Artículos de Interés Novedades

Controladores de Plagas Microbiológicos

Actualidad y Tendencias

Los plaguicidas químicos son ampliamente conocidos en la industria agropecuaria por su eficiencia contra organismos que afectan al crecimiento cultivos a lo largo y ancho del mundo. Sin embargo, las fuertes evidencias de cómo afectan éstos a la salud humana y al Medio Ambiente, han generado un movimiento importante para encontrar soluciones alternativas para el control de plagas económicamente viables. Es así que surgen los controladores biológicos, o biocontroladores, que son productos o métodos que utilizan organismos que son enemigos naturales de las plagas para controlarlas. En este artículo se ampliará acerca de los biocontroladores microbiológicos, y se elaborará sobre las tendencias tecnológicas actuales.

El uso de controladores biológicos data de épocas antes de cristo, aunque su presencia resurge en la época del 1880 para el biocontrol de moscas y escarabajos en plantaciones de orquídeas(1). Esta tecnología tan antigua ha ganado su lugar en el mundo actual, dado los efectos catastróficos que los plaguicidas químicos han causado en el Medio Ambiente, y en la salud humana. Los biocontroladores al utilizar organismos vivos y/o sus subproductos, evitan la generación de resistencia de las plagas frente a ellos. En particular, los biocontroladores microbiológicos (BCM) utilizan microorganismos que generan mutaciones espontáneas de su ADN durante el crecimiento, lo cual evita que se desarrolle algún tipo de resistencia contra ellos. 

Es por este contexto que, paulatinamente, los productos de biocontrol han ganado presencia en el mercado respecto a los pesticidas químicos. Desde el 2016, el mercado de agentes de biocontrol se ha expandido sustancialmente, dadas las tendencias y conciencia de consumo de alimentos eco-amigables. Se estima que el mercado internacional de agentes de biocontrol supere los USD3.71 billones para el 2023(2).

Existen varios tipos de biocontroladores, que se clasifican según el organismo enemigo de las plagas, y/o el tipo de efecto que éstos tienen sobre las plagas y plantas. En particular, los BCM pueden ejercer su actividad: 1- interactuando directamente con las plantas, induciendo su resistencia o activándolas(3); 2- compitiendo por nutrientes o por otros mecanismos que modulan las condiciones de crecimiento para el patógeno(4); o 3- antagonizando directamente con el patógeno a través de hiperparasitismo o antibiosis(5,6). Ésta última interacción es la más utilizada por los controladores microbiológicos en el mercado, y se muestra en la Figura 1. 

Figura 1. Ejemplo tipo de un control por hiperparasitismo sobre una larva. Como puede observarse, el parásito infecta a la larva, se reproduce dentro de la misma y causa su muerte. Una vez que la larva muere, un número mayor parásitos que el inicial abandona el cadáver de la larva, buscando su nueva presa. Extraído de Ramajuerla, T. (2014)(7).

A su vez, los BCM pueden ser aplicados tanto en campo, como también durante el pretratamiento de semillas e incluso post-cosecha, como se muestra en la Figura 2. Por la facilidad de la aplicación en campo a través de métodos de spray, se estima que este tipo de productos dominará el mercado al 2025(2). 

Figura 2. Métodos de aplicación de BCMs en plantaciones de arroz, a través de: 1) inoculación del suelo, 2) inoculación de semillas y 3) inoculación de la sección vegetativa. Imagen extraída de Law J.W.F. et al (2017)(8).

El futuro 

Se estima que la tecnología que se asentará en el futuro es la de promoción de las defensas propias de las plantas. Esto podría lograrse a través del fortalecimiento de su propia flora microbiana, gracias al monitoreo por métodos de secuenciación modernos y de estudio de proteínas. Este acercamiento puede ser comparable a lo que sucede con un “prebiótico”, ya que al aplicar ciertas sustancias sobre la planta, se puede promover la presencia de ciertos microorganismos sobre su superficie que suprimen a los patógenos que las afectan(9). Otra forma de lograr esto podría ser a través de la aplicación de cepas “de ayuda” para esta población microbiana que vive sobre la superficie de la planta y/o para mantener la viabilidad de los productos que antagonizan directamente con los patógenos(10). 

Estas nuevas tecnologías se visualizan como oportunidades muy interesantes para el desarrollo de nuevos servicios. Aun así, todavía quedan por realizarse más investigaciones en este tema para poder obtener productos económica y técnicamente viables en el mercado.

Bibliografía

1. Caltagirone LE. Landmark examples in classical biological control. Annu Rev Entomol. 1981;26(1):213–32. 

2. Industry A. BioControl Agents Market – Forecast (2020-2025). 2020. 

3. Pieterse CMJ, Zamioudis C, Berendsen RL, Weller DM, Van Wees SCM, Bakker PAHM. Induced systemic resistance by beneficial microbes. Annu Rev Phytopathol. 2014;52. 

4. Spadaro D, Droby S. Development of biocontrol products for postharvest diseases of fruit: the importance of elucidating the mechanisms of action of yeast antagonists. Trends Food Sci Technol. 2016;47:39–49. 

5. Ghorbanpour M, Omidvari M, Abbaszadeh-Dahaji P, Omidvar R, Kariman K. Mechanisms underlying the protective effects of beneficial fungi against plant diseases. Biol Control. 2018;117:147–57. 

6. Raaijmakers JM, Sluis L van der, Bakker PAHM, Schippers B, Koster M, Weisbeek PJ. Utilization of heterologous siderophores and rhizosphere competence of fluorescent Pseudomonas spp. Can J Microbiol. 1995;41(2):126–35. 

7. Ramakuwela T. Development of a new entomopathogenic nematode species, steinernema innovation: biological characterization and mass production. 2014. 

8. Law JW-F, Ser H-L, Khan TM, Chuah L-H, Pusparajah P, Chan K-G, et al. The potential of Streptomyces as biocontrol agents against the rice blast fungus, Magnaporthe oryzae (Pyricularia oryzae). Front Microbiol. 2017;8:3. 

9. Mazzola M, Freilich S. Prospects for biological soilborne disease control: application of indigenous versus synthetic microbiomes. Phytopathology. 2017;107(3):256–63. 

10. Massart S, Martinez-Medina M, Jijakli MH. Biological control in the microbiome era: challenges and opportunities. Biol Control. 2015;89:98–108.