Temperatura y humedad, factores decisivos en la severidad del moho gris
El moho gris del tomate es una enfermedad devastadora causada por B. cinerea y que resulta en la pudrición del tomate, causando un daño del 20 al 40% o que incluso puede alcanzar del 50 al 70% durante los años epidémicos. La temperatura y la humedad afectan en gran medida el desarrollo del moho gris del tomate. Por lo tanto, es de gran importancia explorar la mitigación del moho gris mediante la regulación de la temperatura y la humedad ambientales.
La mayoría de los estudios de laboratorio utilizaron la exposición a largo plazo al estrés por calor; por ejemplo, temperaturas ligeramente elevadas de 28° C durante un día. Los cambios intermitentes de temperatura y humedad pueden tener diferentes efectos en las interacciones entre plantas y patógenos. En el presente estudio se establecieron diferentes combinaciones de temperatura y humedad para estudiar la influencia de la regulación de la temperatura y la humedad en el desarrollo del moho gris del tomate. Proporcionamos una cierta base teórica y una importancia práctica para suprimir las enfermedades de las plantas mediante el cambio del entorno del invernadero.
La reducción de las enfermedades de las plantas mediante el control de la temperatura y la humedad del invernadero es cada vez más importante en el campo del control ecológico. Entre los factores ambientales, la temperatura y la humedad son los que más afectan a las interacciones entre plantas y patógenos. La alta humedad a menudo se asocia con brotes de enfermedades, y los cambios de temperatura afectan considerablemente el crecimiento, la germinación, la supervivencia y la virulencia de los patógenos. Para la mayoría de las enfermedades de las plantas causadas por patógenos necrótrofos, la disminución de la humedad o el aumento de la temperatura pueden inhibir en gran medida el desarrollo de la enfermedad.
La temperatura y la humedad afectan notablemente el proceso de infección de patógenos y la respuesta de defensa de las plantas. Las plantas son más susceptibles a los patógenos en condiciones de alta humedad. Con el aumento de la humedad del aire, la virulencia de Sclerotinia spp. aumenta y, cuando la humedad supera el 80%, la incidencia de lechuga es más alta. Los conidios de Botrytis cinerea no pueden germinar y la infección se inhibe cuando la humedad relativa (HR) es inferior al 80%.
El aumento de la temperatura promueve la necrosis del tejido vegetal y facilita la colonización de patógenos necrótrofos. La alta temperatura de 35 ° C aumenta la virulencia de Pectobacterium artosepticum, y la virulencia se correlaciona significativamente con las enzimas que degradan la pared celular de la planta. Las altas temperaturas inhiben la formación de pilus y la expresión de genes de virulencia de las cepas de Agrobacterium , lo que resulta en el fracaso de la infección. El moho gris es una enfermedad que prospera a bajas temperaturas y alta humedad. La temperatura óptima para la infección por B. cinerea es de 23° C, y los ambientes de alta humedad con HR > 80% son propicios para la aparición de la enfermedad.
Las temperaturas superiores a 30 °C pueden reducir la aparición de moho gris. El aumento de la temperatura de la región de la raíz del tomate a 28 °C puede mejorar la expresión de genes de defensa y la erupción de especies reactivas de oxígeno (ROS), inducir inmunidad al tomate y mejorar la resistencia del tomate a B. cinerea.
Síntomas visibles de la infección de B. cinerea en el cultivo
El moho gris afecta a todas las partes aéreas de la planta de tomate, incluidas las hojas, los tallos, las flores marchitas y los frutos. La infección de las hojas generalmente se asocia con heridas y lesiones por insectos. El síntoma en las hojas aparece como manchas irregulares de color marrón claro o necrosis en forma de «V» cuando la infección se produce en el borde. A medida que la enfermedad progresa, todo el folíolo se marchita y se quema con el tiempo. Las flores marchitas son muy susceptibles al moho gris y pueden servir como punto de partida para la colonización de los folíolos cuando caen sobre las hojas. Las cicatrices de las hojas y las heridas de poda son entradas comunes de infección del tallo. Los síntomas en los tallos aparecen como lesiones de color marrón oscuro y cancros que pueden causar el anillamiento de los tallos y el marchitamiento por encima del área infectada de la planta. En la fruta, los síntomas normalmente comienzan en el cáliz de la fruta infectado y se expanden de arriba hacia abajo.
Los síntomas iniciales en la fruta aparecen como manchas irregulares de color gris a marrón claro, seguidas de una podredumbre blanda empapada en agua. Eventualmente, toda la fruta infectada se pudre en el campo o durante el transporte poscosecha. Cuando los pequeños frutos verdes se infectan directamente por esporas en el aire, los síntomas aparecen como manchas blancas y circulares llamadas «manchas fantasma». Aunque pueden afectar la comerciabilidad de la fruta, las manchas fantasma generalmente no provocan la pudrición de la fruta. En condiciones húmedas, el hongo forma moho gris difuso en la superficie de las hojas, flores, tallos y frutos enfermos, que es un signo característico de la enfermedad y una característica diagnóstica para distinguir el moho gris de otras enfermedades bióticas y abióticas del tomate.
El agente causante del moho gris, Botrytis cinerea, es un patógeno fúngico débil que tiene una gama de huéspedes extremadamente amplia con más de 200 especies reportadas en vegetales y plantas ornamentales. El hongo sobrevive como micelios y/o esclerocios en plantas perennes, en el suelo y en restos de plantas entre estaciones. Las esporas de hongos se transportan fácilmente por el aire y pueden ser transportadas de un campo a otro. Las esporas germinan y penetran en los tejidos de las plantas a través de heridas causadas por insectos o lesiones físicas. La germinación e infección de las esporas no requiere un período prolongado de alta humedad. De hecho, las condiciones húmedas dentro del dosel del tomate por la noche suelen ser suficientes para la infección. Por lo tanto, las plantaciones densas favorecen el desarrollo de enfermedades debido al movimiento limitado del aire y la alta humedad relativa dentro del dosel. Las condiciones relativamente frescas y húmedas a principios de primavera y finales de otoño son favorables para el desarrollo de la enfermedad.
Empleo de bioagentes microbianos contra la amenaza del hongo
En décadas anteriores, el control de B. cinerea ha dependido principalmente de fungicidas químicos. Sin embargo, la evidencia revela que B. cinerea ha desarrollado cierta resistencia a muchos fungicidas, incluidos los anilinopirimidinas, las dicarboximidas, la benzamida, la fenhexamida, el diethofencarb, la procimidona, el pirimetanil y la hidroxianiilida. Además, una cepa de B. cinerea tiene múltiples tipos de resistencia a fungicidas que se pueden encontrar en las tierras de cultivo. Hasta la fecha, el abuso y el uso excesivo de fungicidas han causado contaminación ambiental y alteración de los ecosistemas ecológicos, además de representar un peligro para la salud humana debido al alto efecto residual de los fungicidas en la fruta del tomate. Por lo tanto, existe una demanda urgente de medidas sustitutivas que puedan controlar de manera segura y eficiente el moho gris del tomate.
El control biológico es, sin duda, una buena opción. En general, los bioagentes microbianos, por ejemplo, hongos, bacterias y levaduras, pueden controlar eficazmente las enfermedades de las plantas a través de la antibiosis, la competencia por lugares y nutrientes, los compuestos volátiles, el parasitismo y el inicio de la defensa de las plantas. M. anisopliae es un hongo entomopatógeno ampliamente distribuido con una inmensa eficacia contra diversas plagas de insectos como langostas, trips, moscas blancas y garrapatas. Recientemente, Meterhizium spp. también mostró múltiples roles en el ecosistema como endófitos, promotores del crecimiento de las plantas y antagonistas de patógenos de las plantas. M. anisopliae reveló expresión diferencial de genes que codifican enzimas hidrolíticas, péptidos antimicrobianos, toxinas, proteínas de la pared celular, así como otras moléculas. Los metabolitos secundarios generados por este hongo exhiben diversas propiedades insecticidas, anticancerígenas, antioxidantes y antimicrobianas. También se han sugerido como potenciales sustitutos para la mejora de nuevos agentes bioactivos. Si una cepa fúngica conserva acciones duales contra las plagas de insectos y también contra los patógenos de las plantas, esto sería una potente ventaja para la protección de los cultivos. Por lo tanto, el hongo entomopatógeno en el estudio actual, M. anisopliae, fue inspeccionado por sus actividades antifúngicas contra B. cinerea.
Pocos estudios previos han presentado el efecto inhibidor de M. anisopliae sobre B. cinerea. Sin embargo, aún se desconoce la eficiencia del biocontrol in vivo y el posible mecanismo del proceso de inhibición. El presente estudio evaluó los efectos antagónicos de M. anisopliae sobre B. cinerea utilizando filtrado de cultivo, extracto crudo y compuestos orgánicos volátiles (COV), además de explorar los mecanismos de inhibición. Además, se evaluó la eficacia de M. anisopliae para la reducción de la gravedad de la enfermedad mediante la evaluación en hojas desprendidas, plantas de tomate enteras, así como frutos maduros después de la cosecha.