Estudio explica cómo un hongo puede controlar la principal plaga que afecta al cultivo del maíz
21 de febrero de 2024
Publicada en la revista Scientific Reports , la investigación se realizó en el SPARCBio, centro constituido por la FAPESP y la empresa Koppert de la Esalq-USP.
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José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – –El saltamontes del maíz ( Dalbulus maidis ) se ha convertido en un grave problema para la agricultura. Este pequeño insecto ahora está ampliamente distribuido por todo el continente americano, desde el sur de Estados Unidos hasta el norte de Argentina. En Brasil sólo utiliza plantas de maíz como hospedantes y aún se desconocen sus mecanismos de adaptación a otros vegetales. En la planta del maíz, el saltamontes causa daño directo al chupar la savia del floema, el tejido vivo a través del cual los compuestos orgánicos solubles, especialmente la sacarosa, circulan por todo el cuerpo de la planta.
Pero ese no es el principal problema: el insecto también es transmisor de fitopatógenos -bacterias y virus- que pueden causar grandes daños a las especies vegetales, afectando la productividad y, en consecuencia, la producción de maíz.
Para combatir el saltahojas del maíz –reduciendo su población y principalmente previniendo la transmisión de fitopatógenos a nuevas plantas hospederas– se suelen adoptar dos estrategias: fumigación con agroquímicos y control biológico. Los insecticidas químicos son, con diferencia, los más utilizados. Sin embargo, dados sus efectos secundarios desfavorables, el control biológico ha ido ganando cada vez más aceptación.
Uo de los agentes bioinsecticidas utilizados en los productos comercializados actualmente es el hongo Cordyceps javanica (anteriormente llamado Isaria fumosorosea o Cordyceps fumosorosea ). Esta especie generalista tiene un alto potencial para controlar insectos chupadores. Pero, hasta ahora, no se sabía exactamente cómo sucedió esto. Para dilucidar el mecanismo de acción del hongo entomopatógeno sobre el saltahojas del maíz, se realizó un estudio pionero en el Centro de Investigación Avanzada para el Control Biológico ( SPARCBio ) de São Paulo, constituido por la FAPESP y la empresa Koppert Biological Systems de la Escuela Superior de Agricultura. Luiz de Queiroz de la Universidad de São Paulo (Esalq-USP).n
La investigación fue realizada por la ingeniera agrónoma Nathalie Maluta , postdoctora en el área de sanidad vegetal e investigadora de Koppert Brasil. Asistieron Thiago Rodrigues de Castro , coordinador de Investigación y Desarrollo de Koppert Brasil, y João Roberto Spotti Lopes , profesor de la Esalq-USP. Los resultados fueron publicados en la revista Scientific Reports .
“Nuestro trabajo demostró que el hongo comienza a afectar el comportamiento del saltamontes del maíz dos días después de la aplicación del bioinsecticida, reduciendo la actividad alimentaria de los insectos en los vasos del floema de las plantas de maíz, lugar donde ocurre la transmisión de fitopatógenos”, dice Maluta a Agência FAPESP .
Investigación de banco: canales y electrodos del sistema EPG al que están conectados los insectos, dispuestos sobre una planta de maíz ( foto: Nathalie Maluta )
Para obtener ese resultado, el investigador aplicó una técnica, aún poco conocida en Brasil, llamada gráfica de penetración eléctrica (EPG). En este caso, el saltahojas de prueba, activo en la planta de maíz, está conectado a un electrodo. Y la actividad de su estilete –es decir, la estructura de la boca, similar a diminutas pajitas, utilizadas para chupar la savia– puede así ser monitoreada y representada a través de un gráfico, permitiendo asociar las formas de onda producidas con las actividades biológicas realizadas por los insectos. Teniendo en cuenta las proporciones adecuadas, el procedimiento es similar al de un electrocardiograma, que monitoriza gráficamente la actividad del corazón.
“La técnica EPG genera formas de onda con diferentes características, como nivel de voltaje, frecuencia y amplitud, que pueden correlacionarse con las actividades biológicas del insecto. Esto nos permite saber, en tiempo real, qué está haciendo o qué le está sucediendo, incluido el efecto del bioinsecticida sobre su actividad chupadora o transmisora de patógenos”, dice Maluta.
Saltamontes del maíz conectado al electrodo del sistema EPG en una planta de maíz ( foto: Nathalie Maluta )
Koppert comercializa desde hace tiempo un producto bioinsecticida cuyo ingrediente activo es Cordyceps javanica . Y el artículo ahora publicado explica su mecanismo de acción.
“El producto, que contiene el hongo, se pulveriza sobre la planta y afecta a los insectos allí presentes. También deja una película en la superficie de la planta con la que entran en contacto los insectos que luego aterrizan. De una forma u otra, el hongo penetra en el cuerpo de los insectos. Su efecto insecticida no es inmediato. Necesita unos días para germinar y producir esporas, provocando la muerte del insecto. Pero mucho antes de eso, el hongo ya comienza a afectar su comportamiento, incluido el comportamiento alimentario”, informa Maluta.
El investigador afirma que la acción del Cordyceps javanica es totalmente específica y no supone ningún riesgo para los consumidores humanos o animales, hasta el punto de que su uso está permitido para cultivos ecológicos. “Este hongo ya existe y actúa en la naturaleza. No fue fabricado en un laboratorio mediante manipulación genética”, subraya.
Maluta afirma que, además de verse agravada ahora por la crisis climática, la gran proliferación del saltahojas del maíz es resultado directo de la expansión de los monocultivos a gran escala y, principalmente, del uso inadecuado de herramientas de manejo, como el control químico. .
“Al aplicar insecticidas químicos sin un seguimiento previo y sin saber si es necesario tomar alguna medida de control, se seleccionan individuos resistentes, ya que los insectos susceptibles mueren y los resistentes permanecen en el campo, al punto que no se puede utilizar ningún instrumento de control. funciona más. Es necesario cambiar radicalmente las estrategias de gestión”, afirma.
“Este insecto afecta al maíz desde hace mucho tiempo. Pero en los últimos años su población ha crecido explosivamente. Esto también se vio afectado por las sucesivas cosechas. Hoy no sólo tenemos cosechas, sino también la llamada contraestación, lo que aumenta el ritmo de proliferación de la plaga, porque hay alimento disponible prácticamente todo el tiempo”, destaca.
Se puede acceder al artículo Formas de onda del gráfico de penetración eléctrica de CC para Dalbulus maidis (Hemiptera: Cicadellidae) y los efectos de los hongos entomopatógenos en su comportamiento de sondeo en: www.nature.com/articles/s41598-023-48779-x