Bases biológicas y tecnológicas para el desarrollo de bioinsecticidas de Akanthomyces muscarius (Petch) y Cordyceps fumosorosea (Wize), para el control de pulgones y moscas blancas en cultivos hortícolas

Abstract

En Argentina, los pulgones y las moscas blancas se encuentran entre las plagas de mayor relevancia en cultivos extensivos e intensivos, debido tanto a los daños directos ocasionados por la succión de savia como a la capacidad de transmitir virus fitopatógenos de alto impacto económico. El manejo convencional de estas plagas se basa principalmente en la aplicación de insecticidas químicos; sin embargo, esta estrategia ha favorecido la selección de poblaciones resistentes, la disminución progresiva de la eficacia de los principios activos disponibles y la generación de efectos adversos sobre el ambiente y los organismos no objetivo. En este contexto, resulta necesario desarrollar alternativas de manejo sustentables que permitan asegurar la productividad, así como la calidad e inocuidad de los alimentos, en consonancia con la creciente demanda social por sistemas agrícolas ambientalmente responsables y productos libres de contaminantes. En las últimas décadas, la búsqueda de estrategias alternativas al control químico ha impulsado el estudio y la implementación de organismos entomopatógenos en programas de Manejo de Integrado de Plaga (MIP) a nivel mundial. Los hongos entomopatógenos se destacan como agentes promisorios de control biológico microbiano, dado que pueden infectar a los insectos mediante la penetración directa del tegumento, presentan un grado relativo de especificidad que favorece la seguridad para organismos benéficos y fauna no objetivo, poseen capacidad de generar epizootias, muestran potencial de establecimiento y persistencia en el ambiente, y pueden producirse masivamente in vitro bajo condiciones controladas. Estas características los posicionan como candidatos sólidos para el desarrollo de bioinsumos destinados al control de plagas de importancia económica. En particular, los hongos filamentosos Cordyceps fumosorosea (Wize), anteriormente clasificado en el género Isaria, y Akanthomyces muscarius (Petch), previamente incluido en el género Lecanicillium (Hypocreales: Cordycipitaceae) han presentado especial interés como agentes de control biológico de insectos con aparato bucal picador-suctor, incluidos pulgones, moscas blancas y otros hemípteros plaga en sistemas bajo cubierta. La infección por estos hongos ocurre por contacto directo, a través del tegumento del insecto, sin requerir la ingestión del propágulo, lo que constituye una ventaja para el control de especies con hábitos alimentarios específicos. La producción masiva de hongos entomopatógenos puede realizarse mediante sistemas de fermentación sólida, líquida o bifásica. La fermentación en sustratos sólidos presenta limitaciones asociadas a la dificultad de automatización, la elevada demanda de mano de obra y manipulación, los tiempos de producción prolongados y el mayor riesgo de contaminación. En contraste, los sistemas de fermentación líquida resultan más convenientes para la industria, al reducir tiempos de procesos, requerimientos de mano de obra y costos operativos. Durante la fermentación líquida, los hongos entomopatógenos pueden desarrollar propágulos infectivos similares a levaduras, denominados blastosporas. Desde la década de 1960 se ha incrementado a nivel mundial el desarrollo de bioplaguicidas formulados a base de hongos entomopatógenos. La mayoría de estos productos emplea conidios aéreos como ingrediente activo y está destinada principalmente a aplicaciones inundativas o inoculativas. No obstante, pese a las ventajas potenciales de la fermentación líquida, el número de micoplaguicidas comerciales basados en propágulos producidos en medio líquido continúa siendo limitado. Entre las principales excepciones se encuentran formulaciones secas de blastosporas desarrolladas a partir de Cordyceps fumosorosea y especies del género Akanthomyces; sin embargo, ninguna de estas formulaciones se encuentra actualmente registrada para su comercialización en Argentina. En Argentina existen antecedentes sobre la presencia y el uso de hongos entomopatógenos para el control de una amplia variedad de artrópodos plaga; sin embargo, son escasos los estudios orientados a la producción masiva de propágulos fúngicos infectivos mediante fermentación líquida. En este contexto, el objetivo general de la presente tesis fue generar las bases biológicas para el desarrollo de dos bioinsecticidas basados en los hongos entomopatógenos nativos Akanthomyces muscarius CEP 182 y Cordyceps fumosorosea CEP 315, destinados al control de pulgones y moscas blancas en cultivos hortícolas. Como primer objetivo específico, se planteó diseñar y optimizar protocolos de producción que permitieran obtener elevadas concentraciones de blastosporas con alta viabilidad y eficacia biológica frente a estos insectos plaga. Para ello, se evaluaron diferentes medios de cultivo líquidos, condiciones nutricionales y parámetros de fermentación, así como la influencia del tiempo de cultivo sobre el producción y la calidad de las blastosporas producidas por ambos aislamientos. Como resultado, Se establecieron metodologías de producción a escala de laboratorio en matraces agitados y se identificaron componentes nutricionales de bajo costo y fácil acceso en el mercado nacional, junto con condiciones de fermentación que permitieron obtener altas concentraciones de blastosporas en períodos de incubación reducidos, de tres a cuatro días. Asimismo, las blastosporas producidas presentaron elevados porcentajes de viabilidad y una alta capacidad para infectar y causar la mortalidad de ninfas de moscas blancas y pulgones, confirmando su potencial como agentes de control biológico. Como segundo objetivo, se abordó el escalado del proceso productivo mediante la transferencia de la producción de blastosporas de C. fumosorosea CEP 315 a biorreactores de 5 y 120 L de capacidad, constituyendo un avance significativo hacia su eventual aplicación industrial. Aunque en ambos sistemas se alcanzaron concentraciones elevadas de blastosporas, el proceso puso de manifiesto diversas limitaciones técnicas y desafíos operativos inherentes al escalado, particularmente aquellos relacionados con la optimización de los parámetros de aireación y agitación. Estos resultados resaltan la importancia de profundizar el conocimiento de la dinámica de fermentación para maximizar la productividad y garantizar la reproducibilidad del proceso a mayor escala. Adicionalmente, el cultivo líquido de blastosporas de C. fumosorosea CEP 315 obtenido en el biorreactor de 120 L fue envasado en vejigas descartables y almacenado a 4 °C con el propósito de evaluar la estabilidad y viabilidad de los propágulos durante la conservación. Los resultados evidenciaron una estabilidad limitada, observándose una pérdida total de viabilidad luego de 12 semanas de almacenamiento. Estos hallazgos ponen de manifiesto la necesidad de desarrollar estrategias de formulación capaces de reducir la actividad metabólica residual y aumentar la tolerancia fisiológica de las blastosporas, con el fin de prolongar la vida útil del producto y preservar su calidad biológica durante el almacenamiento. En conjunto, los resultados obtenidos demuestran que los aislamientos nativos A. muscarius CEP 182 y C. fumosorosea CEP 315 poseen un elevado potencial biotecnológico para la producción de blastosporas destinadas al desarrollo de micoinsecticidas.