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Fitosanidad

28 de febrero de 2017

Lo complejo del desarrollo de un bioplaguicida

Desde hace años que la Unión Europea está preocupada por el control de las plagas agrícolas. Y el pasado 1 de enero entró en vigor el nuevo reglamento de uso sostenible, que obliga a todos los agricultores de la UE a aplicar medidas de manejo integrado en sus campos. Bajo este nuevo escenario, se organizó en Barcelona el Smart Fruit Congress, un evento sobre los avances en esta materia en España y en otros países del planeta. Una de los aspectos que se discutió fue el desarrollo de bioplaguicidas, productos que se han ganado un espacio en los campos de diferentes zonas productoras del mundo. 

Por Rodrigo Pizarro Yáñez, desde Barcelona

 A un ritmo lento. Así se mueven en Europa los bioplaguicidas desde que hace unos 15 años apareciese en el mercado el primer producto de este tipo. Hoy la lista incluye unos 40, es decir, todos los años se registran al menos tres nuevos productos, que representan cerca del 10% de todos aquellos productos aprobados por la Unión Europea para el control de plagas agrícolas. “Falta investigación y corremos el riesgo de quedarnos cortos”, afirma Emilio Montesinos, catedrático de la Universidad de Girona e inventor  de 5 patentes sobre bioplaguicidas microbianos y péptidos antimicrobianos. 

Los bioplaguicidas se dividen en dos grupos: el primero de ellos lo forman aquellos elaborados en base a un micro organismo, que tienen actividad fungicida, bactericida, insecticida o nematicida, por ejemplo, Bacillus amyloliquefaciens. El segundo grupo lo componen aquellos bioplaguicidas de origen no microbiano, donde encajan los extractos naturales. Este segundo grupo se puede dividir en botánicos (minarina, aceites esenciales o quitosanos), productos derivados de fermentaciones microbianas, productos hechos por microorganismos que generan determinadas materias activas, productos de tipo biotecnológico (larpinas, elicitores que se producen a través de fermentaciones de tipo biotecnológico o péptidos microbianos).

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La ventaja que tienen los bioplaguicidas del tipo microbiano es que generalmente sus medios de acción son bastante novedosos, sobre todo si se les compara con los productos de síntesis. “El principal problema que se presenta a la hora de desarrollar un bioplaguicida es que debemos ir de la planta al producto”, subraya Montesinos. “Es decir, vamos tras esos microorganismos, que posteriormente debemos convertir en una colección de aislados, y hay que probar producirlos industrialmente y fermentarlos para desarrollar un producto apto para ser comercializado”, agrega. 

La primera fase está muy avanzada debido a los métodos de biología molecular y a las herramientas de genómica, gracias a la cual hay mucha información de cómo se pueden obtener de la naturaleza esos microorganismos útiles. “Hoy en día lo que hacemos es desarrollar técnicas de pesca selectiva, y mediante la genómica y la meta genómica podemos conocer los genes de esos microorganismos beneficiosos. A través de los mecanismos de acción, podemos desarrollar técnicas de PCR, que nos permitan hacer un screening en el laboratorio, y seleccionar aquellas que dan señal, para poder aislar microorganismos sólo cuando están presentes en esa muestra”, explica el experto. 

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Posteriormente se realiza una nueva criba de esos microorganismos empleando las mismas técnicas. “Así, tenemos una colección de cepas enriquecidas, de diferentes metabolitos que sabemos que tienen actividad. El ejemplo clásico más paradigmático es el de Bacilus turigiensis, que podemos prospectar muestras de colonia y hacernos de hasta miles de cepas, que después se pueden probar y evaluar”, explica el especialista.

 Acortando los tiempos

De esta forma, este sistema, basado en los conocimientos genómicos, ha permitido acortar los tiempos en un trabajo que antes podía tener una duración de tres años. Hoy seis meses o en un año es posible tener una colección completa de cepas, algo en lo que la industria fitosanitaria de productos biológicos está interesada.

Aunque llegar al campo no es una cuestión sencilla, y se debe pasar por  una serie de fases muy parecidas a aquellas que ocurren en los hospitales con los fármacos. Una es la fase in vitro, donde se ven las potencialidades de ese microorganismo en el control del patógeno. “Podemos ver señales de defensas del que podría ser un elicitor. Normalmente, desde la primera fase se podría pasar a la fase tres, pero es muy arriesgado porque tenemos bastantes candidatos que probar, por lo cual la fase de campo la intermediamos con una fase llamada ex vivo, donde también podemos trabajar en laboratorio con órganos separados de la planta”, explica Montesinos.

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El tipo de ensayos que se realizan es bastante interesante para la industria, en el sentido de que se pueden cribar muchos productos en esta etapa, reduciéndose el número de candidatos para la fase final, acortándose además los tiempos y costes de ejecución en el desarrollo.

 Lo más complicado, del laboratorio al campo

Un desafío es el que se presenta cuando se debe pasar del laboratorio al campo. “Hay que fabricar el producto y eso se realiza a través de una fermentación líquida y sólida, pensando en que hay que almacenar el producto por un periodo de tiempo deseable de un año”, precisa el experto de la Universidad de Girona. Sin embargo, cuando se aplique en el campo sufrirá un estrés considerable, porque se trata de organismos vivos que están acostumbrados a unas condiciones muy ricas, pero cuando se almacenan están en un estado de dormancia y, de golpe se les envía al campo y se les pone encima de las plantas.

Muchos de ellos fracasan porque en su fabricación no se ha previsto esta problemática. “Las metodologías que disponemos no se han desarrollado específicamente para los bioplaguicidas microbianos, sino que provienen de la industria alimentaria y consisten en periodos de fermentación, es decir, vamos de la placa de Petri a un fermentador de hasta 10.000 litros”, explica Montesinos. 

Hay que separar las células de los metabolitos producidos, porque a veces  interesan unos u otros o incluso una mezcla de ambos. Sea lo que sea, este producto hay que procesarlo después y para lograrlo se prefieren sistemas de secado porque la liofilización es muy costosa.

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Es un proceso más barato, pero tiene el problema de que mata parte de esos micro organismos, con lo cual se acaba ajustando el proceso a un equilibrio entre pérdidas y rendimientos. “El objetivo final es llegar a un producto en polvo o líquido, dependiendo de la formulación, bien sea con los metabolitos, que es un producto más microbiano o bien un producto microbiano a base de células. Esto es importante porque nos podemos encontrar con problemas de registro si el ingrediente que introdujimos no es aceptable”, explica.

Los métodos de aplicación son importantes porque pueden matar las células o modificar el producto y, por lo tanto, hay que tener en cuenta estos procesos. Los plaguicidas microbianos son incompatibles con los fungicidas, entonces se debe lavar bien el tanque de aplicación o bien tener tanques diferenciados. “La metodología de aplicación hay que adaptarla a las características específicas, por ejemplo, se pueden aplicar usando abejas, inoculando los plantones antes de llevarlos al campo”, recomienda el especialista.

Normalmente el conocimiento que tiene el consumidor sobre el uso de estos productos es pobre y, para el especialista ese es un aspecto que se debe revertir. “No se debiera restringir a los bioplaguicidas y, por lo tanto a ninguno de los productos que están registrados del reglamento de uso sostenible de productos fitosanitarios”, sugiere. Pero el reto es más grande de lo que parece, ya que hace falta identificar a las especies microbianas, las propiedades biológicas, métodos analíticos… Hoy en día hay bastantes problemas con productos que se están desarrollando en este momento, porque introducir un microorganismo es complicado, ya que implica introducir algo extraño al sistema y en dosis altas, por lo tanto hay que comprenderlo desde todos los puntos de vista, y eso incluye trazabilidad y residuos. Este último es un aspecto importante, porque se dice que no dejan residuos, aunque ha habido problemas con algunos productos.

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