Nueva alternativa para el control biológico de Spodoptera frugiperda en maíz con el hongo endófito Beauveria bassiana

El paradigma de la agricultura sustentable es una tendencia mundial avalada por los cambios científico tecnológicos, sociales y económicos que en forma sostenida han llevado a replantear las prácticas agrícolas tradicionales y obligan a estudiar nuevas estrategias de manejo para resolver el agotamiento de los recursos naturales, la destrucción del ambiente, el excesivo uso de insumos sintéticos y la creciente demanda de alimentos. El control de insectos plaga en los cultivos extensivos no escapa al modelo agroecológico, opuesto al uso excluyente de insecticidas químicos que causan importantes problemas ambientales por la contaminación del suelo y de las napas freáticas, resistencia a los plaguicidas, destrucción de fauna benéfica, resurgencia de plagas y graves riesgos para la salud humana.

Como alternativa al control químico, surgió en la década del 70 el Manejo Integrado de Plagas (MIP), que busca combinar y compatibilizar las distintas técnicas de control: químico, biológico y cultural, con un enfoque multidisciplinario que resulta superador, porque no pretende el exterminio de ningún organismo sino mantener las poblaciones de plagas debajo del umbral de daño económico. Los plaguicidas biológicos son una de las herramientas fundamentales del MIP, ya que no dejan residuos nocivos para el hombre y el ambiente ni generan fenómenos de resistencia en los insectos (Roberts, 1989; Lecuona, 1996). Entre los bioplaguicidas de origen fúngico, el hongo entomopatógeno Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin (Ascomycota: Hypocreales) ha sido el agente de control biológico más utilizado debido a su ubicuidad, fácil manejo, versatilidad para penetrar al hospedante y potencial capacidad insecticida sobre numerosas especies (Humber, 1998; Butt et al., 2001; Lacey et al., 2001; Padín et al., 2002; Dal Bello et al., 2006).

Actualmente se produce, formula y comercializa en varios países para el control de numerosos insectos plaga. La infección fúngica en el cuerpo del insecto, origina disturbios a nivel digestivo, nervioso, muscular, respiratorio, excretorio, entre otras afecciones; es decir el insecto se enferma, deja de alimentarse y posteriormente muere en un lapso de tres a cinco días. En el hemocele, B. bassiana produce metabolitos tóxicos de bajo peso molecular que anulan las defensas del insecto y poseen actividad insecticida. Las micotoxinas más conocidas son Bovericina, Enniatinas, Isarolide, Basianolide y Oosporeina (Zizka & Weiser, 1993; Gupta et al., 1995; Castlebury et al., 1999).

El maíz, Zea mays Familia Gramineae, tribu Maydeas, junto con el trigo y el arroz constituyen la base alimentaria de la mayor parte de los pueblos del mundo. La especie es originaria de México y fue seleccionada por los antiguos mexicanos, miles de años antes del pueblo azteca, a partir de una planta silvestre llamada teocintle. El maíz domesticado se distribuyó de las zonas montañosas de México, a las tierras bajas y desde ahí a los demás países (Caballero-Mellado, 2008).

El cultivo del maíz ocupa un lugar preponderante dentro de los sistemas de producción agrícola de Argentina, sólo superado por la soja (Ghida Daza, 2013). Sin embargo, el rendimiento de este cereal es reducido por el ataque de numerosos insectos plaga, incluyendo entre los más destructivos a Spodoptera frugiperda J.E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae), conocida comúnmente como "cogollero del maíz" u "oruga militar tardía" (Lezama Gutiérrez et al., 2001) (Fig. 1). La plaga ha tenido una creciente incidencia en maíces de la región pampeana y es la más importante del NOA y el NEA requiriendo hasta tres aplicaciones de insecticidas para controlarla (Willink et al., 1990; Willink et al., 1991). En el norte santafesino se presenta una situación similar y según ensayos a campo la permanencia de la plaga durante todo el ciclo vegetativo, produjo pérdidas de rendimiento del 19 al 21 % (Sosa, 2005), acentuándose el daño a medida que se atrasa la siembra.

El maíz es afectado durante todos sus estados fenológicos, sin embargo, las larvas prefieren las plantas más jóvenes (Murúa et al., 2006). Willink et al., (1993) determinaron que, para un mismo lugar y una misma fecha de evaluación, cultivos con plantas de 14 hojas presentaban un 2 % de sus plantas atacadas, mientras que las plantas de ocho o menos hojas tenían un 96 % de infestación. Las larvas son activas de noche y de día, atacan a la planta de maíz actuando como cortadoras, defoliadoras y cogolleras según el estado fenológico del cultivo, causando daños directos cuando se alimentan de los granos de la espiga. Desde el nacimiento hasta la cuarta hoja, la planta puede ser cortada cerca del suelo o bien defoliada parcial o totalmente y cuando se afecta el meristema apical la planta muere (Willink et al., 1993). En sus últimos estadios, el gusano se alimenta de las hojas enrolladas del cogollo, donde produce perforaciones transversales que debilitan y quiebran las hojas, reduciéndose así su capacidad fotosintética. El daño realizado en los estigmas reduce la polinización y disminuye los granos por espiga. Las larvas también se alimentan de las hojas durante la floración y el llenado de granos, influyendo sobre el rendimiento final que está correlacionado directamente con el área foliar.

Las estrategias convencionales de manejo incluyen el control químico y el uso de maíces transgénicos: plantas modificadas genéticamente que expresan la endotoxina insecticida de Bacillus thuringiensis (Bt). La aplicación exagerada e inadecuada de plaguicidas eleva los costos de producción, altera las poblaciones de enemigos naturales, contamina el ambiente y crea resistencia del insecto a estos productos. Los híbridos transgénicos Bt implican una larga exposición de la plaga a la toxina que es producida durante todo el ciclo vegetativo, lo que facilita la selección de individuos resistentes (Casmuz et al., 2010). Estudios realizados comparando sistemas de labranza, encontraron que el cogollero tuvo menor incidencia en siembra directa que en convencional, atribuyendo este hecho a una mayor presencia de enemigos naturales en el suelo protegido de la siembra directa (Willink et al., 1994, Willink & Osores, 1994).

Actualmente, se conocen diferentes especies de microorganismos entomopatógenos con potencialidad para ser usados en un programa integrado de lucha contra S. frugiperda, entre los cuales se incluyen hongos, virus, protozoarios y nemátodos. Dentro de los agentes de control biológico, se destacan especies fúngicas como Nomuraearileyi, Isariafumosorosea (= Paecilomycesfumosoroseus) y B. bassiana, cuya eficacia ha sido avalada por el conjunto de resultados obtenidos (Gadner & Fuxa, 1980; Maniania & Fargues, 1985; Lezama Gutiérrez et al., 1996; Lezama Gutiérrez et al., 2001; Villamizar et al., 2004; Vega-Aquino et al., 2010). La información disponible sobre el empleo de hongos entomopatógenos de S. frugiperda, a los efectos de complementar el control genético, cultural y químico es escasa en la Argentina, justificando comenzar a investigar esa rama del biocontrol que bien puede representar una solución duradera y efectiva, amigable con el ambiente y altamente específica hacia su hospedante (Garcia et al. 2002). Los organismos endófitos, particularmente los hongos, han recibido una creciente atención en los años recientes. Este grupo de microorganismos vive asintomáticamente dentro de tejidos vegetales sanos, y ha mostrado poseer un gran potencial agronómico en áreas como la sanidad vegetal. Por ejemplo, ya se comercializan semillas que están infectadas con hongos endófitos, los cuales le proveen a la planta mayor resistencia contra herbívoros y así disminuyen la demanda de insecticidas (Gamboa-Gaitán, 2006).

Existen numerosos antecedentes que demuestran la posibilidad de establecer artificialmente a B. bassiana como endosimbionte saprófito, protegiendo a las plantas de insectos barrenadores y masticadores (Leckie, 2002; Ownley et al., 2004; Rehner et al.,
2006; Akello et al., 2008; Reddy et al., 2009; Posada et al., 2010). También en maíz es conocida la colonización endofítica de B. bassiana a través de los vasos del xilema, confiriéndole a la planta una defensa natural frente al ataque de insectos (Wagner &
Lewis, 2000; Arnold & Lewis, 2005).

Los resultados sugieren que esta novedosa metodología podría utilizarse para el manejo de insectos plaga de los cultivos en programas de manejo integrado de plagas.

Considerando los antecedentes mencionados, el presente trabajo final se propuso investigar la capacidad insecticida de B. bassiana en plantas de maíz no Bt para el manejo integrado de S. frugiperda, con dosis letales y subletales de un insecticida con bajo impacto ambiental como el clorpirifós. Estudios realizados de las propiedades de este principio activo, demostraron que su índice de impacto en aguas subterráneas, aguas superficiales y aire es muy bajo, extremadamente bajo y moderado, respectivamente, mientras que el riesgo toxicológico agudo e impacto global es muy bajo (Menapace et al., 2015).

Se planteó como objetivo general:

Objetivos particulares:

Se postuló como Hipótesis, la siguiente: “Las cepas nativas del hongo entomopatógeno B. bassiana actúan como agentes de control biológico de S. frugiperda en plantas de maíz”.