Utilización de hongos antagonistas nativos para el control biológico del moho blanco causado por Sclerotinia sclerotiorum en poroto y hortalizas en el noroeste argentino

Abstract

La producción de poroto representa una importante actividad agrícola. Uno de los problemas sanitarios más complejos es provocado por Sclerotinia sclerotiorum. El objetivo de la presente tesis fue utilizar hongos nativos para el control del moho blanco. En zonas productoras de las provincias de Tucumán, Salta y Catamarca y en los mercados hortícolas de San Miguel de Tucumán se obtuvieron 27 aislamientos del género Sclerotinia de 12 hospedantes distintos de los cuales, 26 presentaron características de la especie S. sclerotiorum y 1 de la especie S. minor. Se estudió la capacidad de los mismos para la producción de esclerocios y su germinación carpogénica, las cuales estuvieron condicionadas por las temperaturas y por los sustratos evaluados. Las cepas que se destacaron por la mayor producción de esclerocios fueron LAS11 y LUL1S07. Esto permitió la selección de la cepa LAS11 para ser utilizada en posteriores ensayos al considerar su capacidad para producir esclerocios como un factor de virulencia relevante. Empleando la técnica del esclerocio trampa se obtuvieron 59 aislamientos y de esclerocios colectados 3 aislamientos de posibles antagonistas, todos con características propias del género Trichoderma, de los cuales, se identificaron 11 en 3 especies diferentes. Dichas cepas, aisladas de diferentes zonas de muestreo pertenecieron en su mayoría a especies de la sección Trichoderma clado Viride. En ensayos en laboratorio se determinó la dinámica de crecimiento de los antagonistas, la producción de enzimas y la inhibición sobre LAS11 en confrontación directa y mediante la emisión de metabolitos volátiles y difusibles. Realizando una caracterización conjunta, se agruparon los Trichoderma de acuerdo a sus características predominantes como agentes de control biológico de LAS11 a escala laboratorio. De esta forma, las cepas TPT02, TPT03, MRT35, MRT37, MRT40 y LULT44 fueron seleccionadas para ser evaluadas en ensayos in vivo. En cámara de cría, los antagonistas fueron capaces de degradar, reducir la viabilidad y colonizar esclerocios de LAS11. La mayor reducción de viabilidad fue ejercida por TPT03 (T. afroharzianum) tanto en suelos esterilizados como no esterilizado en 90% y 77% respectivamente. Los Trichoderma también mostraron capacidad para reducir la mortalidad de plántulas de lechuga de la variedad Grand Rapids frente a LAS11, diferenciándose significativamente del testigo (80% de mortalidad) pero no entre ellas (37 a 55% de mortalidad). Las cepas MRT35, MRT40, TPT02 y TPT03 fueron seleccionadas para su multiplicación y posterior evaluación en parcelas experimentales. La producción artesanal por fermentación en sustrato sólido de esporas de Trichoderma fue más eficiente empleando arroz como sustrato, generando abundante biomasa de conidios a los 10 día de incubación. El bagazo enriquecido con solución de melaza al 10% puede ser considerado como una alternativa de importancia ya que presenta una producción de esporas relevante y tiene un costo bajo por estar compuesto por subproductos de la industria en la región. En los ensayos en parcelas experimentales de poroto en la localidad de El Naranjo (Rosario de la Frontera, Salta) y en la localidad de Pichanal (Orán, Salta) en las campañas 2015 y 2016, los resultados obtenidos dependieron de las condiciones ambientales registradas. En El Naranjo, el tratamiento biológico con la cepa TPT03 se destacó presentando un 20% de incidencia en 2015 y 23% en 2016 (testigo 28% en 2015 y 68% en 2016). El rendimiento medio de las parcelas tratadas con las cepas TPT03 (1773,88 g), ix MRT40 (1649,80 g) y el control químico (1568,20 g) fue significativamente superior a los demás (testigo 1332,98 g). En Pichanal (Orán), en 2015, el tratamiento con la cepa TPT03 se destacó con 14% de incidencia mientras que en 2016 no hubo diferencias entre los tratamientos (testigo 25% en 2015 y 13% en 2016). El rendimiento medio de las parcelas tratadas con el control químico (1934,03 g) y las cepas MRT35 (1739,00 g), TPT03 (1718,93 g) y TPT02 (1691,03 g) fue significativamente superior a los demás (testigo 1404,85 g). Mediante PCR en tiempo real se cuantificó la presencia de la cepa TPT03 en el suelo de las parcelas a los 70 días de haber sido inoculadas. Se determinó una concentración de 2 x 104 conidios/g de suelo en la parcela de El Naranjo y de 8 x 104 conidios/g de suelo en Pichanal. De acuerdo a los resultados obtenidos se cuenta con cepas promisorias, a partir de las cuales se podría formular un producto para el control biológico del moho blanco del poroto y de las hortalizas.

Bean production represents a major agricultural activity in Northwestern Argentina, but the crop is affected by Sclerotinia sclerotiorum, which in turn causes white mold, one of the most complicated phytosanitary problems. This thesis aimed to study the control of this disease by means of native fungi. In bean growing areas in Tucumán, Salta and Catamarca provinces, as well as in farmers’ markets in San Miguel de Tucumán, 27 Sclerotinia genus isolates were obtained from 12 different hosts. Out of them, 26 presented features of S. sclerotiorum species and 1 of S. minor. Their capacity for producing sclerotia and their carpogenic germination were analyzed, considering that these varied according to the temperatures and substrates evaluated. The strains that excelled in sclerotia production were LAS11 and LUL1S07. This led to the selection of LAS11 for subsequent trials, as its capacity for producing sclerotia was considered a relevant virulence factor. Fifty-nine isolates were obtained with the sclerotia bait technique, and 3 potentially antagonistic isolates were recovered from collected sclerotia. All of them exhibited characteristics consistent with those of Trichoderma genus. Eleven of these strains, which had been isolated from different sampling sites, could be linked to three different species, mainly belonging to Trichoderma section-Viride clade. In laboratory assays, these antagonists were analyzed in terms of their growth dynamics, enzyme production and inhibition levels of LAS11, both in direct confrontation and through the emission of volatile and diffusible metabolites. By means of a joint characterization, the Trichoderma strains were grouped on the basis of their predominant features as biological control agents of LAS11 on a lab scale. Thus, TPT03, MRT35, MRT37, MRT40 and LULT44 were selected for in vivo trials. In breeding chambers, the antagonists were capable of degrading LAS11 sclerotia, reducing their viability and even colonizing them. The highest viability reduction was achieved with TPT03 (T. afroharzianum) in both sterilized and unsterilized soils: 90% and 77%, respectively. The Trichoderma isolates also exhibited the capacity of reducing the mortality of Grand Rapids lettuce seedlings after LAS11 attack, with significant differences with respect to the control (80% mortality), but not among them (37 to 55% mortality). MRT35, MRT40, TPT02 and TPT03 strains were shortlisted for their multiplication and later evaluation in experimental plots. The domestic crafting of Trichoderma spores by fermentation in solid culture substrate was more effective when using rice as a substrate, which generated abundant conidial biomass in 10 days of incubation. Bagasse enriched with a 10% molasses solution can be considered an important alternative, since it produces a considerable number of spores with just a small investment, as the substrate consists of local industrial byproducts. In the 2015 and 2016 growing seasons, the results recorded in experimental bean plots located in El Naranjo (Rosario de la Frontera, Salta) and Pichanal (Orán, Salta) depended on environmental conditions. In El Naranjo, the biological treatment with TPT03 proved to be outstanding, as it resulted in disease incidence levels of 20% in 2015, and 23% in 2016 (the control led to values of 28% in 2015, and 68% in 2016). The average yields of plots treated with TPT03 (1773.88 g), MRT40 (1649.80 g) and the chemical control (1568.20 g) were significantly higher than those of the other treatments (control: 1332.98 g). In 2015 in Pichanal (Orán), the treatment with TPT03 strain stood out from the rest, with 14% of disease incidence. By contrast, in 2016 no differences were recorded among the treatments (control incidence levels: 25% in 2015, and 13% in 2016). The mean yield of plots under chemical control (1934.03 g) and treatments with MRT35 (1739.00 g), TPT03 (1718.93 g) and TPT02 (1691.03 g) were significantly higher than those of the rest (control: 1404.85 g). By means of a real time PCR, the presence of TPT03 strain in the soil of the plots was quantified 70 days after inoculation. A concentration of 2 x 104 conidia/g of soil was recorded for El Naranjo, whereas the value found in El Pichanal was 8 x 104 conidia/g of soil. These findings reveal that the evaluated strains constitute promising alternatives for preparing a biological control product for white mold in beans and other vegetable crops.