Los investigadores canadienses combinan la tecnología moderna con los organismos antiguos para encontrar soluciones a los hongos productores de micotoxinas.
Las variedades ancestrales de maíz y trigo modernos podrían ser la clave para la prevención de micotoxinas no químicas. Más específicamente, algunas de las cepas de bacterias que se desarrollaron naturalmente junto con esas variedades han demostrado por investigadores canadienses ser muy eficaces contra el tizón de la cabeza del Fusarium y la podredumbre de la mazorca de la Gibberella. Ahora estos investigadores están trabajando con el sector privado para desarrollar un producto práctico para que lo usen los cultivadores de granos.
Encontrar el compañero bacteriano adecuado
Manish Raizada es profesor de agricultura vegetal en la Universidad de Guelph, en la provincia de Ontario. Después de que los elevados niveles de micotoxinas hubieran planteado serios problemas de comercialización de granos en los últimos años (sobre todo en 2018), se le pidió a Manish que dirigiera un equipo de investigadores encargado de desarrollar una medida de control biológico más eficaz para los cultivadores de granos. Para ello, recurrieron a lo que parecían ser variedades mucho más antiguas y resistentes de cada cultivo. Más concretamente, se estudiaron los endofitos microbianos (bacterias que viven entre las células de las plantas) aislados de variedades de maíz antiguas y de razas autóctonas, así como el mijo de dedo (un cultivo africano muy antiguo con resistencia natural a Fusarium). Estos microbios son muy numerosos en el mundo natural y, como explica Raizada, a menudo tienen una relación mutuamente beneficiosa con la planta huésped (algunas cepas pueden, por ejemplo, mejorar el crecimiento de las raíces y la absorción de nitrógeno).
También afirma que la capacidad de los hongos para desarrollar rápidamente resistencia a los fungicidas de uso común sigue siendo una preocupación creciente, pero, como los microbios probióticos pueden evolucionar con el patógeno, el endofito adecuado podría proporcionar a los agricultores una herramienta de gestión de micotoxinas a más largo plazo.
Resultados sorprendentemente positivos
En total, Raizada y sus colegas examinaron aproximadamente 200 cepas microbianas. Se aislaron 5 cepas de bacterias anti-Fusarium y se utilizaron en pruebas de invernadero, cada una de las cuales suprimió drásticamente la acumulación de micotoxinas DON (hasta el 97% en el maíz y el 85% en el trigo). La aplicación de los endofitos a través de la cobertura de la semilla fue menos efectiva que las aplicaciones foliares directas, pero los resultados en general fueron sorprendentemente positivos. «Tuvimos un gran éxito aquí. Es el mejor control de Fusarium en un estudio jamás reportado en el maíz», dice Raizada. De hecho, dice que algunas cepas de endofitos casi eliminaron el patógeno de la podredumbre de la oreja. Los resultados para el trigo fueron menos impresionantes, pero 3 de las cepas probadas lograron reducir los niveles de patógeno en un 60%
Movilidad
El por qué algunos de los endofitos fueron tan exitosos en suprimir el Fusarium y la podredumbre del oído tiene que ver con la movilidad. Raizada dice que observaron cómo una cepa (conocida como M6, derivada del mijo de los dedos) respondió a la infección dejando que el sistema de raíces recubriera el exterior de la planta. También promovió el crecimiento del vello de la raíz. La combinación de ambos factores, dice Raizada, crea un hábitat ideal en el que el endofito puede capturar y matar al patógeno: «En realidad es móvil; algunos de estos microbios tienen pequeñas colas que utilizan para buscar y destruir patógenos», dice.
El objetivo general de esta investigación era desarrollar un spray en temporada o un recubrimiento de semillas que contuviera los microbios que pudieran prevenir y suprimir el establecimiento y la propagación de las micotoxinas. Si se comercializa, tal herramienta también tendría una mayor longevidad que los fungicidas estándar. Los cultivadores de granos podrían emplearlo junto con soluciones químicas para una estrategia de ataque múltiple. Actualmente la universidad está trabajando con el sector privado para que esto suceda.
Barreras a la comercialización
Sin embargo, hay algunas barreras notables para la comercialización. La entrega de endofitos a través del recubrimiento de la semilla -teóricamente el sistema ideal- es inherentemente menos efectiva que las aplicaciones en temporada hechas directamente a las sedas de mazorca de maíz y a las cabezas de trigo. De hecho, las bacterias suministradas a través del recubrimiento de la semilla no parecían colonizar eficazmente la planta en el campo. Los investigadores no están del todo seguros de por qué es así, aunque sospechan que se debe a una combinación de presiones, concretamente a las condiciones ambientales fluctuantes y al gran volumen de microbios más competitivos, ya naturalizados, presentes en el suelo: «Si rociamos directamente sobre la planta, vemos más éxito».
Raizada añade que el almacenamiento inadecuado durante el transporte y en la granja es una barrera aún mayor. Al igual que con otros productos biológicos, el almacenamiento deficiente significa comúnmente que los cultivadores están aplicando productos muertos o de baja actividad. Raizada dice que la solución ideal para ambos problemas sería una mejor formulación de las semillas, es decir, algo que proteja mejor los endofitos almacenados y que impida que sean superados en el suelo. «Si hay alguna formulación que permita que los microbios se cubran en la semilla y que además pueda tolerar malas condiciones de almacenamiento, esa sería la mejor solución». El costo de los endofitos no debería ser prohibitivo para los agricultores: «Teóricamente, el microbio en sí es muy barato. No hemos calculado el costo exacto, pero sin duda es competitivo con los fungicidas», dice Raizada.
Problemas de variabilidad
Aparte de las recientes pruebas de invernadero en la Universidad de Guelph, se realizaron 3 pruebas de campo adicionales durante 2 años. Los resultados no fueron tan positivos – la variabilidad interanual en el cultivo de maíz en sí era un problema, así como la presión de Fusarium inherentemente baja en las parcelas de trigo – pero el profesor Raizada reitera que estos y otros problemas de variabilidad son típicos de los estudios microbianos en el campo. La revelación más importante, dice, es cuán efectivos pueden ser estos microbios. De hecho, las pruebas de campo replicadas con maíz mostraron 3 prometedores endofitos bacterianos, con una cepa en particular reduciendo (DON) la acumulación de micotoxinas hasta en un 65%.
