevos de Meloidogyne spp. Adicionalmente, Núñez (2000) comprobó la presencia de tres géneros de Cladosporium sp. asociados a quistes de Globodera rostochiensis en plantaciones de papa (Solanum tuberosum) en la región del Cofre, Xalapa, Veracruz.
Otros géneros aislados como Fusarium sp., Cla-dosporium sp., Gonatobotrys sp., Penicilium sp., Asperillus sp., Geotrichum sp., y Curvularia sp. se consideran ]]>
La técnica de espolvoreado en placa descrita por Barrón (1977) y utilizada en esta investigación, a pesar de ser cualitativa ya que no permite ]]>
Las fincas muestreadas en su mayoría a excepción de una parcela orgánica en Talamanca, son representativas de una agricultura intensiva realizada en muchas zonas de Costa Rica. Estos sistemas productivos presentan suelos muy alterados debido al uso continuo de productos ]]>
Una mayor aparición de estos antagonistas en la Región Atlántica pudo obedecer a que ]]>
En este sentido, se optó por aislar hongos depredadores por ser más numerosos, diversos y fáciles de cultivar en masa y su capacidad reproductiva en ]]>
]]>
Es importante mencionar que para el aislamiento, se utilizó únicamente la técnica de espolvoreado en placa descrita por Barrón (1977) exclusiva para hongos nematófagos depredadores y no para hongos endoparásitos de crecimiento lento. A pesar de ello, con esta técnica se determinó la existencia de una gran variedad y cantidad de hongos, sin embargo; para futuras investigaciones se podría emplear otras metodologías adicionales como la ]]>
Textura, materia orgánica y pH
Se determinaron ]]>
Cuadro 1).
]]>
Correlación entre textura, materia orgánica y pH en la aparición de hongos nematófagos
Los hongos predominan en suelos ricos con alto contenido de restos vegetales donde pueden sintetizar y utilizar hidratos de carbono, alcoholes, ácidos orgánicos sencillos y hasta descomponer compuestos polimerizados, como la ]]>
et al. (2006) mencionan que los hongos toleran mejor situaciones ácidas y el escaso suministro de calcio que otros organismos en el suelo. Por otra parte, Wild (1992) menciona que gracias a su capacidad de adaptarse a condiciones desfavorables, los hongos pueden tolerar calor, sequía o mucha humedad. En esta investigación se confirmó que las fincas analizadas que mostraron una ]]>
Cuadro 2). Adicionalmente, Hajieghrari et al. 2008) mencionan que el pH y la temperatura son parámetros claves para la manipulación en el crecimiento, esporulación y su capacidad saprofítica. Además, Medigan et al. (2000) afirman que los hongos tienden a tolerar ambientes más ácidos que las bacterias ya que la ]]>
Con respecto a los hongos y su relación con el contenido de materia orgánica en suelo, ]]>
et al. 1994). Además, una mayor aireación mejora la estructura del suelo por lo que podría aumentar rápidamente las poblaciones edáficas, mejorar la capacidad amortiguadora de pH y la retención de agua y nutrientes.
De acuerdo a los muestreos realizados a los 0, 15, 45, 60 y 90 días se determinó una ocurrencia porcentual de hongos nematófagos del 25% (0-30 días), 40% (31-60 días) y un 35% (61-90 días) respectivamente. Esta situación podría estar relacionada con el proceso de sucesión natural que se presentan en el ecosistema del suelo, probablemente acompañado de una ]]>
Agradecimientos
]]>
El primer autor desea agradecer al proyecto de investigación “Programa Interinstitucional de Investigación en Biodiversidad y Ecología de Organismos de Suelo” financiado mediante fondos FES (Fondos de Educación Superior), así como a la Universidad Nacional. A Stephanie Orozco del Laboratorio de Fitopatología de la Escuela de Ciencias Agrarias de la Universidad por el proceso de identificación de los hongos. ]]>
Literatura citada
Barrón, GL. 1977. The nematode destroying fungi. Lancaster, Pennsylvania. Editorial Lancaster Press, Inc. 140 p. [ Links ]
Barnett, HL; Hunter, BB. 1998. Illustrated genera of imperfect fungi. Fourth Edition. 218 p. [ Links ]
Black, CA. 1965. Methods of soils analysis. Part II Chemical and microbiological properties. American Society of Agronomy, Inc. Publisher, Madison, Wisconsing USA. p. 902-904. [ Links ]
Bouyoucos, G. 1962. Hidrometer method improved for ma-king particle size analysis of soils. Agronomy Journal. 54:464-465. [ Links ]
Cave, R. 1995. Manual para la enseñanza del control biológico en América Latina. Zamorano Honduras. Zamorano Academic Press. 188 p. [ Links ] Cole, GT; Kendrick, B. 1981. Biology of Conidial Fungi. Vol. 2. Academia Press. EUA. 660 p. [ Links ]
Cooke, RC. 1962. Behavior of nematode-trapping fungi during decomposition of organic matter in soil. Trans. Br. Mycol. Soc. 45:314-320. [ Links ]
Cooke, RC; Godfrey, BES. 1964. A key to the nematode-destroying fungi. Transactions in British Mycology Society. 47(1): 61–74. [ Links ]
Chen, S; Dickson, DW. 2004. Biological control of nemato-des by fungal antagonist. In Chen, ZX; Chen, SY; D.W Dickson. eds. Nematology. Advances and perspecti-ves, Volume II. Beijing, China. p. 979-1039. [ Links ]
De Leij, FAAM; Kerry, BR. 1991. The nematophagous fungus Verticillium chlamidisporium as a potential biological control agent for Meloidogyne arenaria. Revue Nematology 14:157-164. [ Links ]
Eren, J; Pramer, D. 1978. Growth and activity of the nema-tode-trapping fungus Arthrobotrys conoides in soil. In Loutit MW, Miles JAR. eds. Microbial ecology. Springer-Verlag, Berlin. p. 121–127. [ Links ]
Gray, NF; Wyborn, CHE; Smith, RIL.1982. Nematophagous fungi from the maritime Antarctic. Oikos 38:194-201. [ Links ]
Gray, NF. 1987. Nematophagous fungi with special reference to their ecology. Biology Review 62:245-307. [ Links ]
Gray, N.F. 1988. Fungi attacking vermiform nematodes. In Pionar, Jr, G.O and Jansson, H.-B. eds. Deseases of Nematodes, vol II. CRC Press, Boca Raton. p. 3-38. [ Links ]
Hajieghrari, B; Torabi, M; Mohammadi, MR; Davari, M. 2008. Biological potential of some Iranian Trichoderma isolates in the control of soil borne plant pathogenic fungi. African Journal of Biotechnology 7:967-972. [ Links ]
Jansson, HB; Tunlid, A; Nordbring-Hertz, B. 1997. Biological control: nematode. In Anke T. ed. Fungal biotechnology. Chapman & Hall, Weinheim. p. 38-50. [ Links ]
Jansson, HB; López-Llorca, LV. 2001. Biology of nematophagous fungi. In Misra JK. Horn BW eds. Trichomycetes and Other Fungal Groups. Enfi eld: 5 Science Publishers. p. 145-173. [ Links ]
Julca-Otiniano, A; Meneses-Florian, L; Blas-Sevillano, R; Bello-Amez, S. 2006. La materia orgánica, importancia y experiencias de uso en la agricultura. IDIESA (Chile) 24(1):49-61. [ Links ]
Kerry BA; Jaffee, BA. 1997. Fungi as biocontrol agents for plant parasitic nematodes. In Wicklow DT, Söders-tröm B. eds. The Mycota, vol IV. Springer-Verlag, Berlin. p. 203-218. [ Links ]
Kerry, BR. 2000. Rhizosphere interactions and the exploitation of microbial agents for the biological control of plant parasitic nematodes. Annual Review Phytopathology 38:423-441. [ Links ]
Kerry, BR. 2001. Exploration of the nematophagous fungus Verticillium chlamydosporium Goddard for the bio-logical control of root-knot nematodes (Meloidogyne spp.) In Fungi as Biocontrol Agents: Progress, Pro-blems and Potential. CABI International, Wallingford, UK. p. 155-168. [ Links ]
Khan, MR; Akram, M. 2000. Effect of certain antagonistic fungi and rhizobacteria on wilt complex caused by Meloidogyne incognita and Fusarium oxysporum on tomato. Nematologia Mediterranea 28:139-144. [ Links ]
Li, TF; Zhang, KQ; Liu, XZ. 2000. Taxonomy of nematophagous fungi. Chinese Science and Technical Publishing. Science Press, Beijing. 18 p. [ Links ]
López-Llorca, LV; Robertson, WM. 1992. Immunocytoche-mical localization of a 32-kDa protease from the nema-tophagous fungus Verticillium suchlasporium in infected nematode eggs. Experimental Mycology 16:261-267. [ Links ]
Luo, H; Xuan, L; Guohong, L; Yanbo, P. Keqin, Z. 2006. Acanthocytes of Stropharia rusosoannulata. Function as a Nematode Attacking Device. Applied and Environmental Microbiology 72(4):2982-2987. [ Links ]
MAG (Ministerio de Agricultura y Ganadería). 2011. Política arrocera del gobierno de Costa Rica: Fortalecer la competitividad de pequeños y medianos arroceros (en línea). Ministerio de Agricultura y Ganadería, Ministerio de Economía Industria y Comercio, Ministerio de Comercio Exterior de Costa Rica. Consultado 15 nov 2010. Disponible en http://www.mag.go.cr/avisosynoticias/PPT_arroz_Version_11_01_2011.pdf. [ Links ]
Madigan, MT; Martinko, JM; Parker, J. 2000. Brock: Biología de los Microorganismos. Prentice Hall Iberia, Madrid, España. 1152 p. [ Links ]
Moore, L. 1996: Fundamentals of the fungi. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey. 4 ed. p. 433-438. [ Links ]
Morton, CO; Hirsch, PR; Kerry, BR. 2004. Infection of plant parasitic nematodes by nematophagous fungi: a review of the application of molecular biology to understand infection processes and to improve biological control. Nematology 62:161-170. [ Links ]
Núñez, AE. 2002. Aislamiento y evaluación de hongos nematófagos asociados a quistes de Globodera rostochiensis (Woll.) en la región del Cofre de Perote. Tesis Maestría. Universidad de Colima. México. 91 p. [ Links ]
Obregón, M. 2001. Manual de laboratorio de fitoprotección con el uso de productos naturales. INA. Cartago. 46 p. [ Links ]
Obregón, M. 2005. Seminario: Uso y manejo de biopestici-das en la agricultura. Oreamuno, Cartago. INA. Centro especializado en agricultura orgánica. 18 p. [ Links ]
Orozco, M. 2005. Aislamiento y caracterización de hongos nematófagos como potenciales controladores biológicos de nematodos gastrointestinales para la producción animal. Tesis Maestría. Universidad Nacional. Heredia. Costa Rica. 104 p. [ Links ]
Persmark, L; Banck, A; Jansson, HB. 1996. Population dynamics of nematophagous fungi and nematodes in an arable soil: Vertical and seasonal fluctuations. Soil Biology and Biochemistry 28:1005-1014. [ Links ]
Qadri, AN. 1989. Fungi associated with sugar beet cyst nematode in Jerash Jordan. MSc Thesis, University of Jordan. 126 p. [ Links ]
Qadri, AN; Saleh, HM. 1990. Fungi associated with Heterodera schachtii (Nematoda) in Jordan. Nemato-logica 36:104-113. [ Links ]
Rubner, A. 1996. Revision of predacious hyphomycetes in the Dactylella–Monacrosporium complex. Studies in Mycology 39:1-134. [ Links ]
Samaniego–Gaxiola, JA; Chew–Madinaveitia, Y. 2007. Diversidad de géneros de hongos del suelo en tres campos con diferente condición agrícola en la Laguna. Revista Mexicana de Biodiversidad 78(2):383-390. [ Links ]
Stirling, GR. 1991. Biological control of plant parasitic nematodes: Progress, problems and prospect. CAB International, Wallingford, UK. 282 p. [ Links ]
Thompson, LM; Troeh, FR. 1988. Los suelos y su fertilidad. Revert, S.A. Barcelona, España. p. 135-169. [ Links ]
Van Den Boogert, PH; Velvis, H; Hettema, CH; Bouwman, LA. 1994. The role of organic matter in population dynamics of the endoparasitic nematophagous fungus Drechmeria coniospora in microcosms. Nematologica 40:239-257. [ Links ]
Verdejo-Lucas, S; Ornat, C; Sorribas, FJ; Stchiegel, A. 2002. Species of root-knot nematodes and fungal egg parasites recovered from vegetables in Almería and Barcelona, Spain. Journal of Nematology 34(4):405-408. [ Links ]
Wild, A. 1992. Condiciones de suelo y desarrollo de las plantas según Russell. Versión Española de P. Urbano Terrón y C. Rojo Fernández. Mundi-Prensa. Madrid, España. 1045 p. [ Links ]
Zopf, W. 1988. Zur Kenntnis der Infektions-Krankheiten niederer Thiere aud Pfl anzen. Nova Acta Leopold Carol 52: 314-376. [ Links ]
*Correspondencia a: Walter Peraza-Padilla, Martha Orozco-Aveces, Alejandro Esquivel-Hernández, German Rivera-Coto & Fabio Chaverri-Fonseca: Laboratorio de Nematología, Escuela de Ciencias Agrarias. wperaza@una.ac.cr, aesquive@una.ac.cr, Laboratorio de Microorganismos de Suelo y Control Biológico. marthaoa2001@yahoo.com.mx, Laboratorio de Fitopatología, Escuela de Ciencias Agrarias. griver@una.ac.cr y Escuela de Ciencias Ambientales. fchaverr@una.ac.cr Universidad Nacional. 83-3000. Heredia, Costa Rica.
1 Resultados parciales de la tesis de Maestría del primer autor en Agricultura Alternativa con Mención en Agricultura Ecológica. 2 Laboratorio de Nematología, Escuela de Ciencias Agrarias. wperaza@una.ac.cr, aesquive@una.ac.cr, Laboratorio de Microorganismos de Suelo y Control Biológico. marthaoa2001@yahoo.com.mx, Laboratorio de Fitopatología, Escuela de Ciencias Agrarias. griver@una.ac.cr y Escuela de Ciencias Ambientales. fchaverr@una.ac.cr Universidad Nacional. 83-3000. Heredia, Costa Rica.
Recibido: 28 de marzo, 2011. Aceptado: 3 de octubre, 2011.
]]>19771401998Fourth Edition2181965902-904196254464-465199518819812660196245314-32019644761-742004Volume II979-1039199114157-1641978121-127198238194-201198762245-3071988vol II3-3820087967-9721997. 38-502001145-173200624^s49-61^s49-6149-611997IV203-218200038423-4412001155-168200028139-144200018199216261-2672006722982-2987MAG (Ministerio de Agricultura y Ganadería)20112000115219964 ed433-438200462161-17020029120014620051820051041996281005-10141989126199036104-1131996391-134200778383-39019912821988135-169199440239-257200234405-40819921045198852314-376
]]>
