Control biotecnológico de bacterias en tomate

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. 17 de noviembre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El tomate es uno de los principales cultivos de México. De acuerdo con la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), las exportaciones de tomate en 2014 ascendieron a 20 mil millones de pesos.

Uno de los principales retos que enfrentan los agricultores son las bacterias que afectan los cultivos de tomate. Ante este contexto, la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) desarrolla un proyecto para generar un producto biotecnológico para control de bacterias de tomate, utilizando plantas del desierto, y es dirigido por el doctor Francisco Daniel Hernández Castillo, profesor investigador del Departamento de Parasitología de la UAAAN y nivel I en el Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

M.C. Roberto Arredondo Valdés.En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el maestro en ciencias Roberto Arredondo Valdés, colaborador del proyecto y estudiante del doctorado en parasitología agrícola de la UAAAN, detalla las características de este proyecto y su potencial.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es un producto biotecnológico?

Roberto Arredondo Valdés (RAV): Podemos decir que es el desarrollo de un bien o un producto a partir de organismos o seres vivos para mejorar un servicio o proceso.

AIC: ¿Cuál es su importancia científico tecnológica?

RAV: Actualmente, en el sector agronómico se vive una tendencia por productos amigables con el ambiente, es decir, más nobles con su degradación y sin presentar efectos secundarios, como en el empleo de los productos químicos que forman parte de la práctica tradicional en control de plagas en los cultivos, buscando así que el consumidor obtenga un producto de buena calidad sin depender de productos químicos y los efectos secundarios que puedan llegar a ocasionar.

AIC: ¿En qué consiste el proyecto de producto biotecnológico para control biológico de bacterias de tomate?

RAV: El cultivo de tomate es un producto muy importante para México, cerca de 80 por ciento del producto se exporta, principalmente a los Estados Unidos. Sin embargo, si tiene manchas o marcas ocasionadas por bacterias se afecta la calidad del fruto y con esto se afecta el consumo y la economía. Actualmente, en el cultivo de tomate se trabajan muchos agroquímicos para el control de bacterias; no obstante, para un control de bacterias se tienen que hacer varias cosas, desde rotación del cultivo, hasta control químico y biológico.

En el proyecto, nos enfocamos principalmente en extractos vegetales a base de metabólicos secundarios de diferentes plantas del desierto. Esto con la finalidad de poder controlar las enfermedades o infecciones bacterianas a través de los fitoquímicos de las plantas. Existen diferentes bases de compuestos en las plantas que son dóciles al ambiente y pueden controlar el crecimiento de bacterias en el cultivo.

Por otro lado, existen microorganismos benéficos que ayudan con el control y estimulación de crecimiento de las plantas, la investigación también se apoya de extractos de los metabolitos de cepas de Bacillus spp. y Trichoderma para la estimulación de crecimiento de las plantas y con ello no solo permitir que la planta se defienda frente a las bacterias, sino que se obtenga un producto de calidad, debido a que, en ocasiones, las fitobacterias que se llegan a presentar en el cultivo de tomate pueden ocasionar pérdidas totales al agricultor o un gran porcentaje.

Fuente: Sagarpa.La ventaja de estos productos es que los podemos utilizar de manera preventiva o para detener la enfermedad, que el productor no tenga gran pérdida económica y no baje la calidad ni el precio del producto.

AIC: ¿Con qué plantas trabajan y cómo ejecutan el proyecto?

RAV: Como estamos en la región norte del país, estamos trabajando con plantas del desierto y semidesierto, la investigación se basa principalmente en el uso de Larrea tridentata (gobernadora), Jatropha dioica (sangre de drago), Agave lechuguilla (lechuguilla), Lippia graveolens (orégano) o desechos secundarios como el ruezno de Carya illinoinensis (nogal). Esto para poder utilizar productos secundarios o desecho de una industria para una nueva aplicación.

Inicialmente se aislaron las bacterias patógenas presentes en el cultivo de tomate, confirmadas por identificación molecular en especie, detectando Clavibacter michiganensis, Xanthomonas vesicatoria, Pseudomonas syringae, Ralstonia solanacearum, Agrobacterium tumefaciens, como primera etapa del proyecto.

La segunda etapa consistió en búsqueda bibliográfica de las plantas del semidesierto con actividades para control de hongos, virus y bacterias. Tomando la decisión de enfocarnos y darles un uso en dos tipos de extractos, con agua y etanol, amigables con el medio ambiente y por sus ventajas contra solventes más polares.

Se realizó una búsqueda de las regiones dentro del estado de Coahuila en donde se encontraran las plantas, se encontraron en diversos lugares de la región como Parras, Huachichil y General Cepeda, después de eso las muestras se limpiaron en el Departamento de Parasitología de la UAAAN, para ser llevadas a desecación y así quitar la humedad que presentaran, se realizó una maceración de la planta para obtener un polvo fino y se tamizó para homogeneizar la partícula, se hicieron extracciones mediante agitación en agua o alcohol durante tres días y se concentraron los productos por rotavapor; se obtuvieron tanto productos líquidos y en polvo.

Los polvos y los líquidos se probaron como en una confrontación de cinco bacterias contra 36 tratamientos por la técnica de microdilución en placa, permitiéndonos analizar la actividad antagónica y agónica que presentaban las bacterias ante los extractos en 12 concentraciones, con resultados positivos a la inhibición bacteriana.

En la tercera etapa, se llevó a cabo la identificación de los compuestos fitoquímicos de los extractos empleados, así como la detección por infrarrojo o cromatografía de gases de los compuestos.

Actualmente, está en desarrollo la etapa cuatro, en donde se probará el bioformulado de la mejor mezcla de plantas con metabolitos de Bacillus y Trichoderma frente a las bacterias fitopatógenas in vivo a nivel invernadero, analizando el funcionamiento del bioformulado, esperando resultados positivos al control bacteriano.

AIC: ¿Qué resultados existen hasta el momento?

RAV: En el proyecto del producto biotecnológico que desarrollamos, inicialmente, su hipótesis maneja extractos de plantas, extractos de metabolitos secundarios de Bacillus y metabolitos de Trichoderma. Cabe mencionar que los efectos in vitro de Trichoderma no presentaron control frente a las bacterias fitopatógenas; sin embargo, extractos de plantas y los metabolitos de Bacillus presentaron buenas concentraciones de inhibición, unas hasta del 100 por ciento.

Podemos comentar que algunas plantas del semidesierto presentaron inhibición del 100 por ciento a partir de 12 partes por millón y otros productos hasta de 600 partes por millón. Actualmente, en el mercado, los productos agroquímicos algunos parten de mil partes por millón. En la investigación, se muestra que en su mayoría todas las plantas del estudio tienen resultados positivos para el control fitopatógeno en cultivo de tomate, unas en mayor o menor proporción que las otras; por otro lado, los metabolitos presentes fueron variables entre una planta y la otra, por lo que para desarrollar el bioformulado se depende de una serie de combinaciones para buscar el conjunto ideal para el control de estas bacterias.

AIC: ¿Cuál es el futuro de la investigación, tiene otras aplicaciones potenciales?

RAV: Vamos a concluir con la última etapa, consiste en pruebas de invernadero y evaluar la eficacia de este producto. La idea es que estos productos, aunque no somos los únicos en desarrollarlos, estamos dejando nuestro granito de arena respecto a lo que México está haciendo gracias a su diversidad de plantas. Además, el futuro es muy importante porque hemos visto que no solo son para control bacteriano, pueden ser para control de hongos y no solo en cultivos de tomate, ya que estas bacterias también son hospederas en otras plantas. Por ejemplo, se pueden emplear en otros frutos o vegetales, como en papa, y así podríamos ampliar la investigación de estos productos a otros cultivos o control de hongos en cultivos como fresa y pino.

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