La producción de alimentos encuentra cada vez más desafíos. Desde la escasez de agua, la presión de enfermedades y plagas -que luego se vuelven resistentes a los fitosanitarios-, hasta las regulaciones internacionales, que han prohibido los productos que antes usaban en sus programas, los productores viven constantemente adaptándose.
Dentro de esta adaptación está la búsqueda de nuevas alternativas o soluciones que permitan proteger los cultivos, mantener o mejorar sus rendimientos y entregar alimentos de la mejor calidad posible.
Los hongos del género Trichoderma son usados como controladores biológicos en prácticamente todo el mundo, reconocidos por su versatilidad y amplio espectro de fitopatógenos que atacan.
Por otro lado, la nanotecnología se está posicionando como una alternativa al uso de agroquímicos, especialmente las nanopartículas de óxidos metálicos, entre ellas ZnO, TiO2 y CuO.
¿Cómo se entrelaza Trichoderma con las nanopartículas de óxidos metálicos?
Las nanopartículas (NPs) como ZnO, Zn, TiO2, FeO, Cu, y CuO son ampliamente utilizadas y se han reportado sus efectos contra diferentes microorganismos como bacterias y hongos. Sin embargo, todavía no se entiende del todo si su presencia tiene un efecto positivo o negativo en los microorganismos benéficos y sus actividades positivas.
Es importante destacar que algunas especies de Trichoderma tienen una alta tolerancia a metales como cadmio, mercurio, zinc y cobre. No obstante, poco se sabe si esta tolerancia se mantiene al referirse a compuestos nanoestructurados, así como si éstos pueden interferir con las actividades biocontroladoras y bioestimulantes que las caracterizan.
Por esto, un grupo de investigadores de México se propuso evaluar si las nanopartículas de CuO interferían en la actividad biocontroladora o promotora de crecimiento de Trichoderma, ya sea positiva o negativamente.
Para desarrollar su estudio, identificaron una cepa de Trichoderma y el efecto que las CuO-NPs tienen en su promoción del crecimiento vegetal, así como en su actividad de micoparasitismo y sus genes relacionados con el micoparasitismo.
DETALLES DEL ESTUDIO
Los investigadores caracterizaron una cepa de T. asperellum y su tolerancia a CuO-NPs en diferentes concentraciones. Posteriormente evaluaron su capacidad de biocontrol frente a Fusarium oxysporum and F. fujikuroi, midiendo la expresión de genes relacionados con el micoparasitismo (epl1, ech42, hyd2). Luego analizaron sus efectos en el crecimiento vegetal, donde el cultivo que usaron fue la alfalfa.
EFECTOS EN LA ACTIVIDAD BIOCONTROLADORA
Dentro de los hallazgos principales, el equipo encontró que T. asperellum crece sin cambios significativos hasta 200 ppm de CuO-NPs. Además, en presencia de CuO-NPs, T. asperellum mostró mayor eficacia contra F. oxysporum, pero redujo su biocontrol contra F. fujikuroi.
Además, detectaron cambios en la expresión de genes clave, donde epl1 y ech42 aumentaron su expresión en F. oxysporum, mientras que disminuyeron en F. fujikuroi. Lo anterior sugiere que las CuO-NPs influyen en la expresión de genes asociados al micoparasitismo, donde epl1 y ech42 codifican proteínas implicadas en este proceso. Según lo observado en los ensayos de biocontrol, T. asperellum tuvo un mejor control sobre F. oxysporum en presencia de CuO-NPs, sugiriendo la participación de estos genes en este proceso.
EFECTOS EN LA ACTIVIDAD BIOESTIMULANTE
La combinación de T. asperellum y CuO-NPs promovió el crecimiento de la alfalfa, aumentando longitud de raíz y tallo, número de hojas y biomasa.
Para determinar si Trichoderma y CuO-NPs incidían en la promoción del crecimiento de las plantas realizaron ensayos en plantas de alfalfa. En presencia de ambos observaron un aumento en la longitud de las raíces y los tallos.
“Curiosamente, las CuO-NPs indujeron un mayor número de hojas y un aumento del peso seco, observándose el mismo comportamiento con los tratamientos que incluían tanto las NPs como Trichoderma, lo que sugiere que el efecto se debe a la presencia de las NPs y no de Trichoderma”.
Además, cuando aplicaron el tratamiento a las semillas, las nanopartículas inhibieron la germinación, mientras que Trichoderma fue capaz de inducir la germinación de semillas. Trichoderma tiene un rol como promotor del crecimiento de las plantas, pero en este trabajo no lo observaron hasta la adición de CuO-NPs. Los investigadores señalan que sus resultados variaron dependiendo del método de aplicación, por lo que una comparación adecuada requiere de parámetros estandarizados para determinar si el efecto viene dado únicamente por las características de las NPs.
CONCLUSIONES
La investigación permitió corroborar el poder como biocontrolador de T. asperellum, además de observar que su actividad no cambia con la presencia de CuO-NPs. Sin embargo, destacan los investigadores, la presencia de CuO-NPs desencadenó cambios en los niveles de expresión de genes asociados al micoparasitismo, sugiriendo que, a pesar de no observarse estrés, disminución del crecimiento o cambio morfológico, las NPs pueden regular la expresión de genes implicados en otros procesos, incluyendo el biocontrol.
Del mismo modo y como se mencionó, la presencia de CuO-NPs por sí sola es un buen estimulante del crecimiento de la alfalfa y no interfiere con la actividad de Trichoderma.
El artículo destaca que los resultados obtenidos sugieren que la combinación de T. asperellum y CuO-NPs puede utilizarse como alternativa al uso de fertilizantes químicos y pesticidas. Y adelantan que un segundo irá por realizar estudios de campo para garantizar que los resultados sean reproducibles a gran escala.
Esta investigación se llevó a cabo en el Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. Chihuahua, con el apoyo del proyecto interno PI-26011, bajo la responsabilidad de la Dra. Claudia Adriana Ramírez Valdespino.
