También se espera identificar agentes de biocontrol disponibles naturalmente en sus suelos para controlar los principales patógenos de cultivos.
Caroline King escribe al respecto en un artículo publicado en el portal www.topcropmanager.com: “Se está llevando a cabo un intrigante proyecto en Manitoba y Saskatchewan para estudiar las comunidades microbianas del suelo hasta el nivel genético. El investigador principal del proyecto es Sieben Wang, investigador de Agriculture and Food Canada (AAFC) en Morden, Manitoba. Su trabajo se centra principalmente en Fusarium de cebada y avena, por lo que está muy interesado en las fuentes de inóculo de Fusarium en el campo.
En general, se cree que el hongo Fusarium pasa el invierno en los restos de plantas infectadas y luego libera esporas en el aire en la próxima temporada de crecimiento para propagarse. Wang señala: “La fusariosis no solo causa la pudrición de la cabeza en los cereales, sino que también causa la pudrición de la raíz hasta cierto punto en los cereales, las legumbres y la colza. En este sentido, nos gustaría comprender mejor el impacto de la rotación de cultivos en los patógenos del suelo y si los agentes biológicos pueden hacer frente a amenazas como Fusarium”.
Junto con sus colegas, Wang identificó los primeros objetivos del proyecto: 1) cómo se relacionan los diferentes patrones de la comunidad microbiana del suelo, su abundancia y diversidad con el tipo de rotación de cultivos, la incidencia de enfermedades de los cultivos y el nivel de patógenos en el suelo; 2) identificación de rotaciones de cultivos que tienden a contener más agentes de biocontrol y menos patógenos en el suelo.
En pequeñas parcelas, a partir de 2020, los científicos han estado comparando rotaciones de cultivos de dos años que involucran varias combinaciones de tres categorías de cultivos: cereales representados por trigo duro, cebada y maíz; las legumbres, representadas por la soja y los guisantes; semillas oleaginosas representadas por la colza.
Recolectaron datos sobre factores como las tasas de enfermedades de los cultivos y el rendimiento de los granos. También recolectaron muestras de suelo dos veces, en medio de la temporada de crecimiento y después de la cosecha, para su posterior análisis. Si bien el equipo todavía está analizando sus datos, Wang compartió algunos resultados preliminares.
Los cinco principales patógenos fúngicos transmitidos por el suelo
El equipo del proyecto utiliza diferentes tipos de análisis para estudiar microbiomas en muestras de suelo. Un componente de este trabajo de ADN implica el análisis metagenómico, el estudio de las secuencias de ADN de todos los organismos en cada muestra de suelo, para determinar la composición, abundancia y diversidad de la comunidad microbiana del suelo.
Con base en los resultados obtenidos hasta ahora para ambas parcelas de campo, los patógenos fúngicos transmitidos por el suelo más comunes son:
- especies de Fusarium (alrededor del seis por ciento del total de secuencias de ADN);
- especies de Ustilago que causan el carbón (alrededor del cinco por ciento del total de secuencias de ADN);
- Alternaria spp ., que causa enfermedades de las hojas, moho de almacenamiento y otros problemas (alrededor del tres por ciento);
- Leptosphaeria , que causa la pierna negra en la colza (alrededor del tres por ciento);
- Rhizoctonia , una de las causas de la pudrición de la raíz (alrededor del 1%).
Los científicos enfatizan que la gran cantidad de ADN de Ustilago puede parecer sorprendente, dado que el carbón es bastante raro en las praderas canadienses. Sin embargo, explica Wang, la única razón para esto es controlar el carbón mediante la plantación de variedades resistentes a la enfermedad y el tratamiento adecuado de las semillas. razón – obscenidad control mediante la plantación de variedades resistentes a las enfermedades y el tratamiento adecuado de las semillas.
Rotaciones cortas de cultivos – gran efecto
Los científicos evaluaron la rapidez con que la rotación de cultivos afecta las características de la comunidad microbiana del suelo. Y este proyecto proporcionó información valiosa sobre las consecuencias de rotaciones muy cortas.
“A partir de los datos que tenemos hasta ahora, parece que incluso uno o dos años de rotación tendrán un fuerte impacto en la composición microbiana del suelo”, dice Wang. “Nuestro análisis distingue claramente las poblaciones microbianas del suelo de, por ejemplo, las rotaciones de cereales/granos, las rotaciones de cereales/leguminosas y las rotaciones de leguminosas/canola (colza)”.
Algunas bacterias son capaces de producir compuestos que suprimen o matan hongos. El equipo del proyecto busca en el ADN de muestras de suelo genes bacterianos específicos que se sabe que están asociados con la producción de tales compuestos antifúngicos.
Para este trabajo utilizan un protocolo llamado secuenciación, que genera aproximadamente un millón de secuencias de ADN a partir de muestras de suelo.
«Estamos comparando las secuencias de ADN que hemos creado con un panel de alrededor de 2500 tipos diferentes de genes bacterianos que podrían ayudar a combatir enfermedades», dijo Wang. – Por ejemplo, el panel incluye genes que codifican quitinasas, genes que codifican varios antibióticos y genes que codifican sideróforos. Recientemente completamos nuestra primera ronda de evaluación y encontramos de 50 a 60 de estos genes en muestras de suelo recolectadas en nuestros sitios de investigación. Ahora estamos buscando correlaciones entre el procesamiento de rotación de cultivos y la abundancia de estos genes”.
Los resultados de este análisis pueden dar al equipo una mejor comprensión de qué genes de biocontrol son de importancia primordial. Con esta información, podrían reducir estos 50 a 60 genes a un grupo de aproximadamente 15 a 20 genes indicadores clave, aquellos genes que son realmente importantes para controlar los principales patógenos fúngicos pero que no afectan a los hongos beneficiosos del suelo.
En los próximos meses, el equipo completará el análisis de datos de este proyecto de rotación. Luego, Wang espera usar este pequeño panel de genes clave de biocontrol para examinar muchas más muestras de suelo. Idealmente, le gustaría tomar muestras de los campos de los productores en Manitoba para determinar cuáles tienen el mejor potencial para suprimir patógenos importantes del suelo.
Además, además de estudiar los efectos de la rotación de cultivos, Wang comenzará a estudiar el impacto de otras prácticas, como la labranza, los fungicidas, los fertilizantes y las variedades de cultivos resistentes/susceptibles, en los microbiomas del suelo.
“Creo que es muy importante tratar de trabajar con la naturaleza aprovechando las bacterias benéficas locales en nuestros suelos”, concluye Wang. “Si podemos encontrar formas de promover microbiomas del suelo que supriman enfermedades, ayudaremos a los agricultores a producir mejores cultivos y reducir los costos de producción, además de ayudar al medio ambiente”.
Con base en los resultados del estudio ampliado, se prepararán recomendaciones para los productores sobre qué sistemas de producción son los más adecuados para aumentar las poblaciones de bacterias de control biológico y suprimir las poblaciones de patógenos”.
(Fuente: www.topcropmanager.com. Autor: Caroline King.)
