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Del 4 al 7 de abril del 2006 en la ciudad de Morelia Mich. México.

COLEGIO MEXICANO DE INGENIEROS BIOQUÍMICOS, A. C.

Mar del Norte No. 5, Col. San Álvaro Azcapotzalco C.P. 02090, México, D. F. Tel. y Fax: (01 55) 5623 3088 e-mail: [email protected] y [email protected]

EXTRACTOS DE Larrea tridentata, SOLUCIONES DE QUITOSÁN Y BACTERIAS ANTAGONISTAS: OPCIONES

CONTRA MICROORGANISMOS PATÓGENOS

R. Hugo Lira-Saldivar1, Marcela Hernández-Suárez1; 1Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), Blvd. Enrique Reyna 140, CP 25100; F. Daniel Hernández-Castillo2, 2Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN). Saltillo, Coahuila, México. Correspondencia: [email protected]






Resumen. El uso de productos orgánicos y bacterias antagonistas representan opciones viables

para el manejo ecológico de microorganismos patógenos. Larea tridentata o gobernadora

produce una espesa resina que contiene fenoles, lignanos, flavonoides y otros productos, los

cuales actúan como defensas bioquímicas para repeler la agresión de animales herbívoros, hongos

y otros microorganismos. Estudios in vitro e in vivo han demostrado que los extractos

hidrosolubles de Larrea tienen acción contra hongos, nematodos y bacterias que afectan a

cultivos agrícolas y humanos; quedando claro el gran potencial que tiene este arbusto de las zonas

áridas para elaborar productos orgánicos que ayuden a promover una agricultura de menor

impacto ambiental. El biopolímero quitosán también demostró su acción antifúngica y

nematicida, solo y mezclado con extractos de gobernadora en diferentes fitopatógenos; estos

resultados son alentadores ya que es factible la utilización de este biopolímero para la prevención

y control de enfermedades durante pre y poscosecha. El control biológico mediante el uso de

organismos antagonistas es considerado actualmente como una opción para reducir el ataque de

patógenos que afectan a los cultivos y para promover otros efectos benéficos. Bacterias saprófitas

rizosféricas del género Bacillus aisladas en el noreste de México demostraron su actividad

antagónica contra hongos fitopatógenos de importancia económica; por lo tanto, el uso de

fitoquímicos y de los productos naturales antes mencionados, tienen un enorme potencial y

pueden ser de utilidad práctica para el manejo ecológico y sustentable de microorganismos

patógenos.






Abstract. Use of organic products and antagonistic bacteria represents feasible options for the

ecological management of pathogenic microorganisms. Larrea tridentata also called gobernadora

produces a thick resin containing phenols, lignans, flavonoids and other products, which appear

to be biochemical defenses that repel the aggression of herbivores, fungi, and other

microorganisms. Several assays under in vitro and in vivo conditions had demonstrated that

Larrea hydro soluble extracts are bioactive against fungi, nematodes and bacteria that have a

detrimental effect on agricultural crops and humans; therefore, from our studies it is clear the

enormous potential that the resin of this shrub from the arid zones has to elaborate organic

products that can be useful to promote a sustainable agriculture with low environmental impact.

On the other hand, the biopolymer chitosan had confirmed its biological effect, alone and mixed

with gobernadora extracts on different fungi and nematodes. The antifungal activity of chitosan

has been showed in different fungi species, affecting mainly mycelial growth and sporulation;

these results are very exciting because the use of this biopolymer could be feasible for the

prevention and control of phytopathogenic diseases during pre and postharvest. Biological

control by means of antagonistic microorganisms is considered a good option to reduce the attack

of pathogens that affects crops and to promote other beneficial effects. Saprophytic rhizospheric

bacteria from the genus Bacillus isolated in north east Mexico had demonstrated its biocontrol

effect against phytopathogenic fungi of great economical importance; therefore, utilization of

phytochemicals and the natural products before mentioned, offers tremendous potential and could

be of practical utility for the ecological and sustainable management of pathogenic

microorganisms.






Introducción. Gran parte de los pesticidas usados en la agricultura están asociados a

enfermedades como: asma, cáncer, esterilidad, mal de Parkinson, y defectos de nacimiento. La

organización “Pesticide Action Network” reporta que cada año 3,000,000 de personas resultan

envenenadas, y alrededor de 200,000 mueren por efecto de los pesticidas sintéticos. La

Organización Mundial de la Salud reporta que el abuso y el uso inadecuado de los antibióticos

sintéticos, esta generando gran resistencia de muchos gérmenes a estos medicamentos. Eso se

debe al incesante incremento en el uso de antibióticos; además, las bacterias resistentes se han

propagado de tal manera, que eso representa uno de los principales problemas en lo referente a

salud publica, especialmente en los microbios que se encuentran provocando infecciones

intrahospitalarias y que causan neumonía, septicemia, tuberculosis, etc, (Rivera-Tapia, 2003).

Países como México de amplia biodiversidad, son un reservorio importante de plantas y animales

que contienen gran cantidad de sustancias activas, las que son la fuente directa de químicos

usados para fabricar nuevos biocompuestos. En este contexto, el arbusto conocido como

gobernadora (Larea tridentata) distribuido en las zonas áridas del norte de México, constituye

una buena opción ya que en las células cercanas a la epidermis contienen una espesa resina

(Figura 1) que puede llegar a formar parte del 20% del peso seco de las hojas o mas (Lira-

Saldivar, 2003a). Este arbusto enfrenta fuertes presiones de animales herbívoros debido a que sus

hojas están verdes durante todo el año, sin embargo, el herbivorismo en L. tridentata es casi

inexistente, debido a los compuestos encontrados en su follaje (Cuadro 1), los cuales son






defensas bioquímicas para el control biológico, ya que les permiten repeler ganado, insectos,

hongos y bacterias (Clark, 1999; Brinker, 1993).

La quitina el segundo biopolímero más abundante en la naturaleza después de la celulosa está

presente en la cutícula de crustáceos, el exoesqueleto de artrópodos y en otros organismos;

cuando queda parcial o totalmente desacetilada se conoce como quitosán. Estos tres compuestos

están formados por cadenas repetitivas de grupos OH, sólo que la quitina tiene un grupo ester y el

quitosán un grupo amina (Figura 3). La actividad antifúngica del quitosán se ha comprobado en

diferentes hongos, afectando el crecimiento micelial, la esporulación, la germinación y la

morfología de las hifas y esporas. El quitosán que es biodegradable y no tóxico, también induce

la formación de barreras de defensa que limitan el avance de los patógenos, por lo tanto, el

empleo de este biopolímero pudiese ser una nueva opción en la prevención y control de

patógenos en cultivos y alimentos (Hernández-Lauzardo, et al., 2005).

Las bacterias del género Bacillus son de las más estudiadas como agentes de biocontrol, ya que

son tolerantes a diversas condiciones desfavorables, además producen una amplia gama de

antibióticos (Fravel, 1998). El control biológico de fitopatógenos mediante el uso de bacterias

antagónicas es una opción para reducir el ataque de organismos dañinos. Algunas bacterias

antagonistas como Bacilus subtilis también han demostrado que ayudan a promover otros efectos

benéficos como una mayor emergencia de plántulas y reducción de hongos fitopatógenos del

suelo y el follaje (Kim et al., 1997; Korsten et al., 1997). Con base en los antes señalado, este

trabajo tiene como objetivo presentar diversos resultados obtenidos por los autores bajo






condiciones in vitro e in vivo, sobre la actividad antifúngica, nematicida y antibacterial de

extractos de diversos extractos de resina de L. tridentata, soluciones de quitosán, solas y

mezcladas con los extractos de Larrea; así como de aislados de cepas bacterianas saprofitas

rizosféricas del género Bacillus.

Fig. 1. Corte transversal de un folíolo de Larrea tridentata en el que se observan las células

epidermales adaxiales y abaxiales conteniendo la resina en su interior (160 X).

Materiales y Métodos

Elaboración de extractos de L. tridentata y preparación del quitosán. El material vegetativo fue

colectado de poblaciones naturales de gobernadora del sur de Coahuila; una vez colectado se secó

a temperatura ambiente antes de procesarlo. Para determinar la concentración de resina en el

follaje de Larrea se utilizó un equipo Soxhlet (ASTM, 1993), poniendo 10 g de hojas secas en el

contenedor de extracción y 250 ml de cada solvente utilizado separadamente los solventes






orgánicos etanol, metanol y cloroformo. La extracción de la concentración de resina se realizó

por triplicado durante un período de aproximadamente 24 h. Con la finalidad de obtener extracto

de resina en volumen suficiente para realizar los bioensayos in vitro e in vivo, se utilizó la técnica

de extracción por inmersión del follaje seco y cribado en cada solvente considerado de acuerdo a

metodología que ya ha sido previamente reportada (Lira-Saldivar et al., 2003b). Para preparar las

soluciones de quitosán se utilizó producto comercial (Sigma Aldrich); pesando la cantidad

suficiente para preparar las concentraciones deseadas, por lo que se disolvió el en 100 ml de agua

destilada, con 2 ml de ácido acético glacial y se calentó durante 24 horas con agitación constante.

La solución fue ajustada a un pH de 5.5 con soluciones normales de NaOH, finalmente se agregó

0.1 ml de Tween 80 (Bautista-Baños et al., 2003).






Cuadro 1. Principales constituyentes fitoquímicos de Larrea tridentata (Brinker, 1993).

Porcentaje del peso seco Tipo Compuesto 16-21 Acido Dihidroguaiaretico Acido nordihidroguaiaretico

Lignanos Fenólicos

Nordihidroguaiacin 5-7.5 Apigenin

Flavonoides Kaempferol

10-15 Triterpenos Larreagenin A Acido Larreico 0.1-0.2 Monoterpenos Alpha penene Volátiles Delta-3-carene Limoneno Aromáticos Benzaldheido Benzilacetato Benzilbutano Metil naftaleno Esteroides Beta-sitosterol Colesterol Campesterol Carbohidratos Glucosa Sucrosa 70.1 (de tallos) Lípidos Alkil esteres (C46-C56) 16.6 Amino ácidos Fenilalanina Isoleucina Acido glutámico Acido aspártico Glicina 15.6mg/lb Vitaminas Caroteno 19.8mg/100g Vitamina C 13.7 Minerales Na, K, Ca, Mg, Fe, S y P

Determinación de la concentración de NDGA. Para conocer la cantidad del que se considera el

principal ingrediente activo en la resina de L tridentata, el catecol lignano NDGA (Figura 2) se

realizaron análisis mediante la técnica de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC)

utilizando la técnica de fase inversa, empleando empaques de sílica recubierta con octadecano

(columna C18) utilizando como fase móvil isocrática una mezcla de solventes metanol:agua en






porcentajes de 70:30 v/v, con medio ligeramente ácido promovido por la adición de unas gotas de

ácido acético al eluente en uso. Los estándares del ingrediente activo NDGA utilizados oscilaron

en concentraciones de 100, 200, 300, 500 y 1,000 ppm, empleando metanol (grado HPLC) como

solvente de aforación; la curva de calibración se obtuvo de forma lineal (r > 0.9998). Las

muestras fueron preparadas por separado disolviendo 100 mg de resina de gobernadora obtenida

con cada uno de los solventes, aforando a 100 ml con metanol.

Fig. 2. Estructura química del catecol lignano ácido nordihidroguaiarético (NDGA), componente

principal de la resina producida en las hojas del arbusto de Larrea tridentata.

Bioensayos in vitro con hongos y bacterias. Para el estudio de la actividad antifúngica en

diversos hongos fitopatogénicos bajo condiciones de laboratorio, los extractos fueron

incorporados a medio de cultivo papa-dextrosa-agar (PDA; Difco Laboratories) a

concentraciones en el rango de 0 a 12,000 ppm. Una vez solidificado el medio de cultivo, se tomó

un explante (5 mm Ø) del cultivo puro en PDA del hongo en cuestión con la ayuda de un

sacabocados. Dicho explante se depositó al centro de la caja Petri con el medio envenenado y las

placas control que contienen únicamente PDA, luego se sellaron para evitar contaminación y se

incubaron a 25°C hasta que el crecimiento micelial llenó la caja del testigo absoluto. Para






determinar el efecto antifúngico se midió el crecimiento micelial radial con un vernier y en

algunos casos se determinó la esporulación del hongo. Un procedimiento similar se siguió para

los bioensayos con bacterias patógenas de humanos, sólo que con ellas se utilizaron los medios

Caldo Infusión Cerebro Corazón (BHI) y Agar Mueller Hinton (MHA). Se tomó un cultivo de

cada una de las cepas de bacterias conservadas en placas con MHA con un asa bacteriológica y se

sembraron en tubos que contenían BHI, se incubaron a 37°C durante 18 a 24 h; se colocaron 10

μl de este cultivo en cajas con el medio envenenado dividida en 5 secciones y se extendió el

inóculo mediante la técnica de estriado y se incubaron a 37°C por 24 h. Este procedimiento se

siguió para cada cepa evaluada, realizando cada uno de los bioensayos por triplicado.

Fig. 3. Estructura química de los biopolímeros celulosa y quitina, y su derivado el quitosán.






Muestreo del suelo y aislamiento de las bacterias antagonistas. Se tomaron muestras de suelo de

500 g de la rizósfera de plantas sanas de lotes comerciales en diversas áreas agrícolas del noreste

de México, mismas que se depositaron en bolsas de plástico y se mantuvieron en refrigeración a

5°C. Para realizar el aislamiento de bacterias esporuladas del género Bacillus se tomaron 10 g de

cada muestra de suelo homogeneizada, los cuales se mezclaron en 90 ml de solución salina estéril

al 0.85%, se realizaron diluciones seriadas hasta 10-4, y posteriormente se colocaron en baño

maría a 70ºC por 15 minutos. De cada tubo de ensayo se tomó 0.1 ml de la suspensión, la cual se

depositó y difundió en cajas Petri con agar nutritivo suplementado con 1% de almidón. Las

placas fueron incubadas a 40ºC ± 2°C por 48 h, hasta que se diferenciaron las colonias

bacterianas por su morfología y color, seleccionando solo las colonias de bacterias con forma

bacilar y presencia de endospora. Las colonias se purificaron, se les asignaron claves, se

transfirieron a tubos de ensayo con agar nutritivo y se conservaron en refrigeración a una

temperatura de 5°C (De la Garza-Rodríguez, et al., 2005).

Determinación de antagonismo in vitro. Pruebas de inhibición confrontando cepas bacterianas y

los hongos en estudio se efectuaron con la finalidad de seleccionar los aislados bacterianos que

manifestaron actividad inhibitoria contra los hongos. Este bioensayo consistió en colocar al

centro de una placa de PDA un explante del crecimiento activo del fitopatógeno y en cada punto

cardinal, una asada de cada aislado, evaluando de esta manera cuatro cepas por placa,

incubándose a 22°C por 48 h. Se seleccionaron las cepas que inhibieron el crecimiento de los

hongos; también se usó una cepa comercial de Bacillus subtilis como testigo de control y placas

individuales de cada fitopatógeno sin antagonista como testigos absolutos. Se realizaron lecturas






del crecimiento diametral del micelio con la ayuda de un vernier cada 24 h durante el tiempo en

que el testigo absoluto llenó con su crecimiento micelial la placa de cultivo (Aguirre-Aguirre, et

al., 2005).

Resultados y Discusión

Actividad antifúngica y antibacterial in vitro de Larrea tridentata y quitosán. Estudiando el

posible efecto diferencial de gradientes latitudinales y altitudinales de varios extractos de L.

tridentata contra hongos fitopatógenos Lira-Saldivar et. al. (2002) analizaron la actividad

antifúngica contra Fusarium oxysporum de los extractos metanólico, etanólico y clrofórmico de

la resina de L. tridentata proveniente de follaje colectado en los desiertos Chihuahuense (DCh) y

Sonorense (DS) del norte de México. Sus resultados mostraron una actividad fungistática en este

hongo desde 1000 ppm con todos los extractos evaluados, sin importar la latitud o altitud a que se

hubieran colectado las muestras de follaje de este arbusto; pero un claro efecto funguicida sólo se

pudo detectar con todos los extractos hasta la dosis de 8,000 ppm.

En el trabajo de Gamboa-Alvarado et. al. (2003) se analizó la actividad antifúngica contra los

hongos Rhizoctonia solani y Phytophthora infestans de los extractos metanólicos de la resina de

L. tridentata de follaje colectado en los DCh y DS. Ellos reportan que el crecimiento micelial de

ambos patógenos fue inhibido completamente con bajas dosis de dichos extractos; ya que con

500 y 2000 ppm P. infestans y R. solani respectivamente, fueron inhibidas por completo. Estos

resultados señalan claras diferencias significativas en la inhibición del patógeno con los extractos

de ambos desiertos, siendo más eficaces los del DS. Los datos también muestran un efecto

ocasionado por la latitud de donde provenían las muestras de follaje, ya que los extractos






originarios de latitudes sur del DCh ocasionaron mayor inhibición sobre P. infestans que los de

latitudes norte. Un efecto inverso fue observado con los del DS, ya que los de latitudes norte

tuvieron un mayor efecto antifúngico que los del sur. Esto sugiere que tanto las concentraciones

diferenciales de resina y sus principales componentes como NDGA, ocasionan desiguales efectos

microbicidas. Downum et al. (1988), al realizar un estudio sobre la variación inter e

intrapoblacional del contenido de NDGA en la resina de L. tridentata colectada en el DS,

determinaron que el principal constituyente fenólico (NDGA) en la resina de Larrea declinó de

norte a sur; por lo tanto, si se detectó un efecto latitudinal en el contenido de este fitoquímico, lo

cual se asoció a cambios en temperatura y precipitación. Los resultados obtenidos por

Hernández-Suárez (2005) relativos a la concentración de NDGA extraído de la resina de

gobernadora con diferentes solventes mediante la técnica de HPLC, indican que las

concentraciones obtenidas con cloroformo, metanol, etanol y hexano fueron: 23.6, 17.5, 8.3 y

4.6% respectivamente. La explicación relacionada con la diferencia observada en la

concentración de resina obtenida, posiblemente se debe a la diferente polaridad química de los

solventes utilizados para la extracción, la cual es intrínseca de cada uno de ellos.

Determinaciones de la concentraciones de NDGA realizadas por Downum et al. (1988) y

González-Coloma, et al. (1988) de poblaciones naturales de gobernadora del Desierto Sonorense

se encuentran en un rango similar a las antes reportadas.

El efecto fungitóxico contra Alternaria solani de los extractos hidrosolubles etanólico,

metanólico y clorofórmico obtenidos de poblaciones nativas de L. tridentata de los DCh y DS,

también fue reportada por Lira-Saldivar et al. (2003b). Un efecto inhibidor del crecimiento






micelial y de la esporulación en este hongo se apreció a partir de 1000 ppm, sin embargo, un

resultado funguicida fue observado con los tres extractos a la dosis de 8000 ppm. El hongo

Pythium sp. causante de graves enfermedades radiculares a plántulas de numerosos cultivos

hortícolas también fue completamente inhibido con los extractos antes mencionados. El efecto

fungicida se mostró consistente, independientemente del solvente usado para la extracción o del

sitio geográfico de colecta. Se pudo confirmar que los extractos metanólicos de ambos desiertos

resultaron ser superiores que el etanólico y clorofórmico, ya que a dosis relativamente bajas (500

ppm) la acción antifúngica fue superior que la de los otros dos extractos. (Lira-Saldivar et al.,

2003c).

En relación con la actividad fungicida de los extractos de gobernadora contra hongos del género

Aspergillus, el trabajo de Hernández-Suárez et al. (2005a), consignó que los extractos etanólico y

metanólico de L. tridentata mostraron un marcado efecto antifúngico, ya que con el extracto

etanólico a partir de 1000 ppm se logró el 100% de inhibición de A. niger, en cambio para los

hongos productores de aflatoxinas (A. flavus y A. parasiticus) se requirieron dosis de 4000 ppm

para inhibirlos totalmente. Los resultados obtenidos por Hernández-Suárez et al. (2005b), quienes

analizaron el efecto antibacterial de extractos de L. tridentata contra siete bacterias (Escherichia

coli, Salmonella typhimurium Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella oxytoca, Proteus vulgaris,

Staphylococus aureus y Enterococus faecalis) causantes de infecciones en humanos y productos

agrícolas, indican que el extracto etanólico de L. tridentata al 30% de ingrediente activo mostró

su eficacia antibacterial contra todas las bacterias estudiadas, tanto gram positivas como gram






negativas, esto se hizo muy evidente desde la baja concentración de 125 ppm para Escherichia

coli, especie que resultó ser la más sensible de las 7 cepas que se evaluaron; a 1,000 ppm todas

las demás cepas mostraron su vulnerabilidad al extracto.

Los resultados antes señalados concuerdan con los reportados por Zamora (1988) y Verástegui et

al. (1996) quienes determinaron el efecto de diversos extractos de L. tridentata en el crecimiento

de hongos, levaduras y bacterias que afectan a la salud de humanos y animales. Su información

muestra que los extractos de gobernadora inhibieron diversos actinomicetos y hongos entre los

que destacan: Candida krusei, C. albicans, C. rugosa, Cryptococcus neoformans, C. laurenti y C.

albidus, así como las bacterias Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens, Shigela

dysenteriae y Proteus vulgaris.

Al analizar el efecto del quitosán y extractos de L. tridentata sólos y mezclados contra cinco

cepas del hongo Colletotrichum gloeosporioides causante de la enfermedad conocida como

antracnosis, Santiago-Cabrera (2004) reportó que al aplicar de manera preventiva soluciones de

quitosán a 8000 ppm y L. tridentata a 4000 ppm, este hongo no causó infecciones en frutos de

papaya (Carica papaya L. cv Maradol); mientras que la formulación quitosán-L. tridentata a las

dosis 2000-2000 ppm tuvo el mismo efecto, por lo que la combinación de ambos bioproductos

mostró una capacidad inhibitoria muy superior en comparación con el efecto obtenido con los

compuestos por separado. En el trabajo de Ángeles-Margarito (2004) se analizó en diversos

bioensayos el efecto antifúngico de numerosos tratamientos de los extractos etanólico,

metanólico y sódico de L. tridentata y de soluciones de quitosán de bajo y elevado peso






molecular; así como el posible efecto sinérgico de la combinación quitosán-Larrea. En cuanto a

los tres extractos empleados, los datos demuestran que los dos mejores fueron el mtanólico y

etanólico respectivamente, al inhibir totalmente el crecimiento micelial del hongo y a la misma

concentración (8000 ppm). En relación al efecto del quitosán de bajo peso molecular este logró la

inhibición completa del hongo a partir de 12,000 ppm; mientras que al emplear el quitosán de

elevado peso molecular la inhibición al 100% se alcanzó con una dosis significativamente menor

(2000 ppm).

En lo que se refiere al efecto sinérgico de las formulaciones quitosán-Larrea, este último

producto con sus tres extractos, las mezclas que mayor efecto antifúngico manifestaron al inhibir

en 100% el crecimiento micelial del patógeno fueron las a partir de las concentraciones

500+2000 ppm de ambos bioproductos, tanto con el extracto etanólico como metanólico de

Larrea tridentata. Hasta lo mejor de nuestro conocimiento los trabajos antes señalados

relacionados con las formulaciones quitosán-Larrea es la primera vez que se reportan, y además

han demostrado un efecto antifúngico y sinérgico. Trabajos previos realizados también confirman

la actividad antifúngica del quitosán. Cepas de Fusarium oxysporum, Penicillium digitatum y

Rhizopus stolonifer aisladas de papaya, presentaron una inhibición del crecimiento micelial

(superior al 50%) a concentraciones de quitosán de 1.5% en adelante, observándose una

correlación directa entre la concentración de quitosán y la inhibición del crecimiento. La

esporulación mostró un comportamiento similar, a excepción de P. digitatum, la cual se estimuló

en presencia de quitosán (Bautista-Baños et al., 2004). Estos autores también reportan cambios

en la morfología de las esporas (área, longitud y forma) de acuerdo al tratamiento y/o tiempo de






incubación comparados con las esporas no tratadas. Concentraciones bajas de quitosán (0.05 y

0.20%) igualmente inhibieron marcadamente el crecimiento micelial de Botrytis cinerea aislado

de durazno, pera japonesa y kiwi (Du et al., 1997).

Trabajos de campo y efecto nematicida Larrea tridentata y quitosán. El estudio conducido por

Lira-Saldivar et al. (2003d) para determinar el efecto de cuatro dosis (0, 10, 20 y 40 kg/ha) del

extracto etanólico hidrosoluble de L. tridentata a parcelas solarizadas y no solarizadas sembradas

con chile chilaca (cv. Anaheim), reveló que las parcelas solarizadas mas 20 kg/ha de Larrea

mostraron un leve daño radicular (2.22%) causado por patógenos del suelo, pero las parcelas

solarizadas sin el extracto de Larrea reportaron un daño de 5.2%, o sea un incremento de 134%

en la severidad del daño radicular a las plantas. Por otro lado, las parcelas sin solarizar y sin

extracto de Larrea alcanzaron 12.59% de daño en las raíces, esto es un incremento de 567% en el

daño radicular por los patógenos del suelo en comparación con los lotes solarizados y que

recibieron 20 kg/ha del extracto de gobernadora.

Al estudiar el efecto de los tratamientos antes señalados sobre las poblaciones naturales de

nematodos y el rendimiento de las plantas de chile, se observó que el extracto de resina

gobernadora incorporado al suelo a la dosis de 20 kg/ha redujo la población de estos

microorganismos, pero un claro efecto nematicida no pudo ser comprobado (Lira-Saldivar et al.,

2004). La actividad nematicida de plantas como Tagetes erecta (cempazúchil o flor de muerto)

también ha sido reportada por Zavaleta Mejía et al., (1993), estos autores reportan que la

incorporación al suelo de residuos vegetales de T. Erecta, redujeron la población e infección del






nematodo Meloidoigyne incógnita en el cultivo de chile; atribuyeron ese efecto a los compuestos

bioquímicos tertienilos en sus tejidos. En búsqueda de opciones a los agroquímicos sintéticos

usados para el control de nematodos, Insunsa et al., (2001) evaluaron diversas especies de plantas

contra Xiphinema americanum sensu lato que afecta el cultivo de la vid; también encontraron

inmovilidad o muerte de los nematodos con extractos de 18 plantas, incluyendo Tagetes erecta,

T. patula nana y Zinnia elegans, entre muchas otras.

En el trabajo experimental in vitro realizado por De Anda-Villarreal (2003) con diversos géneros

y especies de nematodos colectados de suelo infestado donde se tenía sembrado melón, vid y

nogal, se comparó el efecto de cuatro dosis (1000, 2000, 4000 y 8000 ppm) del extracto etanólico

de gobernadora contra el nematicida comercial Mocap, en este estudio se consignó un claro

efecto nematicida con las dosis de 4000 y 8000 ppm, habiendo también reportado que el efecto de

estas dosis resultaron ser estadísticamente iguales que la del nematicida utilizado para comparar

el efecto del extracto de L. tridentata.

Estudiando la actividad nematicida de extractos de Larrea y soluciones de quitosán sobre la

eclosión de huevecillos y en poblaciones juveniles de segundo estadio (J2) del nematodo falso

agallador (Nacobbus aberrans), así como el efecto de esos bioproductos en el crecimiento y

desarrollo de plantas de tomate cv Río Grande, los resultados obtenidos por Peña-Rodríguez

(2003) indicaron que el extracto etanólico de gobernadora en soluciones acuosas a

concentraciones de 60, 80 y 100%, conteniendo 21% V/V de resina y quitosán a 1000 y 2000

ppm, así como la mezcla Larrea-quitosán a esas concentraciones mostraron una alta actividad

nematicida que resultó en una significativa inhibición de la eclosión y en la movilidad de los J2,






la cual fue irreversible cuando las masas de huevecillos y los nematodos fueron transferidos en

agua destilada. El mismo efecto adverso en la movilidad de los nematodos fue detectado con

Carbofurán (Furadán 350), un extremadamente tóxico pesticida sintético que fue usado como el

control químico. La actividad nematicida observada en los trabajos antes señalados pudiese ser

atribuida a los diversos compuestos como fenoles, flavonoides y triterpenos presentes en la resina

de Larrea. Chitwood (2002) señala que fitoquímicosos como los mencionados, así como

isotiocianatos, glucosinolatos, glicósidos y alcaloides, entre otros, tienen un tremendo potencial

para el combate de nematodos y otros parásitos de las plantas.

Actividad antifúngica de bacterias antagonistas. Analizando el efecto in vitro de diversos

aislados de Bacillus contra Alternaria dauci, Aguirre-Aguirre (2004) demostró la capacidad de

esos aislados para inhibir el desarrollo de ese hongo, ya que logró detener su crecimiento en 48 %

con el aislado B3. Una actividad in vitro similar a la observada en este estudio, se presentó contra

el alga P. capsici reportada por (Lagunas-Lagunas et al., 2001) con otras cepas de Bacillus, estos

autores consignan que lograron inhibir el crecimiento micelial del patógeno en 41%. La falta de

actividad antifúngica observada con el aislado B15 y la mezcla de aislados de Bacillus,

probablemente se debió a un efecto antagónico entre si; o quizá a que algunos microorganismos

presentan antibiosis in vitro y no necesariamente presentan esa característica cuando se evalúan

in vivo o viceversa (Castellanos et al., 1995).

Por su parte, De la Garza-Rodríguez (2004) realizó un trabajo para analizar la efectividad

biológica in vitro de 57 cepas del género Bacillus aisladas de muestras de la rizósfera de plantas






de chile en cinco localidades del noreste de México contra el hongo fitopatógeno P. capsici. Once

de las cepas mostraron efectos antagónicos en el laboratorio (Figura 4), mismas que fueron

utilizadas para un segundo estudio incluyendo a una cepa comercial de B. subtilis contra P.

capsici, F. oxysporum y R. solani; patógenos que están claramente asociados a la marchitez del

chile que afecta diversas regiones de México. Los resultados obtenidos mostraron porcentajes de

inhibición de 25.46% (B13) a 41.1% (B1) contra P. capsici; de 19.56% (B8) a 38.31% (B5)

contra R. solani y de 14.47% (B11) a 31.83% (B12) contra F. oxysporum. El efecto de

antagonismo de las cepas bacterianas de B subtilis utilizadas en estos trabajos, pudiese ser

imputada a varios mecanismos de acción de los antagonistas para controlar el desarrollo de

patógenos sobre las plantas como antibiosis, competencia por espacio o por nutrientes,

interacciones directas con el patógeno (micoparasitismo, lisis enzimática), e inducción de

resistencia (Vero-Méndez (1999).

Fig. 4. Antibiosis observada in vitro de cepas nativas de Bacillus spp. del noreste de México

contra los hongos Phythophtora capsici, Rizoctonia solani y F. oxysporum.






Conclusiones. Los pesticidas sintéticos, así como los antibióticos de uso común han sido

efectivos para controlar microorganismos patógenos, sin embargo, han ocasionado problemas

ambientales y para la salud humana, así como una mayor resistencia a los agroquímicos y

antibióticos sintéticos. Por estas razones productos naturales derivados de plantas como L.

tridentata, biopolímeros como el quitosán, y bacterias antagonistas, que han demostrado su

efecto antifúngico, antibacterial y nematicida contra patógenos que afectan a plantas y humanos,

representan buenas opciones con potencial y viabilidad comercial para enfrentar

microorganismos infecciosos de gran importancia económica, ya que son fuente muy importante

de compuestos bioquímicos activos, además son biodegradables y relativamente no tóxicos para

humanos, animales y el medio ambiente.

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