Uso de resistencia genética para reducir los niveles de contaminación con micotoxinas en maíz

Las micotoxinas son productos del metabolismo de algunos hongos que afectan al grano de maíz. Una vez ocurrida la contaminación, estos compuestos son de difícil eliminación pudiendo causar intoxicaciones agudas, subagudas o crónicas tanto en humanos como animales alimentados con granos o productos contaminados.

Las evidencias científicas de los efectos de las micotoxinas sobre la salud han llevado a algunos mercados a establecer límites máximos de contaminación en el grano a fin de evitar la exposición de la población y las pérdidas económicas.

La Unión Europea es el grupo de países con legislaciones más severas sobre inocuidad en grano, y esta tendencia se está extendiendo a otros países importadores como China, Pakistán, India, Japón, entre otros. Para acceder a estos mercados, los países exportadores deberán aplicar medidas de morigeración de la contaminación a fin de cumplir con los niveles de exigencia. Parte de la contaminación con micotoxinas ocurre en condiciones de campo debido a podredumbres de espiga que afectan no solo la inocuidad, sino también la calidad física y el rendimiento del grano. Este panorama, refleja la necesidad de adoptar buenas prácticas de manejo para evitar estos problemas y el uso de cultivares menos susceptibles es una de las medidas más eficientes para lograrlo.

Los patógenos fúngicos más importantes como agentes causales de podredumbres de espiga y contaminación con micotoxinas son Fusarium verticillioides, que causa contaminación con fumonisinas y F. graminearum productor de deoxinivalenol y zearalenona, entre otras toxinas. Estas micotoxinas producen efectos carcinogénicos, teratogénicos, mutagénicos, neurotóxicos y/o inmunosupresores. La Food and Drug Administration de Estados Unidos recomienda rangos máximos (gramos/ tonelada = partes por millón o ppm) para granos destinados a forraje de entre 5 y 50 para fumonisinas, 1 y 5 para deoxinivalenol y menos de 0,5 para zearalenona, dependiendo de la especie, la edad y el sexo del animal.

El maíz puede expresar grados variables de resistencia a estas enfermedades que dependen de factores bioquímicos, morfológicos y fisiológicos. El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria realiza en la Estación Experimental Pergamino, desde hace varios años, ensayos en los que se comparan los niveles de resistencia a podredumbres de espiga y acumulación de micotoxinas en los cultivares disponibles. A fin de asegurar altos niveles de severidad de síntomas, los experimentos son inoculados con cada uno de estos patógenos mediante inyecciones de suspensiones conidiales en el canal de los estigmas. La elevada cantidad y tasa de recambio de los híbridos inscriptos dificulta una evaluación en un esquema clásico en que se analiza una matriz rectangular de g genotipos en e ambientes. Con el propósito de evaluar el mayor número de cultivares posible, cada genotipo es evaluado por un período máximo de dos años.

En todos los experimentos se incluye un híbrido experimental susceptible (L4641xL4674) desarrollado por INTA, el cual sirve de patrón de comparación de los cultivares evaluados. En los materiales más resistentes, recomendables para reducir la contaminación en condiciones de epifitia a campo, se realizaron lecturas de concentración de las principales micotoxinas en grano.

En esta comunicación se presentan resultados de las últimas evaluaciones de severidad de síntomas y acumulación de micotoxinas en grano luego de la inoculación con F. graminearum o F. verticillioides (Tabla 1 y 2). La mayoría de los híbridos comerciales expresaron menores niveles de severidad de síntomas en comparación con los del testigo susceptible, lo que pone en evidencia el esfuerzo de los semilleros para la liberación de híbridos menos susceptibles. Se muestran diferencias de severidad de síntomas respecto al testigo susceptible y se comparan las concentraciones de micotoxinas en grano de los híbridos más resistentes (Tablas 3 y 4). Cabe destacar, que el uso de la inoculación artificial permite simular condiciones de epifitia severa, como las que ocurren en algunos años causando pérdidas importantes.

Los datos de ambas tablas pueden ser usados para elegir los cultivares que podrían presentar buen comportamiento aún en estas condiciones, pudiendo ocurrir que en años de epifitia moderada esas diferencias de resistencia no sean observables.

En todos los años se observaron correlaciones positivas y significativas entre la expresión de resistencia a ambos patógenos, lo que confirma observaciones previas respecto a que existe resistencia amplia a Fusarium dando protección para las especies prevalentes en la región. También se observaron correlaciones positivas entre la severidad de síntomas de podredumbres de espiga y la concentración de micotoxinas, lo que indica que la resistencia a la enfermedad resultará en menores niveles de acumulación de toxinas.

Las exigencias crecientes de los mercados respecto a la inocuidad de los granos, indican que debemos anticiparnos al desarrollo y uso de buenas prácticas de manejo que minimicen los niveles de contaminación con micotoxinas. Existen diferentes niveles de resistencia a podredumbres de espiga en los cultivares de maíz, permitiendo la elección de los materiales más resistentes para minimizar los niveles de contaminación con micotoxinas.

Los datos presentados en las tablas de severidad de síntomas y concentración de micotoxinas pueden usarse como criterio para la elección del cultivar. Todos los híbridos evaluados fueron infectados por ambas especies fúngicas y acumularon micotoxinas. Sin embargo, se observaron diferencias en los niveles de concentración de estas sustancias. El uso de los híbridos más resistentes, complementado con la aplicación de buenas prácticas agrícolas, podría disminuir los niveles de contaminación.

El análisis de los datos de los ensayos comparativos de rendimiento y de resistencia a podredumbres de espiga, indican que estos son caracteres independientes, pudiendo existir híbridos resistentes de alto potencial de rendimiento por lo que la elección de cultivares resistentes no implica asumir pérdidas en productividad.

Tabla 1. Reacción a podredumbre de espigas en híbridos de maíz inoculados en el canal de los estigmas con suspensiones conidiales de Fusarium verticillioides y Fusarium graminearum.

Tabla 1 - segunda parte

 
Tabla 1 - tercera parte 

Tabla 1 - cuarta parte 

*: media diferente a la del testigo susceptible inoculado ( P < 0,05)

Tabla 3. Concentración de fumonisina (ppm) en grano de híbridos de maíz inoculados a campo con Fusarium verticillioides.

Letras diferentes indican diferencias entre medias a un nivel de probabilidad de 0,05.

Tabla 4. Concentración de deoxinivalenol y zearalenona (ppb) en grano de híbridos de maíz inoculados a campo con Fusarium graminearum. 

ND: No detectable. Límite de cuantificación para DON: 220 y para ZEA: 400 Letras diferentes indican diferencias entre medias a un nivel de probabilidad de 0,05.