Caracterización morfológica, biológica y molecular de 20 cepas de metarhizium anisopliae.

Abstract

El cultivo de la caña de azúcar provee un ecosistema que ofrece un ambiente favorable para el desarrollo de numerosos insectos y roedores, los cuales pueden llegar a convertirse en plagas muy perjudiciales. El efecto destructivo de estos organismos puede causar pérdidas significativas en la producción y el rendimiento azucarero y, en algunos casos, transmitir enfermedades muy importantes que afectan al cultivo (Mendoza et al., 2013). En la zona azucarera de la costa ecuatoriana existen varias especies de insectos que causan daños al cultivo de caña de azúcar, siendo los más importantes el saltahojas, Perkinsiella saccharicida Kirk., el áfido amarillo, Sipha flava Forbes; y el barrenador del tallo, Diatraea saccharalis Fabr. (Mendoza et al., 2013).

El saltahojas, P. saccharicida, puede ocasionar pérdidas de hasta 40 % en la producción de caña de azúcar. Además, este insecto es vector del virus que causa el Mal de Fiji, enfermedad aún no reportada en el país ni en el continente americano. Hasta ahora el manejo de esta plaga está basado en las labores culturales, el control natural y el uso racional de insecticidas (Mendoza et al., 2013). En la actualidad, los estudios en el área de la biología se están dirigiendo hacia un trato más amigable con el ambiente mediante el uso de agentes biocontroladores como los hongos entomopatógenos, con el fin de solucionar los problemas que afectan este cultivo (Echeverría, 2006).

Debido a la importancia del saltahojas como plaga de la caña de azúcar en el Ecuador, se propone una solución de interés ecológico utilizando Metarhizium anisopliae para el control de esta plaga. El CINCAE ha procedido a recolectar y aislar varias cepas de este entomopatógeno procedentes de diferentes zonas cañeras e importadas de otros países, las cuales no han sido diferenciadas más que por su localización. Para la caracterización se emplearon cepas de la misma especie, en la que el grado de similitud genética es una limitante a la hora de diferenciar subpoblaciones; por ello, se utilizaron marcadores microsatélites que permiten estimar mejor la variación genética porque tienen alto polimorfismo y reproducibilidad. En este sentido, el objetivo general de esta investigación fue seleccionar cepas de M. anisopliae que por sus características morfológicas, biológicas y moleculares puedan ayudar al control biológico del saltahojas, P. saccharicida.

Esta investigación se realizó en el Laboratorio de Entomología y Biología Molecular del Centro de investigación de la caña de azúcar del Ecuador (CINCAE), en Cantón El Triunfo de la provincia del Guayas; donde se caracterizó 20 cepas de M. anisopliae. Para la caracterización morfológica y biológica se evaluaron los siguientes parámetros: el tamaño de conidias, la esporulación, el crecimiento radial de las colonias, la germinación después de la exposición a los rayos ultravioleta y la patogenicidad sobre P. saccharicida. En la caracterización molecular se utilizaron 8 iniciadores o marcadores SSR para determinar los perfiles genéticos de cada una de las cepas. Con los datos moleculares obtenidos se elaboró un dendograma utilizando el coeficiente de Dice en programa NTSYS-pc versión 2.0.

De acuerdo a la caracterización morfológica se concluye que todas las cepas evaluadas pertenecieron a M. anisopliae. En cuanto a la caracterización biológica la esporulación de las cepas fue igual a partir de los 10DDI; sin embargo, las cepas CMa 03, CMa 12, Metazeb y CMa 13 presentaron mayor esporulación a los 20DDI; las cepas que mostraron el mayor crecimiento radial fueron CMa 10 y CMa 08; las cepas más resistentes a la exposición a los rayos UV fueron CMa 01, CMa 02, CMa 03, CTC y Yara; y, las cepas más patogénicas a P. saccharicida fueron CMa 01, CMa 03 y CMa 11.

En la caracterización molecular se concluye que con un coeficiente de similitud de 0.6 las cepas se dividieron en dos grupos. En el grupo I se encontraron dos duplicados S1: CMa 01 y CMa 02 y, S2: CMa 05 y CMa 06, ambos con 1.0 de coeficiente de similitud; es decir, son genéticamente iguales. El grupo II mostró más variabilidad genética con un coeficiente de similitud de 0.64 respecto al grupo I, esto se puede explicar debido a que en el grupo I se agruparon la mayoría de las cepas que fueron recolectadas en las cercanías del cantón El Triunfo; mientras que, en el grupo II se encontraban agrupadas casi todas las cepas extranjeras. Además, dentro de los subgrupos del grupo I hubo una tendencia de agrupación de acuerdo al origen geográfico de las cepas y al hospedero. Con éste avance se podrá reducir el número de cepas en el cepario del CINCAE, probar en campo las cepas más patogénicas que resultaron ser más resistentes a la luz UV y se podría realizar en futuras investigaciones la selección de las cepas que posean características biológicas de interés de cada subgrupo para la multiplicación de entomopatógenos.