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Acta Agronómica

Print version ISSN 0120-2812

Acta Agron. vol.62 no.3 Palmira July/Sept. 2013

 


Protección de cultivos


Efecto de las cepas nativas Paecilomyces sp. (Bainier) y Lecanicillium sp. (Zimm) en el control de Carmenta foraseminis Eichlin (Lepidoptera: Sesiidae) en cultivos de cacao (Theobroma cacao L.)

Effect of native strains Paecilomyces sp. (Bainier) and Lecanicillium sp. (Zimm) on the control of Carmenta foraseminis Eichlin (Lepidoptera: Sesiidae) on cocoa (Theobroma cacao L.) crops

Wilmer Figueroa Medina1, Jesús Arturo Ramírez Sulvarán2 y Alina Katil Sigarroa Rieche3

1Joven investigador, Grupo de Investigación Ambiente y Vida (GIAV), Programa Jóvenes Investigadores e Innovadores Colciencias- UFPS. 2,3 Facultad de Ciencias Agrarias y del Ambiente, Grupo de investigación Ambiente y Vida (GIAV), Universidad Francisco de Paula Santander (UFPS). Cúcuta, Norte de Santander, Colombia.
Autor para correspondencia: wfm2611@hotmail.com

Rec.:20.01.12 Acep.: 17.12.13

Resumen

El pasador del fruto, Carmenta foraseminis Eichlin, es un insecto que ha acentuado su ataque en cultivos de cacao (Theobroma cacao L.) en los últimos años en Norte de Santander (Colombia). El objetivo de este estudio fue evaluar la patogenicidad de las cepas nativas Giav-3 Paecilomyces sp. y Giav-4 Lecanicillium sp. sobre larvas de C. foraseminis. Para el efecto, se realizaron aislamientos a partir de muestras de suelo recolectadas en el municipio de Tibú, Norte de Santander. Después de obtenidos los cultivos puros se procedió a la caracterización macroscópica y microscópica para la identificación del género de los aislados mediante claves taxonómicas. La infección fue realizada mediante inmersión de larvas en las suspensiones de los aislados en concentraciones de 0, 106, 107 y 108 conidios/ml. En ambos aislados se observó una tendencia lineal respecto a la mortalidad, la cual fue directamente proporcional a las concentraciones del inóculo. La CL50 y CL90 para Giav-3 fue de 106.95 y 108.70 conidios/ml y para Giav-4 de 106.6 y 108.04 conidios/ml, respectivamente. Lo cual indica que esta última requirió la menor concentración de inóculo para eliminar el 50% y 90% de la población tratada, lo que supone una mayor efectividad contra las larvas.

Palabras clave: Control ecológico, Lecanicillium sp., Paecilomyces sp., Theobroma cacao.

Abstract

The fruit borer, Carmenta foraseminis Eichlin, is an insect that has increased up its attack in cocoa (Theobroma cacao L.) in recent years in northern Santander, Colombia. The objective was to evaluate the pathogenicity of two native strains Paecilomyces sp. Giav-3 and Lecanicillium sp. Giav-4, on larvae of C. foraseminis. Isolations were made from soil samples collected in the municipality of Tibú, Northern Santander, Colombia. After obtaining pure cultures, macroscopic and microscopic characterization for gender identification of the strains using taxonomic keys was done. The evaluation was conducted by immersion of larvae in suspensions of the isolates at concentrations of 0, 106, 107 and 108 conidia/ml. For both strains there was a linear trend in mortality, which was directly proportional to the concentrations of the inoculum. The LC50 and LC90 for Giav-3 were 106.95 and 108.70 conidia/ ml, and for Giav-4 was 106.6 and 108.04 conidia/ml, respectively. This indicates that Giav-4 required the lowest concentration of inoculum to remove 50 to 90% of the treated population, indicating it is more effective against larvae.

Key words: Biological control, Lecanicillium sp., Paecilomyces sp., Theobroma cacao.

Introducción

En Colombia el cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) es la base y sustento de la economía de más de 35,000 familias. Norte de Santander registra una producción promedio anual de grano de 1756 t (Fedecacao, 2008). En esta región, en los últimos años se ha acentuado el ataque del pasador del fruto Carmenta foraseminis Eichlin (Lepidoptera: Sesiidae) (Eichlin, 1995). La hembra del insecto deposita los huevos en la superficie de los frutos; después de la eclosión las larvas perforan la corteza siguiendo la placenta, atrofia los granos y se alimenta de las semillas, al tiempo que deposita sus excrementos y facilita la pudrición interna (Delgado, 2004; Navarro et al., 2004).

Actualmente para el combate de este insecto se utiliza un manejo cultural que consiste en disponer los frutos afectados en bolsas plásticas por espacio de 3 meses para asegurar la muerte de larvas y adultos, y evitar así la reinfestación del cultivo (Montes, 2010). El control etológico por medio de trampas con la feromona (Z, Z)-3,13-octadecadienol acetato, específica para la familia Sessidae, no ha demostrado ser efectivo para atraer adultos de C. foraseminis (Mirelles, 2005). Aunque no existen estudios sobre control ecológico de esta plaga, Navarro y Cabaña (2006) recomiendan liberar entre 100,000 y 500,000 adultos por hectárea de avispas Trichogramma pretiosum (Riley).

Bajo el concepto de un manejo integrado de plagas (MIP), una alternativa es el uso de hongos entomopatógenos los cuales pueden propagarse en la población de insectos, constituyendo un grupo de gran interés para el control de plagas (Vergara, 2004). Aproximadamente el 80% de las enfermedades que atacan los insectos tienen como agente causante un hongo (Badii y Abreu, 2006). Estos presentan mecanismos de invasión únicos, que les permite atravesar la cutícula del insecto, actuando como agentes importantes de control en forma similar a los insecticidas de contacto (Téllez et al., 2009). Se conocen aproximadamente 100 géneros y 700 especies de hongos entomopatógenos, entre los más importantes se encuentran: Metarhizium, Beauveria, Aschersonia, Entomophthora, Zoopthera, Erynia, Eryniopsis, Akanthomyces, Fusarium, Hirsutella, Hymenostilbe, Paecilomyces y Lecanicillium (Monzón, 2001). Debido a la importancia del control ecológico mediante hongos entomopatógenos, el objetivo de este estudio fue evaluar la patogenicidad de aislamientos nativos con potencial para el control ecológico de C. foraseminis o pasador del fruto de cacao.

Materiales y métodos

Origen de los aislamientos

Los aislamientos Paecilomyces sp. y Lecanicillium sp. –denominados respectivamente Grupo de Investigación Ambiente y Vida -Giav-3 y Giav-4– utilizados en este estudio fueron obtenidos de muestras de suelo recolectadas en el municipio de Tibú (8° 39' N y 72° 59' O, a 75 m. s. n. m) departamento de Norte de Santander. Se recolectaron 10 muestras compuestas/ha, a una profundidad entre 10 y 15 cm de profundidad. De cada una de estas muestras se tomaron submuestras de 500 g que fueron conservadas en bolsas plásticas con cierre hermético debidamente identificadas por fecha, sitio y finca de recolección, antes de depositarlas a una temperatura de 4 °C para su transporte y conservación en laboratorio.

Identificación de las cepas

Los aislamientos y la identificación de las cepas de los hongos se realizó en el Laboratorio de Microbiología Aplicada de la Facultad de Ciencias Agrarias y del Ambiente de la Universidad Francisco de Paula Santander. Para el efecto se utilizó el protocolo propuesto por Murcia y Salamanca (2006), con incubación a 28 °C, seguido de propagación en cultivos monospóricos para garantizar la autenticidad y pureza de la muestra.

Una vez se obtuvieron los cultivos puros se hizo la caracterización morfológica y la identificación de los aislamientos, de acuerdo con las características macroscópicas y microscópicas de crecimiento utilizando las claves taxonómicas de Barnet y Hunter (1972) y Samson et al. (1981). Para la caracterización macroscópica se realizaron pases de los cultivos puros del hongo sobre medio agar papa dextrosa (PDA) más Cloranfenicol (1g/lt) y se incubaron a 28 °C. Ocho días después se registraron las características culturales de color de ambas caras de la colonia, borde y textura. Para la caracterización microscópica se utilizó una técnica de cultivo similar a la anterior, no obstante 5 días después se realizó tinción simple con azul de lactofenol y con la ayuda de un microscopio Olimpus binocular (aumento 1000 X) se observó la morfología y disposición de los conidióforos y conidios (Rodríguez y Del Pozo, 2003).

Pruebas de patogenicidad

El inóculo se obtuvo a partir de los aislamientos cultivados sobre PDA e incubados a 28 °C hasta su esporulación. Las suspensiones fúngicas se prepararon con conidios recolectados en la superficie del cultivo, adicionando agua destilada estéril. L as concentraciones conidiales fueron determinadas en una cámara de Neubauer.

Para la prueba de patogenicidad se utilizaron larvas de último estadio de C. foraseminis obtenidas de frutos de cacao infestados que fueron desinfectadas superficialmente según el método usado por García et al. (2008) e inoculadas mediante inmersión en las suspensiones de los aislamientos Giav- 3 y Giav-4 a concentraciones de 106, 107 y 108 conidios/ml. Como testigo se utilizaron larvas tratadas en agua destilada estéril. Las larvas tratadas fueron transferidas a recipientes plásticos que contenían conchas de cacao con tratamiento térmico previo en agua a 100 °C por 30 min y semillas frescas para su alimentación. Las observaciones de mortalidad de larvas se hicieron diariamente durante 12 días. Para confirmar el agente causante, los insectos muertos fueron incubados en placas petri con papel absorbente humedecido en agua destilada estéril.

Se empleó un diseño completamente al azar, con tres repeticiones por tratamiento, consistente en tres concentraciones del inóculo por cada aislamiento, más el control con agua destilada e stéril. L a u nidad e xperimental consistió en cinco larvas, para un total de 15 unidades experimentales por tratamiento. El número de larvas muertas fue registrado mediante observaciones diarias expresadas como porcentajes de mortalidad en el tiempo. Los resultados se sometieron a análisis de varianza y comparación de medias mediante la prueba de diferencia significativa de Tukey, utilizando el paquete de diseños experimentales Statgraphics Centurion XV profesional marca registrada Stat Point, Inc. (2006). La curva sigmoidea de mortalidad se linearizó mediante transformación Probit y se calculó la concentración letal (CL) del 50% (CL50) y 90% (CL90) de la población a través de ecuaciones de regresión (Rodríguez et al., 2006).

Resultados y discusión

Caracterización morfológica de los aislamientos

El aislamiento Giav-3 Paecilomyces sp. en medio PDA más Cloranfenicol (1g/lt), incubado a 28 °C durante 8 días presentó colonias de color rosado-grisáceo, aspecto pulverulento, bordes regulares, (Foto 1A) y reverso incoloro o con tono blancuzco; mientras que el aislamiento Giav-4 Lecanicillium sp. presentó color blancuzco a crema, borde irregular, aspecto algodonoso (Foto 1B) y reverso con pigmentación crema o amarillo-pálido. Estas características concuerdan con las descritas por Rodríguez y Del Pozo (2003) para los hongos entomopatógenos P. fumosoroseus (Wize) Brown y Smith y Verticillium lecanii (Zimm.) Viegas, [= Lecanicillium lecanii (Zimm)] respectivamente. En las observaciones microscópicas realizadas a los 5 días de crecimiento a 28 °C, se observó que el aislamiento Giav-3 presentaba conidióforos erectos, ramificados en el ápice, fiálides ensanchadas en la base adelgazándose en el ápice, conidios en cadena (Foto 1C). Giav-4, por su parte, presentó conidióforos erectos alargados y ramificados, fiálides delgadas y alargadas, conidios alargados solitarios o en parejas (Foto 1D). Las características anteriores coinciden con las descritas por Barnet y Hunter (1972) y Samson et al. (1981) para los géneros Lecanicillium y Paecilomyces.

Patogenicidad

Las concentraciones de los aislamientos se compararon el día 7 después de la inoculación, que coincidió con una mortalidad de larvas > 90% por el primer aislamiento. De acuerdo con lo anterior, el aislamiento Giav-4 el día 7 post-inoculación presentó mortalidades de larvas de 93.33% con una concentración de 108 conidios/ml y de 53.33% cuando la concentración fue de 107 conidios/ml (Figura 1A). Por su parte, el aislamiento Giav-3 para el mismo día post-inoculación presentó 80% de mortalidad de larvas con una concentración de 108 conidios/ml y 46.66% con una concentración 107 conidios/ml (Figura 1B). Los individuos inoculados enfermos presentaban debilidad y desorientación, cambios de color, reducción en la alimentación, y manchas oscuras sobre el tegumento, que corresponden con esporas germinadas del hongo (Badii y Abreu, 2006).

Para el aislado Giav-3 no se encontraron diferencias (P > 0.05) entre la concentración 106 conidios/ml vs. testigo, no obstante los tratamientos 107 y 108 conidios/ml mostraron los mayores índices de mortalidad – 46.66 y 80.00%, respectivamente– que fueron diferentes en relación con el testigo (Cuadro 1). Para el aislamiento Giav-4 se encontraron diferencias (P < 0.05) entre el testigo y los demás tratamientos; el tratamiento 108 conidios/ ml con un promedio de mortalidad de 93.33% fue superior a los tratamientos 106 y 107 conidios/ml (Cuadro 2).

Con ambos aislados se observó una tendencia lineal en los porcentajes de mortalidad de larvas, la cual fue directamente proporcional a las concentraciones del inóculo. Realizada la transformación Probit, la ecuación de la recta para Giav-3 fue: Y = -5.06681 + 0.728983x (R2 = 0.9917) (Figura 2A) y para Giav-4 fue Y = -5.97738 + 0.901844x (R2 = 0.9698) (Figura 2B). Con estas ecuaciones se obtuvieron valores (conidios/ml) de CL50 (1 x 106.95) y CL90 (1 x 108.70) para los aislados Giav-3 y de CL50 (1 x 106.6) y CL90 (1 x 108.04) para Giav-4. Lo cual indica que el aislamiento Giav-4 requirió la menor concentración de inóculo para eliminar 50% y 90% de la población tratada y por tanto presentó mayor efectividad contra las larvas.

Núñez et al. (2008) encontraron que el efecto de mortalidad de L. lecanii sobre el segundo estadío ninfal de Aleurodicus cocois (Curtis) fue mayor que el de P. fumosoroseus y que la mezcla de ambos hongos, lo que corrobora la alta efectividad entomopatógena de V. lecanii. Otras especies de hongos entomopatógenos como M. anisopliae requieren menor concentración de inóculo para eliminar el 50% y 90% de larvas de Tuta absoluta Meyrick (Lepidoptera: Gelechiidae) en tomate, con valores de CL50 y CL90 de 1 x 104.4 y 1 x 107.6 conidios/ml, respectivamente (Rodríguez et al., 2006). Los resultados del presente estudio muestran que en condiciones in vitro los aislados Giav-3 Paecilomyces sp. y Giav-4 Lecanicillium sp. son patogénicos para C. foraseminis, siendo más efectiva la cepa Giav-4.

Estos hallazgos son de importancia para un manejo integrado de la plaga, ya que ambas cepas resultaron ser virulentas a nivel in vitro, lo cual hace que potencialmente puedan ser incluidas como una estrategia de control biológico dentro de un manejo integrado de C. foraseminis; no obstante la efectividad en campo de esta estrategia deberá ser evaluada en posteriores trabajos.

Conclusiones

  • Los aislados nativos Giav-3 Paecilomyces sp. y Giav-4 Lecanicillium sp. resultaron patogénicos para larvas de C. foraseminis de último estadio, en las cuales se observó que, a mayor concentración del hongo más alta es la mortalidad. El aislado Giav-4 Lecanicillium sp. requiere la menor concentración de inóculo para eliminar 50% o 90% de la población tratada, lo que indica su mayor efectividad contra las larvas.

Agradecimientos

Esta investigación se realizó con financiamiento de la propuesta P-2010-0040 convocatoria No 510/10 del Programa Jóvenes Investigadores e Innovadores Colciencias-UFPS para el Grupo de Investigación Ambiente y Vida (GIAV) de la Universidad Francisco de Paula Santander. Los autores agradecen al personal técnico de la Federación Nacional de Cacaoteros (Fedecacao) seccional Norte de Santander, y a la Ingeniera de Producción Biotecnológica, Ariadna Hazel Vergel.

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