Pese a ser uno de los organismos más utilizados por los agrónomos, la Trichoderma sigue sorprendiendo y confundiendo a los especialistas por su modo de acción. El científico español Enrique Monte, uno de los principales estudiosos de este hongo en el mundo, lo ha visto en primera persona. Analizando una variante de la Trichoderma en el trigo, vio que este era un efectivo mecanismo para controlar el Fusarium graminearum, un patógeno común en los cultivos de estos cereales. No obstante, otra variante de Trichoderma estudiada en el trigo en condiciones de sequía, evidenció una alta efectividad para ayudar a la planta a soportar ese estrés abiótico. El hongo se comportaba también como un efectivo bioestimulante.
Unos resultados que llevaron al experto a cuestionar cuál es la verdadera naturaleza de este insumo. “¿Es la Trichoderma un agente de biocontrol que puede ser bioestimulante? Sí ¿Es un agente bioestimulante que puede ser agente de biocontrol? Sí”. Así resumió Monte en una charla online sobre el tema que realizó para Redagrícola en el marco de las Series Online de Bioestimulantes y Biocontrol. Miembro del Instituto de Investigación en Agrobiotecnología (CIALE) de la Universidad de Salamanca, parte del Departamento de Microbiología Genética y eminencia mundial en estudios de la Trichoderma, señala que este organismo es sin duda uno de los mejores aliados de las plantas debido al amplio rango de acción que tiene. No obstante, agrega que la decisión de crecer o defenderse es una cualidad de la planta: la capacidad de ser biofungicida, biocontrol indirecto o bioestimulante no depende del microorganismo en sí, sino de cómo reaccione la planta a su presencia. “Estamos atribuyendo a la Trichoderma unas funciones que dependen de lo que le dé la gana a la planta ejercer en su momento”, dice.
Por ello, para el español es clave que los responsables agronómicos entiendan los orígenes y la evolución de este hongo, para entender cómo su interacción con el vegetal puede derivar a los efectos buscados. “Si una planta está sometida a sequía, tenemos que intentar, con la ayuda de la Trichoderma, que los efectos de esa sequía no sean muy severos y que la planta haga como que no se entera del estrés gracias a que está colonizada por la Trichoderma."
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE TRICHODERMA, CLAVES PARA COMPRENDER SU FUNCIONAMIENTO
Hay literatura abundante sobre los beneficios que tiene la Trichoderma sobre las plantas, destacando su poder tanto de controlador biológico, así como de bioestimulante. La Trichoderma es un hongo mitótico, anamorfo y asexual. Esto quiere decir que se reproduce por mitosis a través de esporas asexuales llamadas conidios. La ventaja que le confiere ser mitótico es que no renueva el material genético, por lo que al reproducir una cepa con potencial bioestimulante o de biocontrol, no existirán variaciones genéticas y, por consiguiente, de sus capacidades.
No obstante, según Monte, la clave está en entender su punto original. Las primeras Trichoderma surgieron a partir de hongos entomopatógenos, aquellos que atacan a insectos plaga y les provocan la muerte o los deshabilitan para que no puedan cumplir sus funciones de infección. En un inicio eran muy similares a estos hongos y comenzaron a producir quitinasas y proteasas para poder atacar insectos. Gracias a estas enzimas la Trichoderma pudo comenzar a parasitar hongos basidiomicetos descomponedores de madera.
“Los basidiomicetos a los que parasitaba la Trichoderma colonizaban la madera y robándoles genes por micoparasitismo por una transferencia horizontal de genes entre ambos, se produjo una habilidad de la Trichoderma para degradar material vegetal en descomposición”. Hace 66 millones de años, con la extinción del Cretácico y del Paleoceno, que llevó a la extinción de los dinosaurios, la Trichoderma encontró una oportunidad para aprovechar la situación.
Dicha catástrofe dio lugar a que se extinguiera también una gran cantidad de plantas, por lo que había una gran cantidad de materia vegetal en descomposición. El aumento de la oferta de alimento ocasionó que muchos hongos, cuya principal función es la de descomponer, proliferaran. La Trichoderma, como muchos otros microorganismos, saltó al suelo para aprovechar la gran cantidad de alimento disponible.
Le tomó entre 20 a 30 millones de años desarrollarse como micoparásito del suelo. “Esto le permitió desarrollar una capacidad que lo hace único entre los ascomicetos; por un lado, le permitió diversificarse gracias al robo de material genético, y por otro lado, se especializó en parasitar hongos muy parecidos a su especie, lo que se conoce como adelfoparasitismo”, explica el experto.
Parasitar seres tan similares a sí mismo, le entregó una enorme funcionalidad, gracias a que adquirió quitinasas, además de las que ya poseía por provenir de hongos entomopatógenos, aclara el investigador. También adquirió proteasas, glucanasas e hidrolasas, obteniendo así su poderoso sistema hidrolítico.
El siguiente paso en la evolución del hongo fue colonizar la rizosfera. Ya se encontraba en el suelo pero comenzó a acercarse a las plantas para poder alimentarse de hongos que se encontraban en las raíces. Luego de establecerse en las plantas, algunas especies pasaron a vivir dentro del tejido vegetal. “Se convirtieron en endófitos y no mataron a las plantas, se quedaron a vivir simbióticamente con ellas y dieron lugar a los efectos beneficiosos que tenemos para las plantas”, agrega el científico, que también es parte del prestigioso ranking de la Universidad de Stanford “World’s Top 2% Scientists”, que considera a los científicos más destacados a nivel mundial en su área de investigación.
Se aprecia que al inhibir el metabolismo del etileno, la planta crece mucho más que en el caso del no inhibido.
MODOS DE ACCIÓN DE LA TRICHODERMA EN LAS PLANTAS
Dentro de las funciones de la Trichoderma, tres destacan en su interacción con las plantas. El control biológico directo es aquel que el hongo le entrega a la planta cuando está fuera de ella. Parasita hongos y oomicetos fitopatógenos, produce antibióticos que los inhiben y compite en la rizosfera por el alimento. Este control se realiza fuera de la planta a través de micoparasitismo, antibiosis y competición.
Cuando no existen patógenos que tenga que controlar, promueve el crecimiento de la planta, favorece el desarrollo de la raíz, favorece el metabolismo, entre otras funciones que lo convierten en un agente bioestimulante. A diferencia de lo que pasa con los agentes de biocontrol, la capacidad bioestimulante es un rasgo que comparte el género Trichoderma. “No hemos identificado una cepa especialmente bioestimulante que sea, o cepas especialmente bioestimulantes que pertenezcan a una especie concreta de Trichoderma”, explica el profesor, y enfatiza la importancia de realizar estudios con diferentes cepas para ver cuál es la que mejor se adapta a lo que se está buscando.
Por otro lado, señala Monte, el control biológico indirecto o priming, permite que plantas que han sido tratadas con Trichoderma en la raíz desarrollen defensa en la parte aérea frente a patógenos aéreos, no solamente patógenos causantes de enfermedades, sino insectos plaga. En este mecanismo no es la Trichoderma la que actúa sobre los agentes patógenos, sino que es la propia planta la que se defiende gracias a que está colonizada con el hongo.
Trichoderma impide el ingreso del patógeno a la planta ocupando su lugar.
EL OPORTUNISMO DE LA TRICHODERMA
Un mecanismo muy curioso que tiene la Trichoderma es el endofitismo como parte de sus formas de control biológico. Esto consiste en que si el hongo llega antes que el agente patógeno a la planta, ocupa el lugar y lo deja sin espacio para actuar. “Cuántas veces hemos llegado a un restaurante y nos dicen que hay lista de espera, que no podemos comer porque están todas las mesas ocupadas, eso es lo que le pasa en este caso”, ejemplifica Monte.
En la foto 1 se aprecia lo que ocurre con Verticillium dahliae en una raíz de olivo. El patógeno está marcado con una proteína fluorescente amarilla y Trichoderma con una de color verde. Se observa que la raíz colonizada por Trichoderma impide que Verticilium acceda a los vasos, por lo que no puede realizar la infección.
INHIBIR A LA PLANTA PARA POTENCIAR SU CRECIMIENTO
Trichoderma también interviene en el metabolismo de etileno (ET) de las plantas, ya que, al igual que muchas bacterias o rizobacterias posee una actividad ACC desaminasa. El ACC (ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico) es el precursor del etileno y es el sustrato que gracias a la enzima ACC oxidasa permite que la planta produzca etileno. Al producir etileno se inhibe el crecimiento de la planta por lo que no le conviene convertir el ACC en etileno.
“Aquellos microorganismos como rizobacterias o Trichoderma, que son capaces de tener una actividad que se llama ACC desaminasa, son capaces de desviar la biosíntesis de etileno en el momento de que su precursor sea utilizado por la planta para producir etileno”, señala Monte. En este caso, la Trichoderma activa su acción de ACC desaminasa y le ‘roba’ ACC a la planta, resultando en que a mayor actividad desaminasa, mayor será el crecimiento de la planta porque va perdiendo el sustrato que le permite producir etileno e inhibir su crecimiento.
El estudio se realizó con mutantes de Trichoderma asperellum a los que se les silenció la acción de la ACC desaminasa y se vio que eran incapaces de secuestrar ACC, por lo que la planta realizaba el metabolismo del etileno. El resultado fue que las plantas tenían una menor capacidad de elongar la raíz y por lo tanto una menor captación de nutrientes.
REGULAR LA DOSIS PARA NO AHOGAR A LA PLANTA
Si bien la Trichoderma es altamente beneficioso para las plantas, su aplicación debe ser medida. Gracias al estudio de las auxinas (IAA), se ha podido entender que las dosis de Trichoderma deben ser pensadas en la planta que se está trabajando y que no existe una dosis universal que funcione para todas.
Las auxinas son fitohormonas que colaboran en la transmisión de señales químicas en la planta, al igual que el ácido salicílico, ácido jasmónico y el etileno. Si se sobredosifica con Trichoderma, la planta tendrá las auxinas que ella misma produce más las que les provee el hongo, haciendo que se sature y cese el crecimiento.
En el gráfico 1 se ve claramente que, al sobrepasar la ventana de auxinas a 10 µM, que es su concentración óptima, la planta deja de crecer porque ve la sobreproducción de auxinas como una amenaza y utiliza la energía para defenderse.
En trigo sometido a déficit hídrico, T137 resultó ser la que mejor ayudó a la planta a tolerarlo”.
CONTROL BIOLÓGICO Y PODER BIOESTIMULANTE
Existen ciertas imprecisiones cuando se habla de la acción bioestimulante o de biocontrol de Trichoderma. Muchas veces se confunde su modo de acción, dice el científico, dependiendo de las condiciones en las que se analicen sus efectos.
En un estudio desarrollado por el Dr. Monte y su equipo sobre trigo sin riego en secano, analizaron el microbioma tanto bacteriano como fúngico y se encontraron con una serie de cepas de Trichoderma. Dentro de ellas se encontraba T. harzianum y T. simmonsii, las que probaron primero como agentes de biocontrol. Como se puede observar en la imagen, la cepa Trichoderma harzianum, T136 era la que mejor controlaba a Fusarium graminearum, patógeno del trigo.
Ahora bien, al probar las mismas cepas con el trigo sometido a estrés hídrico, se observó que era Trichoderma simmonsii, T137 la que mejor ayudaba a la planta a soportar ese estrés abiótico. Incluso después de cinco meses, cuando la planta ya había formado espiga, se apreció que tanto la altura de la planta como el peso de las espigas era mayor que el de las plantas tratadas con las otras cepas.
Por lo tanto, dentro del mismo estudio los investigadores se encontraron con actividades completamente diferentes de Trichoderma. “Yo me quedaría con Trichoderma harzianum T136 como agente de biocontrol. Pero si lo que quiero buscar es un bioestimulante que ayude a las plantas a soportar el estrés por falta de agua, yo me quedaría con la cepa de Trichoderma simmonsii T137”, comenta el profesor.
La planta necesita de una respuesta ondulada entre el ácido salicílico y el ácido jasmónico para protegerse del nematodo.
INDUCCIÓN DE DEFENSA SISTÉMICA
Probablemente una de las facultades más particulares de Trichoderma es la que hace al inducir la defensa sistémica de las plantas a las que coloniza. La defensa sistémica se considera una estrategia de control biológico y no bioestimulante, y aunque existen similitudes, es posible diferenciarlas. En palabras del Dr. Enrique Monte, “si la acción de Trichoderma se realiza contra estreses bióticos o patógenos, se considera control biológico, y si se desencadena luego de un estrés abiótico o ambiental, es bioestimulación”.
El biocontrol indirecto o priming es un atributo que se puede registrar como Plant Protection Product (PPP) y así se admite. El priming es la respuesta de defensa sistémica más rápida e intensa respecto a la de una planta no inducida, es decir, la diferencia entre la respuesta de la planta frente a un patógeno cuando tiene Trichoderma y cuando no.
Trichoderma induce lo que se conoce como ISR o inducción de resistencia sistémica en español. Esta resistencia está mediada por etileno y por ácido jasmónico, sin embargo, cuando es el ácido salicílico el que activa las defensas sistémicas de la planta, se genera una respuesta conocida como resistencia sistémica adquirida o SAR.
En el siguiente estudio se observaron las respuestas de plantas de pepino con Trichoderma asperellum. Durante las primeras horas de interacción, Trichoderma produce una reacción tipo SAR ya que lo que se activa es el ácido salicílico (SA). Se observa también que luego de un tiempo de interacción se activa el ácido jasmónico (JA).
Este estudio es una de las formas más evidentes de demostrar que se debe analizar el proceso completo, ya que si se observan las reacciones después de unas horas, se dirá que Trichoderma induce SAR, pero si se analiza luego de ese periodo, la respuesta inducida será ISR.
La mejor forma de estudiar estos experimentos es a través del muestreo a lo largo del tiempo. “Si nosotros tomamos muestras en un momento fijo estamos haciendo una fotografía y lo que necesitamos es la película de lo que está pasando. Juzgar la calidad de una película por un fotograma es absurdo, pues decir que la Trichoderma induce resistencia sistémica de una determinada manera sólo por una muestra que hemos tomado a un tiempo determinado, también es absurdo”, enfatiza el Dr. Monte.
La inducción de la planta depende de muchas variables como la edad, el momento de interacción, la cepa de Trichoderma, la concentración del hongo, entre otras. Además, es clave entender que es la planta la que coordina sus defensas en función de las necesidades que tenga en el momento.
El Dr. Monte y su equipo realizaron un estudio en 2017 para observar la respuesta que induciría Trichoderma frente al RKN (root-knot nematode) o nematodo productor de agallas, Meloidogyne javanica. Los juveniles penetran la raíz, por lo que la planta activa el ácido salicílico para endurecer las paredes de las células del córtex y epidermis e impedir que el nematodo avance hacia el haz vascular. Si logran ingresar, comenzarán a producir una masa de huevos o a producir agallas para poder reproducirse y es el ácido jasmónico el que entra en juego para defender a la planta. Cuando ya existen las masas de huevos, es nuevamente el ácido salicílico el que inhibe su eclosión.
Esto probó a los investigadores que la planta necesita una respuesta ondulante de defensa salicílico – jasmónico – salicílico para poder combatir al nematodo. La Trichoderma lo que hace es ayudar a que la planta ejerza esa reacción ondulante y así pueda defenderse efectivamente del nematodo. SAR e ISR no son modelos absolutos, pero sirven para entender el comportamiento de la planta frente a los patógenos.
La Trichoderma es sin duda una de las mejores aliadas de las plantas debido al amplio rango de acción que tiene, pero se debe tener siempre en cuenta que la decisión de crecer o defenderse es una cualidad de la planta: la capacidad de ser biofungicida, biocontrol indirecto o bioestimulante no depende del microorganismo. “Estamos atribuyendo a Trichoderma unas funciones que dependen de lo que le dé la gana a la planta ejercer en su momento. Por tanto y respondiendo a la pregunta: ¿es Trichoderma un agente de biocontrol que puede ser bioestimulante? Sí ¿Es un agente bioestimulante que puede ser agente de biocontrol? Sí”, remata el Dr. Monte.
