Los científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) no escatiman esfuerzos, o mejor dicho, hojas, en su búsqueda de nuevas formas de contrarrestar el hongo que causa la mancha de alquitrán, una enfermedad que afecta el rendimiento del maíz en el medio oeste de Estados Unidos.
por Jan Suszkiw, Servicio de Investigación Agrícola
Reportada por primera vez en Illinois e Indiana en 2015, la mancha de alquitrán ahora se ha expandido para incluir otros estados cercanos, así como Florida y Canadá. La enfermedad se manifiesta como manchas negras elevadas que motean las hojas, cáscaras y tallos de variedades de maíz susceptibles , disminuyendo su capacidad fotosintética y, en casos graves, matando las plantas e infligiendo pérdidas de rendimiento de grano de 20 a 60 fanegas por acre.
Ahora, sin embargo, esas mismas manchas pueden revelar un enemigo oculto del hongo que causa la mancha de alquitrán, Phyllachora maydis. Las manchas, llamadas estromas, son una forma estructural resistente del hongo que le permite sobrevivir el invierno y liberar un grupo de esporas en la primavera siguiente que infectan la siguiente cosecha de maíz.
Pero un equipo de científicos perspicaces del Centro Nacional de Investigación de Utilización Agrícola del ARS en Peoria, Illinois, observó que algunos especímenes de estromas que recolectaron no lograron germinar, «obra» de otros hongos y bacterias que parasitan el hongo de la mancha de alquitrán, potencialmente abriendo la puerta a un enfoque biológico para controlarlo.
La observación de los científicos se produjo mientras inspeccionaban una parcela de investigación de maíz cerca del centro del ARS en abril de 2022. Los brotes leves de manchas de alquitrán generalmente se pueden reducir con aplicaciones de fungicidas sintéticos y variedades de maíz que puedan tolerar algunos daños del hongo. Pero bajo las condiciones climáticas adecuadas, los brotes graves pueden abrumar estas defensas, cobrando un alto precio en las ganancias de los agricultores y subrayando la necesidad de implementar contramedidas adicionales.
Afortunadamente, la naturaleza, con su sistema de controles y equilibrios, ofreció varias especies diferentes de hongos y bacterias que crecen y se reproducen en o dentro de los estromas del hongo, algunos de los cuales aparecieron como una pelusa blanquecina en los estromas cuando los investigadores los examinaron bajo un microscopio en el laboratorio.
El uso por parte de los investigadores de métodos de identificación basados en el ADN reveló que algunos de los hongos y bacterias eran conocidos agentes de control biológico de enfermedades que afectaban a otros cultivos. En los ensayos, por ejemplo, la exposición a esporas de Gliocladium catenulatum (un hongo de biocontrol disponible comercialmente) impidió que germinaran el 88 por ciento de los estromas del hongo de la mancha de alquitrán. Un hongo Alternaria aislado del estroma de una mancha de alquitrán impidió que germinaran alrededor del 45 por ciento de los estromas.
Varios estudios de investigación han demostrado que algunas cepas de Alternaria alternata son organismos de biocontrol efectivos que pueden reducir el daño causado por patógenos de plantas , dijo Eric Johnson, biólogo molecular investigador de la Unidad de Investigación de Bioprotección de Cultivos del centro ARS en Peoria.
Además, los ensayos de laboratorio indicaron que la cepa de Alternaria analizada no causó enfermedades en una variedad susceptible de maíz cuando se agregó a porciones dañadas de las hojas. También puede ser útil para matar los estromas de las manchas de alquitrán que hibernan, dado que la cepa probada creció bien a temperaturas frías, añadió Johnson.
Los estudios de los científicos se encuentran en las primeras etapas y será necesaria más investigación para determinar completamente el potencial de los hongos y bacterias para controlar biológicamente las manchas de alquitrán en campos comerciales cuando se aplican durante la temporada de crecimiento o para matar la hibernación. Mientras tanto, también se están explorando otros métodos para controlar la enfermedad, tanto en Peoria como en la Unidad de Investigación de Producción de Cultivos y Control de Plagas del ARS en West Lafayette, Indiana. Éstas incluyen:
- Examinar la biología básica y los fundamentos genéticos del hongo de la mancha de alquitrán en busca de pistas sobre nuevas formas de controlarlo.
- Desarrollar marcadores moleculares para acelerar la búsqueda de nuevas fuentes de resistencia a las manchas de alquitrán en el maíz.
- Explorar estrategias para hacer un mejor uso de los fungicidas registrados para su uso contra la mancha de alquitrán en el maíz como parte de un enfoque integrado para el manejo de la enfermedad.
Los detalles sobre el potencial de biocontrol de los rivales naturales del hongo de la mancha de alquitrán fueron publicados en la edición de junio de 2023 de la revista Microorganisms por Johnson y los coautores Pat Dowd, José Ramírez y Robert Behle, todos con la Unidad de Investigación de Bioprotección de Cultivos del centro ARS en Peoria.
Más información: Eric T. Johnson et al, Potenciales agentes de biocontrol de la enfermedad de las manchas de alquitrán de maíz aisladas de Phyllachora maydis Stromata que ha pasado el invierno, microorganismos (2023). DOI: 10.3390/microorganismos11061550
