Hongos fitopatógenos, enemigos infiltrados (Capitulo 5. Control biológico de hongos fitopatógenos)

Con las sandías casi cortadas y las auditorias superadas puedo retomar mi serie sobre los hongos donde la dejé hace unas semanas, y  –si no recuerdo mal– tocaba hablar del control biológico de hongos fitopatógenos. No es una fantasía; el control biológico de fitopatógenos  –igual que el de insectos– ocurre de forma habitual en todos los ecosistemas naturales –pues de otra forma las plantas hace millones de años que se hubieran extinguido víctimas de las enfermedades–, pero sus bases teóricas son mucho menos intuitivas que las del control biológico de insectos. Podemos entender con relativa facilidad que los insectos que consideramos plaga pueden ser devorados y parasitados por otros insectos, o infectados por microorganismos que les producen enfermedades; pero resulta más difícil entender (y explicar) el complejo laberinto de relaciones entre hongos, bacterias, protistas y otros miembros de un mundo microscópico que nuestros ojos no son capaces de percibir… No queda otra que empezar por el principio, así que antes de hablar de herramientas concretas habrá que explicar unos cuantos conceptos generales.

Para que se produzca una enfermedad infecciosa en nuestro cultivo se han de dar simultáneamente tres factores: Un agente fitopatógeno –un hongo en el caso que nos ocupa–, una planta huésped susceptible y unas condiciones ambientales que permitan  la infección; en fitopatología a esta triada se la denomina triangulo de la enfermedad. La combinación de estos tres factores determina que aparezca la enfermedad en una planta, pero para que se extienda a otras y alcance el grado de epifitia –que es como se denomina a una epidemia vegetal– será necesario que trascurra un periodo de tiempo; si incluimos el factor temporal en el triangulo de la enfermedad tenemos lo que los fitopatólogos llaman pirámide de la enfermedad –representado esquemáticamente en la primera imagen–; y pensándolo detenidamente resulta tan lógico que, aunque nunca haya oído hablar de ella, cualquier buen agricultor utiliza sin conocerlo este modelo al combatir las enfermedades fúngicas de sus cultivos, actuando simultáneamente sobre los cuatro vértices de la pirámide[1].

Pero desde el punto de vista agroecológico, en este modelo falta un factor fundamental, que no es otro que los denominados microorganismos antagonistas; estos antagonistas alteran el desarrollo teórico de la enfermedad actuando sobre uno o varios de los vértices de la pirámide. Algunos de estos antagonistas son especialmente eficaces a la hora de controlar un patógeno en concreto –tanto que se han logrado desarrollar productos comerciales a partir de ellos– hablándose entonces de agentes de control biológico de fitopatógenos. Estableciendo un paralelismo entre el control biológico de hongos y el de insectos, el conjunto de microorganismos  antagonistas equivaldría a la fauna auxiliar, mientras que los agentes de control biológico equivaldrían a los organismos de control biológico (OCBs). Profundizando en su comportamiento –gracias, por ejemplo, a esta revisión de la American Phytopathological Society–, se ve que la relación entre antagonistas y fitopatógenos puede ser más o menos estrecha. A veces se da un antagonismo directo, un auténtico “cuerpo a cuerpo” donde el control deriva de que el agente se alimenta del fitopatógeno, fenómeno que se conoce como micoparasitismo. Se trata de parásitos que se alimentan de sus presas rodeándolos o invadiéndolos con sus hifas; de este tipo son algunos de los más famosos agentes de control biológico de hongos en hortícolas: las Trichoderma –generalistas capaces de devorar a muchas especies de hongos– y el Ampelomyces quisqualis –específico de oídios–. Otro mecanismo de este tipo que –por ahora– no se ha detectado en enfermedades de hortícolas es la hipovirulencia, que consiste en un descenso brusco de la capacidad de algunos hongos fitopatógenos para infectar a su huésped cuando a su vez han sido infectados por un hipovirus (un grupo de virus que infectan hongos y que se transmiten durante la reproducción sexual)[2] En otras ocasiones la relación entre agente y patógeno no es tan estrecha –pues no hay contacto directo entre ambos–, aunque el control llega a ser igual de eficaz; en estos casos el agente de control biológico sintetiza y emite al medio sustancias tóxicas para el fitopatógeno, hablándose entonces de antagonismo mediado por antibiosis. A pesar de este nombre las “armas químicas” que fabrican estos agentes no son solo antibióticos; la muerte del fitopatógeno puede deberse también a enzimas (quitinasas, proteasas o gluconasas) o incluso a subproductos metabólicos muy simples (amonio, dióxido de carbono, ácido cianhídrico) La mayoría de los agentes de control biológico que causan antibiosis son bacterias (el famoso grupo de Bacillus subtilis –B.subtilis, B. amyloliquefaciens y B. velezencis[3]–, el B. cereus, la Pseudomonas chlororaphis o varias especies del género Lysobacter), aunque también algunas especies de Trichoderma tienen la capacidad de hacerlo. Sin embargo, lo cierto es que la mayor parte de los microorganismos antagonistas tienen un efecto indirecto sobre las poblaciones de hongos fitopatógenos, hablándose entonces de antagonismo indirecto. La competencia por algún recurso (nutrientes, oxígeno, espacio o puntos de infección) puede parecer un efecto menor –y quizás lo sea si hablamos de enfermedades de la parte aérea–, pero es fundamental en enfermedades de suelo; de hecho, cuando se hace agricultura ecológica –y se hace bien– los problemas con hongos de suelo son raros, pues el aporte de materia orgánica y la ausencia de química en el suelo promueven la aparición de altas poblaciones de microorganismos saprófitos que frenan las poblaciones de patógenos, bien porque agotan los recursos, bien porque producen metabolitos que promueven la fungistasis –que no es otra cosa que la inhibición de la germinación de las estructuras de resistencia de los fitopatógenos–. Algunos también pueden actuar como elicitores, promoviendo la inducción de resistencias en la planta huésped, efecto que se ha comprobado para  algunas rizobacterias y especies de Trichoderma. Muchos antagonistan combinan varios de estos mecanismos simultáneamente.

Pero –como pasa con los insectos– una cosa es que exista el control biológico natural y otra muy distinta lograr en la práctica controlar las enfermedades de un cultivo con estas técnicas… Para empezar, del mismo modo que no todos los ácaros o chinches depredadores son igual de hábiles para controlar una plaga, no todos los agentes son igual de eficaces contra un patógeno en concreto. Además hay que contar con las diferencias intraespecíficas, pues dos cepas de una misma especie pueden mostrar grandísimas diferencias de eficacia a la hora de controlar la misma enfermedad. No tener en cuenta la cepa puede generar grandes expectativas que acaban en enormes chascos; por ejemplo, una determinada cepa de Bacillus subtilis puede mostrar eficacia contra Botrytis cinerea y ser casi inocua para los oídios, mientras que otra cepa del mismo B. subtilis puede ser eficacísima para cenizas y hacer poca cosa contra podredumbres. Así son las cosas con la biología: cuanto más pequeño es el bicho, mas complicado… Otro asunto es la integración de los agentes de control biológico en programas de Control Integrado –es decir, su utilización conjunta o alterna con fungicidas químicos o extractos–; a fin de cuentas los agentes son hongos o bacterias, y son afectados por determinadas materias activas. En definitiva, cada formulado comercial a base de agentes de control biológico de hongos ha de ser estudiado por separado, analizando su espectro de acción y su compatibilidad con fungicidas, lo que resulta una tarea titánica que ralentiza y dificulta su integración en los programas de protección de cultivos. Por si fuera poco, la legislación europea equipara microorganismos y materias activas, así que los productos fungicidas a base de agentes de control biológico han de incluirse en el mismo registro que los fungicidas tradicionales; antes de poner un fungicida biológico en el mercado, el fabricante ha de enfrentarse a un costosísimo estudio y un tedioso proceso burocrático. Estas dificultades han ralentizado enormemente el desarrollo de estos productos en España; algunos se abren camino aprovechando los huecos legales que deja la legislación española sobre OMDFs (calificando erróneamente al fungicida biológico como fitofortificante)[4], pero unos pocos llegan al Registro de Fitosanitarios del MAGRAMA –que es donde deben de estar–. Sin poner en duda la efectividad del resto de productos –algunos de los cuales incluso tienen Registro Europeo y están incluidos en el Anexo I– y deseando e implorando que se agilice y abarate el proceso de registro, centraré el resto del post en los agentes biológicos en los que se basan los productos registrados en España como fitosanitarios. Lo siento si molesto a alguien, pero por algún sitio hay que cortar…

Sin duda los antagonistas más conocidos entre los plásticos de Almería son los hongos del género Trichoderma, que pasaron de estar muy de moda hace unos años a ser tachados de inútiles en los corrillos del campo. Trichoderma es un ascomiceto que vive en el suelo y actúa como parásito externo; como podéis ver en la cuarta imagen, rodea con sus hifas las hifas de otros hongos, desarrolla apresorios con los que degrada enzimáticamente la pared celular de su presa y absorbe el interior por los agujeros –vamos, un auténtico vampiro–. Pero su fama como agente de control biológico se debe a que reúne otras características; como podéis ver en esta revisión sobre el género, las cepas utilizadas en control biológico combinan la agresividad del depredador con una alta capacidad reproductiva, resistencia a condiciones adversas, eficacia aprovechando los nutrientes, acidifican el pH de la rizosfera, pueden promover fungiestasis, producir antibiosis e inducir resistencias en la planta; y además comen casi de todo ¡Unas máquinas! Entonces… ¿Por qué no han triunfado en Almería? En mi opinión la razón fundamental es la escasez de materia orgánica en los suelos de nuestros invernaderos; la actividad de Trichoderma depende mucho de la fracción orgánica del suelo, tanto es así que el fabricante de uno de los productos más utilizados (TUSAL de Certis) recomienda en su web hacer enmiendas si el suelo tiene menos de un 1% de materia orgánica antes de aplicar su Trichoderma… Y no vale con echar unos ácidos húmicos; vamos, que hay que estercolar si queremos que funcionen. Si se quiere hacer control biológico el suelo tiene que estar vivo; es lo que hay.

Otro agente de control biológico del que se hablado mucho es Ampelomyces quisqualis. Se trata de otro ascomiceto, esta vez de costumbres aéreas, endoparásito y especifico de oídios. Cuando sus esporas alcanzan los micelios de las cenizas, germinan, penetran en el interior de las hifas y desarrollan el fino micelio que podéis ver teñido de azul en la quinta imagen. Cuando el parásito ha colonizado el micelio de su presa, desarrolla picnidios internos en los conidióforos del oídio –que generan nuevas esporas– y al llegar el invierno le sirven de estructura de resistencia. A simple vista, cuando una mancha de ceniza está parasitada por Ampelomyces adquiere un tono marrón en su parte central (aquí podéis ver una foto) Apenas he trabajado con este hongo, pero algunos compañeros en los que confió plenamente me dicen que es bastante eficaz si se sigue una estrategia preventiva, se realiza una buena aplicación y se prepara el producto siguiendo las recomendaciones del fabricante. Pero el mayor problema de Ampelomyces quisqualis son las mezclas, es decir, su integración con otros fungicidas; y no solo le afectan en el tanque de mezclas, sino también en el cultivo. Como en el caso de los insectos auxiliares, las materias activas que se apliquen una vez instalado Ampelomyces en el cultivo también pueden matarle… Me consta que el fabricante del producto (AQ10. Agrichem Bio) ha realizado muchos ensayos sobre este tema y que suministra a los técnicos de sus distribuidores mucha información al respecto; así que a preguntar tocan.

Pero si hay un agente de control biológico del que se habla ahora mismo en Almería es del Bacillus subtilis  cepa QST 713, es decir, del SERENADE MAX; a fin de cuentas que toda una multinacional como Bayer se lance con un fungicida biológico no pasa todos los días. Con el nombre de Bacillus subtilis se conoce a un grupo de bacterias con características muy similares, que incluye varias especies y multitud de cepas con múltiples aplicaciones. La cepa QST 713 se conoce desde hace décadas y se utiliza como fungicida por su habilidad para fabricar grandes cantidades de compuestos antibióticos –algunos de ellos con actividad bactericida– además sintetiza inductores de defensas y promotores del crecimiento vegetal; así que combina mecanismos de antibiosis y de inducción de defensas. El lanzamiento comercial del SERENADE –contra Botrytis en berenjena, pimiento y tomate y contra Pseudomonas en tomate– ha generado grandes expectativas; no en vano salimos de un invierno complicadísimo con esas dos enfermedades. Los primeros comentarios hablan de eficacias muy decentes y una compatibilidad más que aceptable con fungicidas químicos. El invierno que viene veremos qué tal se porta…

Como podéis ver no hay aún demasiadas herramientas biológicas de control de hongos fitopatógenos en el mercado, pero es cierto que la investigación avanza a marchas forzadas; las grandes multinaciones de la protección de cultivos han puesto sus ojos en este negocio, y ya se sabe lo que pasa cuando entran en el juego las grandes corporaciones. Bayer, Syngenta y Monsanto ya han comprado empresas dedicadas en exclusiva a este negocio de los fitosanitarios microbiológicos y están moviendo ficha. Tengo una pequeña apuesta con un compañero técnico a cuenta de cuánto tardaremos en hacer control biológico de hongos bajo los plásticos de Almería; yo digo que más de quince años y él que menos de diez. Veremos quién acaba pagando la cena…   

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[1] Por ejemplo, a la hora de controlar el mildiu del pepino procuramos no plantar demasiado espeso (actuamos sobre el huésped), ventilar el invernadero (actuamos sobre el ambiente) y tratar con fungicidas preventivos (actuamos sobre el fitopatógeno) de forma periódica (actuamos sobre el tiempo)

[2] El único caso conocido de hipovirulencia es el de Cryphonectria parasitica, un ascomiceto que causa el chancro del castaño, considerado una de las peores plagas de este cultivo. En el siglo XIX esta enfermedad era considerada en Norteamérica como un problema menor, pues las infecciones raramente acababan con la muerte del árbol. Sin embargo a principios del siglo XX se introdujo accidentalmente una cepa del hongo –originaria de Japón– que se mostró especialmente virulenta con los castaños americanos, hasta el punto que para 1940 amenazaba con acabar con todos los castañares de Estados Unidos. Las investigaciones demostraron que el origen del problema estaba en que la cepa japonesa no era compatible para la reproducción sexual con las cepas americanas de Cryphonectria parasitica, de forma que –al no poderse infectar con los hipovirus que portaban estas– su virulencia no se reducía. Actualmente la investigación para controlar esta enfermedad se basa en estos hipovirus, y ya se han obtenido éxitos importantes en algunas zonas. 

[3] Desde luego, la taxonomía de las bacterias es una pesadilla donde solo los expertos medio se aclaran… El caso es que en el 2005 científicos granadinos presentaban Bacillus velezensis como una nueva especie (ver aquí), pero desde Taiwan otro equipo de bacteriólogos les replicó en el 2007 con este artículo (ver aquí) donde consideraban a la bacteria malagueña como perteneciente a la especie B. amyloliquefaciens; esta última opinión ha hecho fortuna entre la comunidad científica, que ahora considera ambos nombres como sinónimos. Sin embargo muchísimos medios de comunicación españoles siguen hablando de B. velezensis como una especie diferente, ya que se publicitó ampliamente desde medios oficiales como un gran logro de la investigación andaluza. Eso sí, que quede claro que el hecho de que no se considere una nueva especie no desmerece el mérito del equipo de la Universidad de Granada; su trabajo tenía nivel para publicarse en la International Journal Of Systematic And Evolutionary Microbiology –la revista de referencia en lo que a taxonomía bacteriana se refiere–, y eso no es algo que pueda decir cualquiera…

[4] Que son las siglas de “Otros Medios de Defensa Fitosanitaria”. Bajo este concepto se engloban todos los medios de control de plagas y enfermedades que no pueden incluirse en la definición oficial de Producto Fitosanitario, que establece la Ley 43/2002 de sanidad vegetal. Entre ellos tenemos las rizobacterias y micorrizas, las trampas de captura, los semioquímicos alimenticios y feromonas, y los famosos fitofortificantes. Según la propia AEFA (Asociación Española de Fabricantes de Agronutrientes) los fitofortificantes –y cito textualmente– “son productos que pueden favorecer que los cultivos desarrollen vigor o tolerancia frente a patógenos o a condiciones ambientales adversas”. Sinceramente, no veo como un micoparásito o un microorganismo que causa antibiosis pueden encajar en esa definición…