Estudio de la micobiota endofítica asociada a trigo y soja y su significancia en la interacción con patógenos fúngicos

Abstract

Los endófitos colonizan asintomáticamente el interior de las plantas durante una parte o todo su ciclo de vida. Han sido encontrados en todas las especies vegetales estudiadas y en diferentes regiones climáticas del mundo, perteneciendo principalmente a especies fúngicas y bacterianas. Los endófitos pueden conferir beneficios a sus hospederos, como la protección frente a herbívoros y patógenos, adaptación a condiciones de estrés, promoción del crecimiento y activación de mecanismos de defensa. Los objetivos de este trabajo fueron: a) determinar las frecuencias de infección de los endófitos en plantas sanas de trigo y soja; b) analizar la existencia de variaciones cuali-cuantitativas en diferentes cultivares, diversos órganos, diferentes estadíos del ciclo fenológico y distintas campañas agrícolas; c) comparar la diversidad de las comunidades endófitas de ambos cultivos y d) evaluar la capacidad antagónica potencial de especies endófitas frente a <i>Pyrenophora tritici-repentis</i> y <i>Macrophomina phaseolina</i>, causantes de la mancha amarilla del trigo y de la podredumbre carbonosa de la soja, respectivamente. Para ello, se recolectaron muestras de plantas de trigo y soja de diferentes órganos, estadíos, cultivares y campañas agrícolas y se realizaron aislamientos en medio de cultivo artificial. Los endófitos aislados fueron identificados utilizando la metodología convencional sobre la base de sus características morfobiométricas y culturales. A fines de evaluar el potencial biocontrolador de los endófitos de cada hospedante se seleccionaron diferentes especies con los que se realizaron pruebas de antagonismo in vitro e in vivo. En trigo, las diferentes combinaciones <i<P. tritici-repentis</i>-endófitos se confrontaron en ensayos en laboratorio (cultivos duales y test de germinación de esporas) y ensayos en invernáculo, evaluando la reducción de la severidad de la mancha amarilla en plántulas. En soja, las combinaciones <i>M. phaseolina</i>-endófitos fueron confrontadas en pruebas en laboratorio (cultivos duales y un bioensayo con semillas peleteadas con endófitos sembradas en medio de cultivo colonizado por <i>M. phaseolina</i>) e <i>in vivo</i> sembrando semillas peleteadas con endófitos en sustrato inoculado con el patógeno. Los resultados mostraron que el trigo y la soja hospedan comunidades conformadas por un gran número de especies fúngicas, cuya composición mostró depender del hospedante y de las condiciones ambientales. A su vez, las comunidades endofíticas mostraron una dinámica espacial, evidenciada en las variaciones cuali-cuantitativas en los órganos y una dinámica temporal, demostrada con las variaciones cuali-cuantitativas de las especies a lo largo de los ciclos fenológicos de ambos cultivos. La mayoría de las especies aisladas en ambos hospedantes pertenecieron al <i>Phylum Ascomycota</i>, distribuidas mayoritariamente en las clases <i>Dothidiomycetes</i> y <i>Sordariomycetes</i>. La comparación de las comunidades endofíticas de trigo y soja mostró que la riqueza específica en soja fue mayor, destacándose las hojas seguidas por los tallos para ambos hospedantes. Los índices de diversidad revelaron una tendencia hacia una distribución equitativa de las especies aunque algunas fueron más abundantes según el hospedante y el órgano. La mayoría de los endófitos de trigo evaluados por su potencial biocontrolador frente a <i>P. tritici-repentis</i> redujo su crecimiento en los cultivos duales en comparación con el testigo, destacándose el efecto de <i>Trichoderma hamatum</i>, <i>Penicillium</i> sp., <i>Bacillus</i> sp. y <i>Paecilomyces lilacinus</i>. A su vez, la mayoría de los endófitos ocasionó alteraciones morfológicas en los conidios y/o micelio del patógeno. <i>Bacillus</i> sp. y <i>Fusarium</i> sp., redujeron significativamente el porcentaje de germinación de esporas del patógeno en comparación con el testigo. En el ensayo de invernáculo, <i>T. hamatum</i>, <i>Chaetomium globosum</i> y <i>Fusarium</i> sp. redujeron la severidad de la mancha amarilla en las hojas evaluadas. Se destaca a <i>T. hamatum</i> por efecto en la reducción de <i>P. tritici-repentis</i> y en la reducción de los síntomas de la mancha amarilla y a <i>Bacillus</i> sp. que antagonizó al patógeno en los ensayos <i>in vitro</i>. Todos los endófitos evaluados por su potencial biocontrolador frente a <i>M. phaseolina</i> redujeron su crecimiento en cultivos duales en comparación con el testigo, destacándose <i>T. aureoviride</i>, <i>T. harzianum</i>, <i>T. koningii</i>, <i>T. pseudokoningii</i> y <i>T. longibrachiatum</i>, los que a su vez ocasionaron alteraciones en las hifas del patógeno. En las pruebas <i>in vitro</i>, se destaca el comportamiento de <i>T. harzianum</i> (V5) y las dos cepas de <i>T. longibrachiatum</i> por mejorar significativamente el porcentaje de semillas germinadas y el largo de radícula en comparación con el testigo enfermo. En los bioensayos <i>in vivo</i> todos los endófitos mostraron efectividad en la protección frente a <i>M. phaseolina</i> al reducir la sintomatología de la podredumbre carbonosa. Las dos cepas de <i>T. longibrachiatum</i> mostraron buen comportamiento antagónico frente a <i>M. phaseolina</i>, sin embargo evidenciaron variaciones según las pruebas. Se destaca el efecto de <i>T. harzianum</i> (V5) que mostró buen efecto antagónico en cultivos duales, los mayores porcentajes de germinación en las pruebas <i>in vitro</i> e <i>in vivo</i> y en la protección de las plántulas frente a <i>M. phaseolina</i> y en la protección frente al avance de la enfermedad desde la emergencia hasta los 21 días. El presente estudio aporta al conocimiento de las comunidades endófiticas asociadas al trigo y la soja en Argentina, su dinámica temporal y espacial. A su vez, se ha demostrado que endófitos aislados de estos hospedantes mostraron capacidad biocontroladora frente a <i>P. tritici-repentis</i> y <i>M. phaseolina</i> y en la reducción de la severidad de la mancha amarilla y la podredumbre carbonosa, respectivamente. Se destaca el efecto de <i>T. hamatum</i> frente a <i>P. tritici-repentis</i> y de <i>T. harzianum</i> frente a <i>M. phaseolina</i>. Los resultados promisorios obtenidos motivan la continuación de las investigaciones con miras a la inclusión de los endófitos como potenciales alternativas inocuas para el manejo integrado de ambas enfermedades.