Influencia de Bacillus subtilis sobre fusarium verticillioides : iso potencial como agente de biocontrol

Abstract

El maíz (Zea mays L) es uno de los cultivos de mayor producción en Argentina. Una proporción de la misma se destina al consumo interno y otra se destina al mercado externo representando el 40% de los cereales exportables. El maíz es el huésped de numerosos hongos que producen micotoxinas. Entre ellos Fusarium verticillioides ha sido relacionado como causa probable de enfermedades humanas y animales. Fusarium verticillioides produce un grupo de micotoxinas denominadas fumonisinas las cuales causan leucoencefalomalacia equina, edema pulmonar en cerdos y carcinogenesis en ratas. Dichas micotoxinas han sido categorizadas por la Agencia Internacional del Cáncer (IARC) como carcinógeno tipo 2B. Se conoce que Fusarium verticillioides es la especie de mayor prevalencia en el maíz precosecha en Argentina. La incidencia de altos niveles de fumonisinas de algunas muestras fue correlacionado con la presencia de cepas altamente productoras de fumonisinas en el laboratorio. El control de F. verticillioides en maíz es por lo tanto muy importante. Uno de los métodos para reducir la contaminación con fumonisinas es el control biológico a través de la aplicación de agentes antagonistas a los granos al momento de la siembra. Para investigar sobre este aspecto se plantearon dos hipótesis. La primera presupone que en el suelo precosecha del maíz existen bacterias capaces de ejercer actividad antagónica sobre los hongos productores de fumonisinas. La segunda afirma que la actividad antagónica puede afectar el crecimiento del hongo toxicogénico y/o la producción de micotoxinas. Para demostrar estas hipótesis se realizó el aislamiento e identificación de bacterias a partir de suelo precosecha de maíz no rizosferico y se caracterizaron dichas bacterias con respecto a su respuesta ecofisiológica al estrés acuoso y térmico. Posteriormente se determinó el índice de superposición de nicho entre 10 bacterias pre- seleccionadas y una cepa productora de fumonisina B1. A partir de esta experiencia se seleccionó una cepa de Bacillus subtilis capaz de competir en el mismo nicho ecológico con Fusarium verticillioides y se determinó el efecto sobre la germinación, crecimiento y producción de fumonisina B1 en la interacción tanto en medio de cultivo como en granos de maíz. Habiendo encontrado efecto en estos parámetros con el cultivo bacteriano se realizaron ensayos para caracterizar parcialmente al metabolito antifúrigico producido por la bacteria antagónica. Los resultados obtenidos permitieron establecer las conclusiones que se detallan a continuación. Se determinó por primera vez en Argentina que cepas de Bacillus aisladas de suelo precosecha de maíz son posibles agentes de biocontxol de hongos productores de fumonisinas. La cepa de Bacillus subtilis UNRC.CE1 causó impacto en la germinación microconidial de Fusarium verticilloides M7075 reduciendo el porcentaje de germinación y afectando la velocidad de germinación a diferentes actividades acuosas. En el estudio de interacción sobre el sustrato natural (maíz) la cepa de Bacillus subtilis afectó la producción de fumonisina B1 disminuyendo la acumulación a todos los tiempos de incubación probados. La cepa investigada como agente de biocontrol afectó el crecimiento del hongo productor de fumonisina demostrándose que en la interacción disminuyó el recuento de las unidades formadoras de colonias y la cantidad de biomasa fúngica (ergosterol). El extracto parcialmente purificado de la cepa de Bacillus subtilis produjo inhibición del crecimiento del hongo productor de fumonisina en experiencias in vitro Este es el primer informe a nivel nacional e internacional de lo que acontece a nivel de crecimiento y a nivel de producción de fumonisina B1 cuando interactúan una cepa de Bacillus subtilis y una cepa de Fusarium verticilloides, autóctona de maíz , productora de fumonisina B1. Se puede generalizar que la cepa de Bacillus subtilis UNRC.CE1 es un potencial agente de control biológico sobre hongos productores de fumonisinas. Este trabajo abre las puertas hacia diferentes etapas de una investigación en un único sentido, el control de los hongos productores de fumonisinas.