Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte trabajan en manejo integrado, variedades resistentes y herramientas con inteligencia artificial para detectar a tiempo un patógeno fúngico agresivo.
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Karem Díaz S.
Hace algunos años, Austin Wrenn detectó un problema inquietante en los invernaderos de fresa de Wrenn’s Farm, en Zebulon, Carolina del Norte. Fue uno de los primeros productores del estado en sufrir pérdidas por un patógeno fúngico inesperado y agresivo conocido como Neopestalotiopsis, o Neo-P.
Para la industria fresera de Carolina del Norte, Neo-P se ha convertido en una amenaza seria. Lo que antes era considerado un hongo menor y oportunista ha pasado a ocupar un lugar central entre los riesgos sanitarios del cultivo de fresa.
El patógeno ganó atención nacional en 2017 tras un brote devastador en campos de fresa de Florida. En 2022 fue confirmado en Carolina del Norte, donde productores e investigadores comenzaron a enfrentar un problema difícil de manejar.
Una enfermedad difícil de detectar en el trasplante
Una de las mayores dificultades es que las plantas infectadas pueden parecer sanas cuando son trasladadas desde los viveros hacia los campos de producción. El hongo puede permanecer sin ser detectado durante semanas, hasta que las plantas colapsan.
Wrenn, presidente de la North American Strawberry Growers Association, considera a Neo-P una amenaza para un negocio de alto riesgo. Antes de cosechar los primeros frutos, pequeñas operaciones familiares pueden haber invertido entre 20.000 y 30.000 dólares por acre en el cultivo.
Cuando Neo-P se desarrolla con fuerza, los productores pueden perder grandes porciones de sus campos casi de un día para otro. Ese impacto resulta especialmente grave para agricultores pequeños que dependen de la venta de fruta para recuperar la inversión y sostener su actividad.
El caso vuelve a poner en primer plano la importancia de la sanidad en el cultivo de fresa, sobre todo cuando hongos agresivos comprometen plantas, fruta, hojas y coronas.
Carolina del Norte apuesta por una respuesta basada en investigación
Mark Hoffmann, especialista en fresa de NC State Extension y profesor asociado de ciencia hortícola, ha estado en el centro de la respuesta multidisciplinaria de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
Hoffmann reconoce la gravedad del patógeno, pero defiende una estrategia calmada y basada en investigación. Recuerda que hubo mucha retórica, acusaciones y temor cuando Neo-P apareció por primera vez en Carolina del Norte, pero insiste en que productores, viveros y programas de mejoramiento ya están ajustando sus prácticas.
El investigador compara la situación de Neo-P con los brotes de antracnosis de la década de 1990. Aquella enfermedad también se propagó desde material de vivero hacia campos de fructificación, pero terminó siendo manejada mediante protocolos de manejo integrado de plagas sustentados en investigación.
En el caso de Neo-P, ya existe un protocolo de manejo integrado, aunque todavía no ofrece una solución completa. Hoffmann advierte que exige más trabajo al productor, especialmente en monitoreo y aplicaciones oportunas, pero también señala que hay múltiples investigaciones en marcha para ampliar las herramientas disponibles.
Los pequeños productores con empleos fuera de la finca enfrentan mayores dificultades. Si llueve y solo pueden aplicar tratamientos durante el fin de semana, pueden perder una ventana crítica de control.
Más costos de mano de obra y fungicidas en el corto plazo
El manejo de Neo-P puede elevar las facturas de mano de obra y fungicidas en el corto plazo. Aun así, Hoffmann confía en que el conocimiento sobre la enfermedad, sus factores de propagación y su severidad permita reducir con el tiempo el temor que hoy rodea al patógeno.
La experiencia también se relaciona con otros desafíos de hongos patógenos y uso de fungicidas, donde la eficacia del control depende tanto del producto como del momento, la intensidad del monitoreo y la estrategia aplicada en campo.
El objetivo no es simplemente aumentar las aplicaciones químicas. Los investigadores apuntan a un enfoque más amplio que combine plantas libres de patógenos, higiene en viveros, rotación de cultivos, selección de cultivares, monitoreo intensivo y herramientas de diagnóstico temprano.
Investigación en varios frentes contra Neo-P
Tres investigadores de NC State expusieron recientemente áreas clave para la investigación futura sobre Neo-P. En un artículo de revisión publicado en enero en Frontiers in Plant Science, Susmita Gaire, Frank Louws y Tika Adhikari, junto con el científico sudafricano Norman Muzhinji, llamaron a desarrollar una estrategia integrada e informada por investigación.
Ese enfoque incluye la propagación de plantas libres de patógenos en viveros, mejores prácticas de saneamiento y rotación de cultivos en los campos. Gaire, Adhikari y Louws pertenecen al Departamento de Entomología y Patología Vegetal de NC State.
Los autores destacan que los avances en herramientas de diagnóstico molecular han mejorado la detección temprana y el monitoreo de Neopestalotiopsis. También señalan que ya comenzaron los esfuerzos para identificar fuentes de resistencia genética en fresa, lo que puede apoyar futuros programas de mejoramiento.
Ese trabajo se conecta con investigaciones previas sobre variedades de fresa resistentes a enfermedades fúngicas, una línea clave cuando los patógenos amenazan la rentabilidad de los productores.
Aun así, los investigadores advierten que persisten vacíos importantes en el conocimiento sobre los mecanismos de defensa de la planta, las estrategias de infección del patógeno, su ecología y la dinámica de interacción entre huésped y patógeno.
Inteligencia artificial para detectar el hongo antes del colapso
Orlando Arguello-Miranda, del Departamento de Biología Vegetal y Microbiana, trabaja junto con Adhikari y Gaire en métodos más rápidos para detectar y diagnosticar la enfermedad. Las técnicas basadas en síntomas visibles requieren habilidad técnica y pueden ser lentas.
Los métodos químicos capaces de detectar ADN del patógeno también tienen limitaciones: no cuantifican bien niveles bajos de infección ni permiten saber si el patógeno está vivo. Además, en muchos casos las muestras deben destruirse para extraer proteínas o ADN.
Para superar esas barreras, el equipo utiliza un enfoque de microscopía de células vivas impulsado por inteligencia artificial. Esta tecnología permite observar directamente cómo crece Neo-P, cómo germinan sus esporas y cuánta variación existe entre especies y aislamientos.
El sistema es una adaptación personalizada de modelos de procesamiento de imágenes con inteligencia artificial desarrollados originalmente para neurobiología. Incluye microcámaras o chips microfluídicos diseñados por el Miranda Lab para atrapar esporas fúngicas, identificarlas por su forma y observar su crecimiento.
Arguello-Miranda desarrolló un algoritmo que rastrea las puntas de los filamentos fúngicos, en lugar de analizar todo el organismo. Esto permite identificar el hongo y medir su crecimiento incluso en muestras contaminadas con restos vegetales o partículas de suelo.
El sistema puede detectar el patógeno aunque haya pocas esporas, una situación difícil para algunas pruebas químicas tradicionales. Además, el algoritmo puede cuantificar estructuras fúngicas complejas en milisegundos, una tarea que a un técnico entrenado podría tomarle hasta 20 minutos por imagen.
Una herramienta pensada para viveros y productores
La meta final es que la herramienta sea accesible para productores de plantas de fresa y de fruta. Conectar un microscopio portátil a un teléfono inteligente podría permitir que un vivero reciba una alerta inmediata cuando las microcámaras indiquen alta probabilidad de infección por Neo-P.
Ese aviso permitiría orientar aplicaciones de fungicidas o eliminar material infectado antes de que llegue al campo y provoque colapsos extensos. Para un patógeno que puede avanzar sin síntomas visibles durante semanas, la detección temprana es una ventaja decisiva.
Mientras esperan respuesta sobre una propuesta de financiamiento de gran escala, los investigadores finalizan un artículo sobre el algoritmo de seguimiento fúngico impulsado por inteligencia artificial.
Resistencia genética y mejores prácticas en toda la cadena
Caleb Bollenbacher, investigador asociado en la Horticultural Crops Research Station de Castle Hayne, considera vital el trabajo que se desarrolla en la universidad para sostener la producción de fresa en Carolina del Norte.
Una vez que Neo-P está presente, no resulta posible eliminarlo por completo. Por eso, los investigadores buscan ayudar a los productores a prevenir pérdidas con todas las herramientas disponibles.
Wrenn ha aplicado en su finca las recomendaciones de los científicos de NC State y también las utiliza en su trabajo de gestión de operaciones de fresa en Fresh Pik Produce, en Kenly. Además, suele alojar ensayos de campo para probar nuevas variedades y técnicas de manejo.
El productor sostiene que la salida pasa por desarrollar nuevos cultivares resistentes e implementar mejores prácticas en viveros y fincas. También advierte que el control químico es una herramienta importante, pero no bastará con fumigar para resolver el problema.
El manejo de Neo-P exigirá una estrategia múltiple, más investigación y financiamiento para actuar sobre toda la cadena de producción. En esa dirección, experiencias como la producción de frutilla con bioinsumos muestran la relevancia de integrar sanidad, prevención y decisiones agronómicas antes de que los patógenos reduzcan el rendimiento.
Fuente(s) referenciales
