Los hongos del género Trichoderma son importantes agentes de biocontrol para las enfermedades de las plantas, pero su supervivencia en el campo deja mucho que desear. Ahora, investigadores han descubierto que Trichoderma puede utilizar un subproducto de la producción de vitamina C para colonizar el suelo con éxito, y que este poderoso hongo puede combatir enfermedades peligrosas del tomate.
En un artículo de un equipo de investigadores de la Academia China de Ciencias, que propone un nuevo enfoque para colonizar suelos, incluidos aquellos con deficiencia de nutrientes, con el hongo de biocontrol más popular, Trichoderma harzianum . Este conocido microorganismo de biocontrol suele mostrar una eficiencia de colonización limitada en suelos pobres en nutrientes, lo que reduce la eficacia del biocontrol.
El control biológico ha sido ampliamente estudiado y aplicado en el manejo de enfermedades de las plantas debido a su respeto al medio ambiente, su sostenibilidad y su bajo riesgo de resistencia a los patógenos.
Los microorganismos de biocontrol incluyen principalmente Bacillus , Streptomyces , Pseudomonas , hongos micorrízicos, Trichoderma y otros.
Entre ellos, Trichoderma harzianum es uno de los agentes de biocontrol más utilizados. Este hongo suprime las enfermedades de las plantas mediante múltiples mecanismos, como la competencia por el nicho ecológico con patógenos, la competencia por nutrientes, la secreción de metabolitos secundarios antimicrobianos y la inducción de resistencia sistémica en las plantas.
Entre los antibióticos producidos por Trichoderma , la gliotoxina tiene una fuerte actividad inhibidora contra hongos fitopatógenos como Pythium ultimum (causa la podredumbre por Pythium, la llamada pierna negra) y Rhizoctonia solani Kuhn (conocido agente causante de la sarna negra de las patatas y la podredumbre de la raíz por Rhizoctonia del trigo).
Además, T. harzianum puede secretar fitohormonas, modular el ciclo de nutrientes del suelo y promover el crecimiento de las plantas y la tolerancia al estrés.
Los agentes de biocontrol basados en Trichoderma tienen un alto nivel de comercialización y representan más del 60% de los agentes de biocontrol fúngicos utilizados para controlar enfermedades de las plantas.
El mercado global de productos de biocontrol basados en Trichoderma ha crecido rápidamente en los últimos años, con más de 250 agentes comerciales registrados en todo el mundo.
Entre ellas, T. harzianum es la especie más utilizada, seguida de T. viride y T. koningii . El uso de agentes de biocontrol basados en Trichoderma se ajusta a los principios del desarrollo sostenible y la agricultura ecológica, lo que la convierte en foco de investigación académica y aplicaciones prácticas en el manejo de enfermedades vegetales.
La colonización exitosa del suelo es fundamental para que Trichoderma spp. promueva eficazmente su crecimiento y realice funciones supresoras de enfermedades, sin embargo, la eficiencia de colonización del hongo suele ser demasiado baja en las prácticas agrícolas.
Una de las principales razones es que las complejas propiedades fisicoquímicas del suelo combinadas con la disponibilidad limitada de nutrientes inhiben el crecimiento inicial y la reproducción de Trichoderma spp. después de la aplicación.
Para abordar este problema, se han desarrollado diversas estrategias, incluida la selección de cepas de Trichoderma con alta eficiencia de colonización, el uso combinado de múltiples cepas de control biológico y un enfoque relativamente nuevo: fertilizantes bioorgánicos para Trichoderma.
Los fertilizantes bioorgánicos combinan eficazmente los beneficios de los fertilizantes orgánicos y los microorganismos de control biológico, no sólo proporcionando nutrientes esenciales para Trichoderma spp. sino también actuando como portador para mejorar su eficiencia de colonización.
Por lo tanto, la búsqueda e identificación de nuevas sustancias orgánicas que faciliten la colonización de Trichoderma sp . representa un enfoque prometedor y efectivo para mejorar significativamente la efectividad de este tipo de biocontrol en los sistemas agrícolas.
La vitamina C (ácido ascórbico, AAS) es una sustancia esencial que desempeña un papel importante en la salud humana y se produce a escala industrial mediante un proceso de fermentación de dos pasos.
El principal subproducto de este proceso es el residuo después de la evaporación (RAE), que se forma después de la evaporación, concentración y cristalización del líquido de fermentación para extraer el ácido 2-ceto-L-gulónico (2KGA, un precursor clave para la producción industrial de ASA).
El RAE se compone principalmente de varios ácidos orgánicos de bajo peso molecular, incluidos 2KGA, ácido oxálico, ácido fórmico, ácido acético y otros.
Varios estudios han demostrado que el RAE muestra un gran potencial para la aplicación agrícola como un nuevo recurso orgánico procedente de la fermentación industrial.
Se ha demostrado que el RAE mejora significativamente el rendimiento de los cultivos y el contenido de ASA, a la vez que influye positivamente en las comunidades microbianas del suelo, incluidas las comunidades salino-alcalinas, y aumenta la disponibilidad de nutrientes. En particular, el 2-KGA, un componente principal del RAE, participa activamente en las vías del metabolismo del carbono de las plantas y mejora significativamente la tolerancia al estrés salino y al frío en la col china.
Además, se descubrió que la aplicación combinada de RAE y Trichoderma longibraciatum promueve la restauración de la vegetación y mejora la calidad del suelo en los vertederos de desechos mineros.
Curiosamente, observamos que los medios que contenían RAE a menudo presentaban un crecimiento fúngico significativo. Esta observación nos lleva a plantear la hipótesis de que el RAE, como fuente de carbono orgánico rico en nutrientes y de bajo peso molecular, puede ser utilizado por hongos como T. harzianum . Esto podría mejorar la eficiencia de colonización de T. harzianum en el suelo, lo que a su vez aumenta su eficacia en la supresión de enfermedades, según explicaron los autores del estudio en sus antecedentes.
En este estudio, se investigaron los efectos de RAE sobre el crecimiento y la eficacia de supresión de enfermedades de T. harzianum tanto en experimentos de cultivo puro de laboratorio como en ensayos en macetas para probar la hipótesis.
El estudio tuvo como objetivo abordar las siguientes preguntas clave: (1) ¿Puede T. harzianum utilizar RAE o su componente principal, 2KGA, para mejorar su crecimiento? (2) ¿Pueden RAE y 2KGA mejorar la eficiencia de colonización de T. harzianum en el suelo y, por lo tanto, mejorar su capacidad de supresión de enfermedades?
Al abordar estas cuestiones, el estudio pretende aportar nuevos conocimientos sobre la utilización de recursos de los residuos de la fermentación de la vitamina C y sentar una base teórica para la aplicación de RAE en la práctica agrícola.
Experimentos in vitro mostraron que el RAE y su componente principal (ácido 2-ceto-L-gulónico, 2KGA) aumentaron significativamente la biomasa y la producción de esporas (41,44% y 158,46% en promedio) de dos cepas de T. harzianum en medio oligotrófico (1/5 PDA).
En un ambiente más limitado en nutrientes (1/10 PDA), RAE aumentó significativamente la tasa de inhibición de T. harzianum contra los patógenos comunes del tomate Fusarium graminearum , Botrytis cinerea y Alternaria alternata en un 6,12-7,77%.
Los experimentos en maceta mostraron además que, en comparación con la aplicación de T. harzianum solo , la aplicación combinada de RAE y T. harzianum (1) aumentó significativamente la abundancia de T. harzianum en un 23,77%, mientras que disminuyó significativamente la abundancia de B. cinerea en un 33,78% en el suelo de la rizosfera; (2) mejoró significativamente el contenido de fósforo disponible en el suelo (147,63%), nitrógeno amónico (60,05%) y nitrógeno nítrico (32,19%); (3) mejoró significativamente la actividad de la superóxido dismutasa (17,39%) y el peso fresco de las plantas de tomate (130,74%).
El análisis de correlación mostró que había correlaciones positivas significativas entre la abundancia de T. harzianum /biomasa de la planta y RAE.
En conjunto, el RAE promovió eficazmente el crecimiento de T. harzianum y la capacidad de supresión de patógenos al tiempo que mejoraba la fertilidad del suelo y la biomasa del tomate.
Este estudio ofrece nuevos conocimientos sobre la aplicación agrícola de RAE para controlar enfermedades de las plantas y al mismo tiempo apoya el desarrollo sostenible de la producción de vitamina C.
Basado en el artículo de un grupo de autores (Wenxin Song, Weichao Yang, Hao Sun, Mingfu Gao, Hui Xu), publicado en la revista Agronomy 2025 en el portal www.mdpi.com.
