La Defensa Natural de las Plantas: oportunidades para el control fitosanitario

El siguiente artículo es un resumen de la ponencia ofrecida por la empresa Agrichem Bio en el I Seminario Digital sobre Uva y Vino, organizado el pasado 6 de mayo por la revista Tierras Agricultura con la colaboración del Colegio San Gabriel y el Observatorio Español del Mercado del Vino (OEMV).

Si resumimos la historia conocida de la tierra en un periodo de 24 horas (Figura 1), la vida comienza a las 4 a.m. con la aparición de las primeras células. La vida microbiana será la única forma de vida presente hasta avanzadas tres cuartas partes del día cuando alrededor de las 18:30 h, aparecerán las plantas marinas. Muy avanzado el reloj, ya de noche, en torno a las 22 horas, aparecerán las plantas terrestres. Los mamíferos se originarán muy tarde, a las 23:39. Prácticamente acabado el día, a falta de un minuto y diecisiete segundos, aparecerán los humanos… El ser humano moderno, solo estará presente los últimos segundos de ese día que suponemos la historia completa de la vida. Pensar que la existencia y salud de las plantas originadas hace miles de años depende de los fitosanitarios de síntesis aparecidos en los últimos instantes de la vida es, como poco, una gran inexactitud.

Figura 1. Historia de la Tierra en 24h.

El control fitosanitario en la agricultura industrial desde la segunda mitad del siglo XX se ha basado en una excesiva y limitada simplificación en la cual se modeliza una acción abusiva del patógeno sobre la planta siempre que concurra el encuentro: a mayor patogenicidad mayor daño y mayor necesidad de control. La acción fitosanitaria ha emulado durante décadas la caza centrándose en el patógeno y en la búsqueda de sustancias que le resultaran tóxicas o inhibitorias. Esta visión ha desencadenado graves problemas como pérdidas de eficacia por la aparición de resistencias, pérdida de riqueza microbiana beneficiosa y necesaria para el cultivo por acción cruzada, abuso y dependencia de los fitosanitarios, encarecimiento de los costes de producción, etc.

Aunque científicamente se conoce hace muchos años, no hemos trasladado a la agricultura que las capacidades de defensa de las plantas no son una cuestión binaria entre patógeno y cultivo. Para comprender la defensa natural de las plantas debemos pensar en un triángulo que represente todas las interacciones entre planta, organismo patógeno y otros organismos beneficiosos (Figura 2).

Figura 2. Interacciones entre planta, organismo patógeno y otros organismos beneficiosos.

La empresa española Agrichem Bio presenta en su catálogo varios productos basados en la Defensa Natural de las Plantas. A Polyversum (número de registro ES-00502) y basado en Pythium oligandrum (cepa M1), en la presente campaña 2020, se suman dos eficaces y polivalentes productos basados en distintas cepas de la levadura alimentaria Saccharomyces cerevisiae: Julietta (número de registro ES-01080), basado en la cepa LAS02 y Actileaf (número de registro ES-00519), basado en el ingrediente activo Cerevisane a partir de la cepa LAS117.

Podemos explicar el modo de acción de Actileaf (Figura 3) estableciendo un paralelismo con la selección de variedades resistentes a oídio y/o mildiu. En los Programas de Selección de Variedades Resistentes se busca fijar en su genética aquellas variantes de genes capaces de desencadenar mecanismos de resistencia cuando son atacados por el oídio o el mildiu, algo que no se da naturalmente en las variedades más utilizadas de vid europea Vitis vinifera. Una gran limitación en el uso e implantación de variedades resistentes a enfermedades es que seleccionando por resistencia, podemos no mantener características de maduración, resistencia a caliza o sequía, vigor, cuajado, precocidad en la brotación, etc. que pueden hacerlas poco atractivas para el viticultor y el enólogo. Pero… ¿y si consiguiéramos que las variedades que ya cultivamos por estar bien adaptadas a nuestro suelo, condiciones de cultivo y comportamiento en bodega pudieran expresar sus genes de resistencia? Pues eso es lo que conseguimos aplicando sobre el cultivo un elicitor de resistencias como Actileaf.

Figura 3. Actileaf ES Cerevisane 94,1%. Sustancia Activa de Bajo Riesgo basada en la pared celular de Saccharomyces cerevisiae cepa LAS117 (1010 ufc/g).

En un reciente artículo (Angelini et al., 2019), científicos de la Universidad de Bari (Italia) describen de manera detallada el modo de acción de Cerevisane frente a mildiu, oídio y botrytis. La aplicación de Cerevisane sobre plantas de vid aumenta los niveles de expresión de varios genes relacionados con las respuestas de defensa a los hongos patógenos y otros estreses, en particular: genes que codifican (i) enzimas involucradas en el metabolismo hormonal y respuestas vegetales relacionadas, (ii) compuestos de defensa como proteínas relacionadas con la patogénesis, (iii) metabolitos secundarios y (iv) procesos fotosintéticos. Una conclusión de gran importancia en esta publicación es el excelente control de mildiu mediante un producto totalmente inocuo para el agricultor, el consumidor y el medioambiente como Actileaf, lo que es particularmente importante en viñedo ecológico donde las herramientas frente a esta temible enfermedad son muy limitadas (Figura 4).

Figura 4. Hojas de vid afectada por mildiu. A izquierda, sin tratar, y a la derecha tratada con cerevisane tras 11 días de inoculación.

Tan importante y bienvenido como es este resultado, lo es la solidez científica con la que se cualifica y cuantifica los mecanismos de acción del elicitor Cerevisane. La inducción de la Defensa Natural de las Plantas es un tema complejo que depende de una compleja interrelación entre planta, patógeno y elicitor. Entre otros muchos factores, la respuesta va a depender del agente o sustancia elicitora, el órgano vegetal y el momento fenológico sobre el que se produzca la inducción, la presencia o no de patógeno, etc.

Un mismo agente biológico puede producir distintas respuestas favorables sobre nuestro cultivo, algunas relacionadas con la inducción de defensas y otras no. Julietta, basado en la cepa LAS02 de la levadura Saccharomyces cerevisiae (Figura 5), como agente de control vivo, se instala y prolifera rápidamente sobre la superficie exterior de tejidos vegetales heridos. Estas heridas son frecuentes y originadas por muy distintas causas como ataques de insectos, granizo, viento, roce con las estructuras de conducción, manipulación, etc.

De esta manera, por un lado, Julietta va a ayudar a cicatrizar rápidamente cerrando la vía de entrada a patógenos; por otro lado, por colonización y competencia, Julietta va a limitar el desarrollo de hongos y bacterias patógenos; no menos importante, a la vez va a inducir la Defensa Natural de las Plantas. Julietta y Actileaf son complementarios en sus ventajas e inconvenientes y según las necesidades o planes puede ser más oportuno uno u otro. Al ser un organismo vivo, Julietta es capaz de generar una defensa más completa, pero es más sensible a las condiciones del entorno y su mezcla está desaconsejada con productos perjudiciales con la vida de la levadura.

Al no ser un organismo vivo, Actileaf no puede proliferar generando competencia por el espacio o los recursos, pero es muy poco sensible a las condiciones del entorno y tiene grandes posibilidades de mezcla con productos fungicidas. Por ejemplo, en la prevención de botrytis y podredumbre ácida asociada a heridas por granizo o Lobesia, estará más aconsejado Julietta para realizar una acción cicatrizante y generar una gran competencia para la instalación de hongos y bacterias. En cambio, en el control de mildiu, estará más aconsejado Actileaf ya que la entrada del patógeno no se realiza por heridas sino por los estomas y el ingrediente activo es compatible en mezcla con cualquier tipo y cantidad de cobre.

Figura 5. Julietta ES 96,1%. Saccharomyces cerevisiae LAS02 (1013 ufc/kg).

A continuación, ejemplificaremos la efectividad y complejidad del control mediante la inducción de la Defensa Natural de las Plantas, ya que las respuestas son múltiples y varían según el órgano de la planta tratado. Polyversum, basado en Pythium oligandrum cepa M1 presenta múltiples modos de acción:

1. Micoparasitismo: penetra dentro del tejido del patógeno del que se alimenta.
2. Antibiosis: coloniza el tejido vegetal, restando espacio y alimento a los patógenos.
3. Inducción de la Defensa Natural de las Plantas.
4. Efecto bioestimulante sobre las raíces y la parte aérea del cultivo.

Buscando una acción de parasitismo directo (figura 6) deberemos realizar una aplicación foliar contra hongos patógenos aéreos como Botrytis o mildiu pero una aplicación radicular contra hongos telúricos como Phytophtora. Si bien en aplicaciones foliares con Polyversum obtendremos una acción directa contra hongos aéreos como Botrytis, en aplicaciones radiculares, la acción elicitora del inductor oligandrin producido por Pythium oligandrum en asociación con las raíces de las plantas, ejerció un control de hasta el 75% contra Botrytis por inducción de la Defensa Natural de las Plantas (Mohamed et al., 2007). Publicaciones recientes de investigadores franceses (Yacoub et al., 2016) demostraron que la inoculación del hongo Pythium oligandrum, único ingrediente activo de Polyversum, en la raíz de plantas jóvenes de V. vinifera L. cv. Cabernet-Sauvignon, redujo un 40-50% la necrosis producida 120 días después de la inoculación con el temido e incontrolado hongo de la madera de la vid Phaeomoniella chlamydospora (necrosis alrededor del 80% en plantas no tratadas).

Figura 6. Hiperparasitismo: Efecto fungicida directo por degradación de las paredes celulares de hongos patógenos mediante enzimas hidrolíticas (Polyversum).

El Reglamento 1107/2009 recoge el uso de los activadores de la planta como productos fitosanitarios dejando claro que el concepto de fitosanitario es más amplio que un producto de ingestión/inhalación o un disruptor metabolico. En particular, en su artículo 2, especifica que el Reglamento se aplica a los productos que estén compuestos de sustancias activas, protectores o sinergistas, destinados a: a) proteger los vegetales de los organismos nocivos o evitar la acción de estos b) influir en los procesos vitales de los vegetales como, por ejemplo, las sustancias que influyen en su crecimiento, pero de forma distinta de los nutrientes. Uno de los ejemplos más conocidos de fungicidas efectivos que actúan como elicitor de la Defensa Natural de las Plantas es el Fosetil-Al. Todos sabemos de su uso con registro fitosanitario, aunque quizá muchos no considerasen que su acción principal es como elicitor de resistencia.

Bibliografía

• Rita M De Miccolis Angelini, Caterina Rotolo, Donato Gerin, Domenico Abate, Stefania Pollastro, Francesco Faretra. 2019. Global Transcriptome Analysis and Differentially Expressed Genes in Grapevine After Application of the Yeast-Derived Defense Inducer Cerevisane. Pest Manag Sci 75 (7): 2020-2033. doi: 10.1002/ps.5317.
• N Mohamed, J Lherminier, M-J Farmer, J Fromentin, N Béno, V Houot, M-L Milat, J-P Blein 2007. Defense Responses in Grapevine Leaves Against Botrytis Cinerea Induced by Application of a Pythium Oligandrum Strain or Its Elicitin, Oligandrin, to Roots. Phytopathology 97 (5): 611-20. doi: 10.1094/PHYTO-97-5-0611.
• A. Yacoub, J. Gerbore, N. Magnin, P. Chambon, M.-C. Dufour, M.-F. Corio-Costet, R. Guyoneaud, P. Rey. Ability of Pythium oligandrum strains to protect Vitis vinifera L., by inducing plant resistance against Phaeomoniella chlamydospora, a pathogen involved in Esca, a grapevine trunk disease. Biological Control 92 (2016) 7–16