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Marzo 2017 | Fitosanidad

Centro Tecnológico de Control Biológico

Control Biológico y agricultura convencional en Chile

Las expectativas de la industria del Control Biológico en el mundo son impresionantes. El Biocontrol es impulsado por las exigentes normativas de control de residuos y prohibición de ingredientes activos en Europa y EEUU. La situación de la industria en Chile es difícil de cifrar por la falta de datos consolidados, pero encontramos empresas que se afianzan, productos competitivos en agricultura convencional y centros de investigación con agentes patentados hoy son comercializados por privados.

Debido a las restricciones a que se está sometiendo a los agroquímicos, principalmente en base a análisis de residuos en la fruta en los mercados de destino, la tendencia obligada es a aplicar productos más ‘blandos’ hacia cosecha, lo que abre una primera puerta al Control Biológico (CB). Otra tendencia es usar Biocontrol para manejar plagas que al no ser cuarentenarias representan un menor peligro para el productor exportador, evitando así aumentar el número de residuos químicos en la fruta. Pero también existen productos de CB que ocupan nichos descuidados por el control convencional o en los que no existe respuesta química.

Todas las anteriores son aproximaciones a las estrategias de lo que se conoce como Manejo Integrado de Plagas (MIP). Las estrategias MIP involucran a todas las herramientas disponibles -químicas, biológicas, culturales- pero utilizadas de forma racional y en base a información, la que se obtiene a través de monitoreo permanente. Según el entomólogo Dr. Renato Ripa, impulsor del MIP en Chile, los programas MIP pueden presentar los mismos costos de un programa tradicional e incluso estos pueden ser menores, pero requieren de mucho más conocimiento y capacitación.

Centro Tecnológico de Control Biológico de INIA Quilamapu:

Ocho patentes y una colección cercana a los dos mil potenciales controladores

El CTCB es el centro de investigación en Control Biológico más grande del país y se dedica exclusivamente a la investigación aplicada en esta área. Este centro busca crear “alternativas limpias para combatir plagas y enfermedades agrícolas y forestales, mediante el uso de organismos vivos, entre los que se encuentran insectos, hongos y nemátodos entomopatógenos”, señala el ingeniero agrónomo Dr. Andrés France, Director del CTCB, quien lidera o forma parte de varias de las líneas de investigación del centro. “El Centro Tecnológico partió gracias a un fondo regional de Corfo y en la actualidad opera mediante proyectos de investigación concursables financiados fundamentalmente por Innova Corfo, FIA y FONDEF (Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico), explica France.

El año pasado el CTCB finalizó el proyecto Darwin (ver recuadro), según el investigador un “proyecto exitoso desde el punto de vista de la organización que lo financió y muy provechoso desde el punto de vista del CTCB, ya que hoy nos significa disponer de un banco de recursos microbianos que por muchos años podrá sustentar nuevas líneas de investigación”, las que en el caso del Biocontrol, por lo general apuntan a solucionar problemas fitosanitarios concretos.

Es así que uno de los grandes valores que posee el CTCB es la enorme colección de especies de hongos y nematodos entomopatógenos que mantienen en ultra frío (criopreservación a -150 ºC), de donde van sacando potenciales controladores para ensayos y para postular nuevas líneas de investigación. En la actualidad el banco de microorganismos contiene más de 1.800 cepas de hongos entomopatógenos (HEP), entre las que destacan las de los géneros Metarhizium y Beauveria, los que así como también en Chile, se utilizan en todo el mundo para el control de numerosas plagas (ver recuadro). Así mismo cuentan con 104 especies de nematodos entomopatógenos (101 del proyecto Darwin) y más de 170 aislamientos de Trichodermas.

“Teniendo como base la colección de hongos y nematodos del banco, sacamos especies y las probamos en los ensayos. Al final del círculo se tiene un producto comercial envasado y disponible para las pruebas. Por ejemplo, estamos realizando un set de ensayos en torno del cultivo de la achicoria, cultivo agroindustrial que en Chile se ha encontrado con una serie de enfermedades que obliga a muchas aplicaciones”, explica la investigadora Loreto Merino.

Otro gran valor del CTCB está en sus variadas capacidades profesionales. Entre los especialistas que conforman el equipo del CTCB encontramos posgraduados en química ecológica, entomología, nematología, fitopatología, hongos entomopatógenos, bioquímica, bacteriología, especialistas en producción de hongos, etc.

Entre las principales líneas de investigación del CTCB destacan los trabajos con HEP, gracias a los que ya acumulan 8 patentes de productos contra igual número de plagas, ensayos con nematodos entomopatógenos para control de Burrito de la vid y cabritos, proyectos en base a trichodermas para control de hongos del suelo (ej. para evitar damping-off), estudios de señales químicas –semioquímicos- de plagas forestales y sus hospederos. Pero el CTCB además tiene la capacidad de reproducir enemigos naturales, entre otros masifica microavispas parasitoides para control de Cydia pomonella (Polilla de la manzana).

Una de las especialidades del CTCB corresponde a las plagas de suelo, por ejemplo larvas de cabritos y Burrito, ya que en la zona algunos de los cultivos más importantes son los berries. Sobre todo arándanos.

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      Parasitoide Ascogaster quadridentata oviponiendo entomopatógenos. en huevo de la Polilla de la manzana Cydia pomonella.

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Cabrito del ciruelo parasitado por hongos

                                                  
Formulaciones de hongos entomopatógenos (HEP)

Los HEP, hongos que causan enfermedades en insectos y ácaros, corresponden al 80% de la colección de especies del banco microbiano (con más de 1.800 aislamientos), lo que permite suponer que de esa extensa muestra, con tiempo y financiamiento, se podrán obtener múltiples agentes para el control de diversas plagas.

”Una vez que se tiene suficiente información sobre cuál aislamiento puede controlar una determinada plaga, se pasa a la etapa en que se evalúa si es posible lograr buenos rendimientos en el proceso de producción. Es así que tenemos un laboratorio en el que masificamos HEP”, manifiesta María E. Sepúlveda, encargada de la producción de hongos. Corresponde, en la práctica, una fábrica modelo ya que su producción es escalable. La idea es que la metodología pueda ser replicada en una fábrica comercial de una empresa interesada en producir y comercializar agentes de Control Biológico.

Por ejemplo, los productos comerciales en base a hongos entomopatógenos que distribuye la empresa Biogram (www.biogram.cl) fueron desarrollados por el CTCB a partir de selecciones de especies del banco de microorganismos y el precio de esos agentes considera un pequeño royalty, por la licencia de comercialización de los productos.

Fitopatología: Trichodermas contra hongos del suelo 

Como subproducto del proyecto Darwin (no era el objetivo de ese proyecto) se obtuvo una interesante colección de aislamientos de Trichoderma spp., recuperadas mediante cebado de las muestras de suelo recolectadas en el mencionado estudio. Estos aislamientos se sumaron a otros recolectados desde 2009 en las actividades propias de CTCB. Por ejemplo uno que controla Pudrición blanca en ajo.

La fitopatóloga Paz Millas trabaja en el control de enfermedades de suelo en base a diferentes especies de Trichoderma. Estos son hongos que controlan a otras especies de hongos que causan enfermedades en las plantas cultivadas. Entre otras enfermedades se busca atacar Phytophthora y Rhizoctonia. “La idea es reemplazar algunos fungicidas de suelo. El bromuro de metilo se utiliza al principio de una siembra o plantación pero después se aplican fungicidas, por ejemplo, para evitar la caída de plantas (‘damping off’), problema provocado por un complejo de hongos. Buscamos controlar diferentes enfermedades de suelo ya que es importante desarrollar alternativas biológicas para reemplazar algunos fungicidas que se aplican al suelo”, señala la fitopatóloga.

El trabajo con Trichoderma está generando gran cantidad de información, en base a la evaluación de los distintos aislamientos, la que en el futuro permitirá a los investigadores del CTCB postular nuevas líneas de investigación para su financiamiento.

Nematodos que parasitan burritos y cabritos

Loreto Merino formó parte del proyecto Darwin y hoy trabaja en un proyecto sobre control de Burrito de la vid en base a nematodos. En la zona sur el Burrito es una plaga importante en arándanos. “Apuntamos a controlar larvas por medio de nematodos, organismos que pueden alcanzar a la plaga en lugares en que los productos tradicionales no llegan, ya que las larvas se meten en la raíz o bajo el suelo. Tenemos nematodos que controlan cabritos, plaga muy importante en los berries (ej. arándano, frambuesa) y que también afecta al avellano europeo. Los nematodos tienen la particularidad de moverse en el perfil de suelo y la capacidad de buscar a la larva. Por ejemplo, si hay un cabrito metido en la corona de la planta, comiéndosela, no se puede inyectar un químico dentro de la planta sin dañarla. Pero los nematodos que buscan parasitar al insecto sí llegan”, explica Merino.

El proyecto de control de Burrito se realiza en conjunto con INIA La Cruz (V Región) ya que es la misma especie plaga pero que vive en condiciones diferentes por lo que se busca ecotipos distintos para controlar en ambas zonas. En estos momentos tienen seleccionadas 4 diferentes especies de nematodos entomopatógenos con que ya han realizado pruebas de campo en los huertos de arándano de la zona sur y el control, según los profesionales, funciona muy bien. Pronto serán probados en parrones de uva de mesa de la zona central.

Los productos en base a nematodos se aplican con agua, por ejemplo a través del riego por goteo. Los nematodos entomopatógenos, fuera del insecto son juveniles de vida libre y solo se pueden reproducir dentro del insecto. Los nematodos funcionan como una inyección biológica ya que lo que realmente mata al insecto es una bacteria que es regurgitada en el interior del huésped. Los nematodos se masifican en reactores donde se reproducen de forma continua en medio líquido. Desde hace mucho tiempo que en EEUU los nematodos se venden como producto comercial.

La química ecológica y los semioquímicos

La química ecológica estudia la interacción entre organismos (insectos, plantas, etc.) desde el punto de vista de las moléculas que intervienen en los procesos. El ejemplo más conocido es el de las feromonas, sustancias químicas que cumplen la función de atracción sexual entre los individuos de diferente sexo, y que son específicas de cada especie. Pero existen interacciones menos conocidas, como cuando una planta, la ser atacada por una plaga, expele un químico para atraer a los enemigos naturales de la plaga. De esta disciplina también provienen los atrayentes y repelentes de insectos.

En este ámbito se utiliza básicamente analítica química (reconocimiento y obtención de sustancias) y también estudia las conductas de los insectos para evaluar si la sustancia probada cumple el rol que se supone.

Entre las líneas de investigación “tenemos un proyecto con las principales empresas forestales (Mininco y Forestal Arauco). La industria forestal ha sufrido varios rechazos en los mercados de destino por la presencia de un pequeño insecto que viaja en la madera. El insecto en sí no provoca un gran daño pero es cuarentenario. Ya ha habido rechazos de embarques y después podría venir el cierre de mercado”, explica Ricardo Ceballos, ingeniero forestal, doctor en química ecológica. Este proyecto es señalado como un hito (“aporte histórico”) ya que Mininco y Arauco financian el 20% del costo del proyecto con aporte en dinero.

En este caso, en las plantas el ambiente en que se procesa la madera está tan cargado de estas sustancias químicas que el insecto sigue siendo atraído aún cuando la madera está elaborada y procesada. Una posible solución es desarrollar un repelente químico, el que actúa enmascarando el olor natural. Esa sustancia se aplicaría en las plantas de proceso de la madera antes de que se embarque hacia el extranjero.

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Larvas parasitadas por nematodos en laboratorio

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Gusano Blanco parasitado por HEP

                                                                                                                         
La entomología y los enemigos naturales

El entomólogo Luis Devotto está a cargo de la colección de enemigos naturales (parasitoides -básicamente microavispas-, y depredadores) que se utilizan para controlar algunas plagas que estudian. Por ejemplo para control de la Polilla de la manzana (Cydia pomonella) se utiliza una microavispa, el parasitoide Ascogaster quadridentata. “Los parasitoides se venden por pulgada de huevos parasitados. De esos huevos salen las avispitas a parasitar otros huevos de polilla”, explica Devotto.

En el CTCB tienen una colección de más de 15 enemigos naturales para control de diferentes plagas. Entre estas especies benéficas algunas ya están en producción y otras en etapa de investigación insipiente. Incluso, nos dice el entomólogo, no es raro que empresas agrícolas de la región les soliciten controladores puntuales, depredadores o parasitoides no disponibles en el mercado, para intentar solucionar problemas específicos de sus huertos. Solicitudes que en muchos casos son factibles de satisfacer.

Además de los agentes de Biocontrol que conocimos en el CTCB, el Control Biológico se vale así mismo de virus y bacterias. Andrés France afirma que de hecho es más fácil buscar un taxón inferior para controlar un organismo superior. “Las bacterias pueden ser útiles para el control de una amplísima gama de plagas y enfermedades ya que es más difícil encontrar un hongo que controle hongos que encontrar una bacteria que controle hongos. Así mismo es más fácil dar con hongos que controlen nematodos que con nematodos depredadores de nematodos. Pero las bacterias son muy demandantes y no tenemos suficiente equipo profesional”. Esa misma lógica se aplica a los virus, pero en el caso de estos últimos, según France, en las condiciones de Chile no funcionan adecuadamente por la alta incidencia de radiación solar (UV), la que inactiva o mata a los virus.

Proyecto Darwin:

De 2006 a 2010, con el financiamiento de la fundación Darwin (DEFRA-UK) y en conjunto con investigadores ingleses de CABI UK, el CTCB de INIA Quilamapu desarrolló un proyecto cuyo objetivo fue recolectar, identificar y preservar hongos y nemátodos entomopatógenos nativos de Chile con potencialidad de ser usados como agentes de Control Biológico.

Las prospecciones permitieron colectar un total de 500 nuevas cepas de hongos entomopatógenos, pertenecientes a los géneros Metarhizium, Beauveria, Verticuillium, Paceilomyces y otros. Muchos fueron obtenidos en condiciones extremas: sobre los 4.600 msnm, alta salinidad, suelos ácidos o en regiones subantárticas como las de Tierra del Fuego. De nemátodos entomopatógenos se obtuvieron 102 nuevos aislamientos, provenientes de ecosistemas tan variados como el oasis de Pica o la tundra magallánica, con los que se logró reunir una colección única en Chile.

La colección obtenida gracias al proyecto Darwin es la base de lo que hoy es el Banco Recursos Biológicos Públicos del Gobierno de Chile, cuya existencia es una condición impuesta por el OCDE a los países miembros.

¿Cómo funcionan los hongos entomopatógenos (HEP)?