CONTROL MICROBIANO DE PLAGAS Y DE POBLACIONES CAUSANTES DE ENFERMEDAD

El control microbiano de plagas y de agentes patógenos mediante el uso de microorganismos es una aplicación innovadora de la ecología microbiana, que tiene además importancia económica. El empleo controlado de microorganismos para provocar enfermedades en las poblaciones causantes de plagas puede reducir la dependencia de la agricultura de los plaguicidas químicos. Las interacciones negativas( amensalismo, depredación y parasitismo)entre las poblaciones bacterianas y entre los microorganismos y organismos superiores han sido siempre la base natural del control biológico de plagas y patógenos.Los procedimientos biológicos para controlar las poblaciones de organismos patagenos y plagas modifican las poblaciones del organismo hospedador y/o las del vector ,las reservas de patógenos utilizan directamente los patógenos microbianos y depredadores.La biotecnología puede mejorar laas técnicas de control de plagas y de poblacioes de organismos patógenos.

Debido al aumento de la contaminación por productos químicos toxicos ,como plaguicidas y herbicidas,las alternativas para eliminar laspoblaciones de plagas se han convertido en un objeto prioritario de la investigación.en la actualidad se utilizan métodos de control ecológico para limitar el impacto destructivo de las poblaciones de plagas,especialmente en agricultura8National academy of sciences 1968;Baker y Cook1974;Woods 1974;henis y chet 1975;huffaker y Messenger 1976;Simmonds et al:1976;Coppel y mertins 1977;Burges 1981;Batra 1982;Artzen y Ryan 1987;Chet 1987,1993;Hedrin et al.1988;Harman y Lumsden 1990;Nakas y Hagedorn 1990;Canaday 1995;Hokkanen y Lynch 1995).Los métodos de control biológico aprovechan las relaciones existentes de amensalismo,depredación y parasitismo que noermalmente atacan las poblaciones de plagas y a menudo implican la liberación intencionada de patógenos o de toxinas dirigidas a plagas especificas,

L a utilización de insectos como agentes de control biológico es problable que aumente ya que los agricultores buscan nuevas alternativas a los plaguicidas químicos(Fererici y Maddox 1996).Pra determinar la eficiencia de la utilización de un control biológico se recomienda realizar un análisis de los posibles riesgos.La utilización de bioplaguicidas microbianos depende de varios factores

como la especidad del huésped ,el hábitat,la capacidad de control de la plaga o del patógeno y la susceptibilidad a variables ambientales(Kloepper 1996).Las interacciones indirectas pueden causar una competencia interespecifica y la extinción, de manera que estudiar la especificidad de los organismos hospedadores de los agentes de control biológico es un criterio fundamental para evaluar y sopesar los riesgos d que amplie elnumero de huéspedes o de que pueda haber un cambio en la especies hospedadoras 8Secord y Kareiva 1996).La utilización de los insectos parasitoides y depredadores esdta limitada poe el daño que pueden llegar a causar en organismos que no constituyen la plaga.Se debe conocer con presicion la variedad de huéspedes de todos los agentes de biocontrol potenciales,y en la evaluación de todos los risgos que hy que incluir estudios de ecología de pobalciones(Onstad y Macmanus 1996).La determinación de la especificidad del huésped de los insectos depredadores parasitoides usados para el control biológico se basa en la iniciación y la evolución de la relación huésped-parasito, asi como en las relaciones ambientales(Strand y Obrycki 1996).Toda esta información es esencial para determinar el riesgo de cualquier plan de control antes de la aplicación practica en el campo(McEvoy 1996).

Modificaciones de las poblaciones hospedadoras

Varios métodos de control de las plagas y patógenos se basan en la modificación de las poblaciones hospedadoras.Se pueden potenciar los mecanismos de defensa naturales contra la infeccion de patógenos y el ataque de plagas que presentan las poblaciones de huéspedes.En la agricultura, se ha empleado ampliamente la cria selectiva con la finalidad de desarrollar poblaciones de plantas genéticamente resistentes a los patógenos causantes de enfermedades, y de esta menera se han desarrolado numerosas sepas nuevas de plantas.El éxito de la cria selectiva se debe a la espefificidad de las interacciones huésped-patogeno.Desafortunadamente, las poblaciones de plagas están sujetas a evolución, selección y a la dispersión geográfica.Asi, la agricultura debe mantenerse alerta para desarrolar nuevas cepas de plantas resistentes y sustituir capas de planta que ya son susceptibles –o están desarollando susceptibilidad-a las enfermedades causadas por patógenos y plagas(Beck y maxwell 1976).

La resistencia a unas enfermedades es la capacidad de una planta para impedir o restringir la entrada o la actividad de un patógeno al cual la planta esta expuesta en condiciones que podría contraer la enfermedad.La base de la resistencia puede ser anatomica o bioquímica.Los insectos o los nematodos,a lgunos deellos vectores de patógenos ,no pueden penetrar a las plantas con cutículas gruesas o con capas de corcho..Por ejemplo, las resistencia de algunas especies de berberis a la penetración de basidiosporas de puccinia graminis se ha atribuido al grosor de la cuticula de la epidermis de las hojas.Las cepas de la plantas capaces de cerrar sus estomas cuando las

condiciones son favorables para la infeccion también npresentan un mecanismo de defensa a las enfermedades (Snyder et al.1976).Las plantas infectadas pueden responder con cambios morfológicos y/o bioquímicos que las hacen mas resistentes al patógeno.

Las practicas agrícolas a menudo están dirigidas a evitar la enfermedad de los vegetales (Ntional academy of sciences 1968;batra 1982).Como numerosos patógenos vegetales se transmiten de un individuoinfectado a otro,Al aumentar la distancia entre las plantas se disminuye la probabilidad de que un microorganismo patógeno se transmita con éxito de las plantas infectadas a las sanas.En los casos en qu la propagación no se realiza planta a planta,las plantaciones muy densas producen buenas cosechas con solo unas erdidas minimas a causadas por enfermedad..Por ejemplo, las plantaciones densas de algodón reducn las perdidas devidas al marchitamineto causado por Verticillium .En cambioe en las plantaciones de tsugas,las perdidas por la royas de las ramas jóvenes son superiores,ya que este patógeno se propaga de planta a planta .La densidad de las poblaciones de plantas hospedadoras también causa modificaciones ambientales, influyendo en el desartrolo de los patógenos vegetales .La extensas plantaciones de tomates ,por ejemplo,retienen la humedad,lo cual favorece el desarrollo de la roya causada por botrytis.

Las condiciones ambientales cuando se realiza el plantio son cruciales para controlar las infecciones.

Las plantas en condiciones de temperatura inferiores a la optima aumentan la exudación de aminoácidos y glúcidos por las raíces.Estos exudados son los notrientes que favorecen el desarrollo rápido de poblaciones microbianas alrededor de la planta.phytium y de rhizoctonia suelen causar una infeccion fungica en las plántulas.Otro niveles abióticos a niveles inferiores al aptimo,como la falta de oxigeno debido a la humedad excesiva,también pueden provocar un aumento en la producción de exudados ,que a la vez facilitan el desarrollo de poblaciones microbianas patógenas.

Estas consederaciones en relación a las poblaciones vegetales también pueden aplicarse a los animales domesticos.En esteambito también se realizan practicas que hacen disminuir la probabilidad de propagación de enfermedades entre la población animal.algunas poblaciones de animales se han criado de manera especifica para que sean resistentes a las enfermedades.

Inmunización

En los vertebrados,la lucha contra las enfermedades suele basarse en la respuesta inmunitaria,en la que la exposición a antígenos establece una resistencia.

Un antigenopuede ser cualquier producto bioquímico que provoque una respuesta inmunitaria.Una parte de esta respuesta comporta la producción de anticuerpos como reacción a la exposición de los antígenos.Loa anticuerpos son proteínas del suero sanguíneo que reaccionan con los antígenos ;si los antígenos son toxinas,,estas reacciones pueden neutralizarlas e impedir el inicio de la enfermedad.Si los antígenos están en la superficie de un microorganismo patógeno,la reacción con anticuerpos puede acausar la aglutinación y la perdida de infectividad .La reacción con anticuerpos también puede provocar la lisis de los microorganismos infecciosos .

Ademas de formar anticuerpos, la respuesta inmunitaria comporta la aparicionde células linfoides alteradas,como los linfocitos y los macrófagos que fagocitan los microorganismos infecciosos .

La vacunación(también denominada inmunización )es la estimulacionde la formación de anticuerpos mediante exposixion intencionada a antígenos,Cuando un avertebrado sexpone por primera vez a un antígeno extraño, se ds una respuesta inmunitaria primaria.Esta respuesta se caracteriza por un aperiodo relativamente largo anterior a la formación de anticuerpos y por la producción relativamente baja de estos.La exposición posterior al mismo antígeno provoca la respuesta secunadaria o de memoria.En esta el periodo respuesta es menor; se produce una cantidad de anticuerpos mucho mas elevada y se da una mayor especificidad en la reacción antígeno-anticuerpo.Generalmente ,la dosis umbral de antígenos que desencadena la respuesta secundaria es inferior a la que desencadena la respuesta primaria .La capacidad deproducir na respuesta secindaria puede proporcionar una inmunidad de larga duración.

La introducción de un patógeno con sus antígenos asociados en un animal inmune provoca una rápida produccioin de anticurpos que reaccionan con los antígenos para impedir el inicio de la enfermedad.La capacidad de producir una respuesta secundaria veria;depende de cada antígeno y del estado fisiologoco de animal hospedador .Lgunos antígenos, como la toxina producida por clostridium tetani ,puede producir una rspuesta secundaria incluso décadas después de la exposición primaria .En condiciones sde estrés fisilogico y metabolico,la capacidad de l arespuesta inmunitaria del animal puede disminuir,permitiendo la invacion de patógenos y el desarrollo de la enfermedad.

La vacunación se utiliza como medida preventiva contra algunas enfermedades humanas como la viruela ,la difteria,el tetano,la polio,el sarampión ,las paperas,la rubeola ,la fiebre amarilla,la fiebre del tifus,la fiebre tifoidea, la fiebre paratifoidea,el cólera ,la peste ,la gripe la tos ferina y la tuberculosis.Tambien se utiliza para prevenir enfermedades en animales ,como la rabia y el moquillo en perros y el cólera en los cerdos.Generalmente las vacunas contienen

antígenos ,por ejemplo,patógenos muertos no infecciosos o vivos de virulencia atenuaada .La vacunación modifica la población hospedadora establrciendo la capacidad de la respuesta inmunitaria secundaria o de memoria que aumenta notablemente la resistencia de los microorganismos específicos que causan la nfermedad.Si la variedad de huéspedes que puede infctar el patógeno es reducida, y si todos los huéspedes posibles pueden hacerse resistentes gracias a la vacunación,es posible erradicar la enfermedad de maera efectiva.Una campaña muy bien planeada por la organización mundial de la salud consigui la erradicación mundial de la viruela,eliminando la necesidad de una inmunizacio continua.

Com a los patógenos infecciosos , las planyas producen varios compuesto aromaticos ,policiclicos y poliaromaticos ,denominados fitoalexinas,con actividades antimicrobianas.Las plantas que han estado expuesta previamente a microorganismos invasores y han sobrevivido a la infeccion retienen estos productos químicos por el tiempo ,duante el cual tiene una resistencia superior a la infeccion causada por microorganismos patógenos.

La exposiscion patogenosatenuados que solamante causan síntomas debilesde nfermedad también puede inducir esta resistencia sistémica adquirida(deacon 1983).

En las pantas,un mecanismo mas especifico de resistencia a la infeccion por virus muy relacioinados en la protección cruzada.Una planta infectada sistémicamente por u tipo de virus no desarrolara de nuevo sistemas de enfermedad al ser infectada por un segundo virus parecido al anterior.Esta protección simpre en reciproca entre dos virus relacionados.Es u feomeno que protege a la planta contra algunos virus virulentos mediante una técnica que recuerda la inmunización, aunque el mecanismo de proteccion es diferente a la respuesta inmunitaria que se da en los animales.El virus del mosaico del tabaco(TMV)provoca por termino medio un quince por ciento de perdidas en los tomates de invernadero.La infeccion deliberada de plántulas de tomate con un mutante atenuado del TMV causa una infeccion sin síntoma que protege contra el ataque del TMV virulento.El procrsode inoculación es bastante sencillo .Se pulverizan plantas de tomate infectadas con el TMV débil,se enrique sel virus mediante centrifugación diferencial y se rocia en suspensión acuosa sobre las plántulas de tomate.Esta suspensión también contiene partículas de carborundo como agente abrasivo ,que causan pequeñas eridas en las hojs de las plantas para facilitar la penetración del virus.

Otro tipo de protección que ha tenido un éxito similar es la que se esta realizando en cítricos contra el virus de la tristeza en Brasil y en peru(betiol 1996).Se inocularon los cítricos con un virus mutante atenuado que se origino naturalmete y que se aislo de arboles de aspecto sano situados en campos donde la infeccion estaba muy extendida.

El virus logrado con estas técnicas ha estimulado la investigación sobre la protección cruzada de plantas contra las infecciones víricas, unmecanismo que todavía no se conoce bien.Una teoría posible es que el RNA unicatenario del genoma del TMV y de virus similares actue en la primera fase de la infeccion comoRNA mensajero y que este funcione como plantilla para la producción de una subunidad de replicasa.Esta subunidad se combina con una proteína del huésped para crear una replicasa funcional.Dada la especificidad de las replicasas parece probable que la replicasa producida por el virus débil se adhiera al RNA de la cepa salvaje infecciosa a causa de la similitud de los lugares de unión.Sin embargo,la replicasa especifica mutante no puede replicar el RNA vírico de tipo salvaje ,interrumpindo asi el proceso de infeccion(deacon 1983).Otras teorías sobre el mecanismo de protección cruzada dan por sentado algún tipo de interaccion entre las plantas y las proteínas de la cubierta de virus inductor y patógeno.Esta teoría tiene una apoyo experimental porque las plantas del tabaco tranforadas para incorporar información genética que codifica la proteína de la cubierta del TMV adquieren,como minimo,resistencia parcial contra de TMV virulento(Abel et al.1986).Este tipo de modificación genética puede llegar a ser una herramienta muy poderosa en la protección de la planta frente a las enfermedades víricas.

Modificación de los reservorios de patógenos

Para eliminar o disminuir los reservorios de microorganismos patógenos se utiizan diversas medidas de control.Muchos de estos procedimientos pueden denominarse practicas de saneamiento e incluyen la depuración de aguas residuales y la desisnfeccion del sistema de abastecimientos de agua potable.Estos procedientos reducen las poblaciones de los reservorios de posibles patógenos de los animales.Numerosas practicas del procesado y preparación de alimentos se realiza para reducir los patógenos en los productos alimentarios.Algunas de estas practicas son la aplicación de calor ,esterilización por filtro y pasteurización .La desinfección de los utensilios utilizados en el procesamiento de los alimentos también elimina un reservorio potencial de patógenos.

Para eliminar posibles microorganismos patógenos también se esterilizan los utensilios y los materiales utilizados en la practica clínica y odontológica.En horricultura,aveces se fumigan o se esterilizan los suelos aplicando calor para eliminar patógenos vegetales .Dad o que muchoa patógenos vegetales contaminan la semillas,estas se pueden desinfectar mediante productos químicos o con agua caliente para reducir la incidencia de enfermedades en uanpoblacion vegetal.

Para evitar la propagación de la enfermedad también se realiza la extirpación de los tejidos animales o vegetales infectados,ya que asi se reduce la manera eficaz el reservorio de patógenos .En agricultura esto se acostrumbra a realizar

mediante la rotación de cultivos.La destrucción de cultivos infectados .En un sistema de rotación de cultivos, la especificidad de las interaciones huésped-patogeno permita descartar la infeccion por el mismo patógeno en otro tipo de cultivo .Tras un tiempo suficiente ,los tejidos infectados se eliminan del suelo y la población patógena se reduce mucho.

Entonces pueden reintrodicirse la especies originales de plantas sin perdidas excesivas .Cuando el reservorio de patógenos vuelve a aumentar se cambia de cultivo otra vez (batra 1982).Aveces se sacrifican las poblaciones animales infestadas .Por ejemplo en el reino unido, durante la década de 1990 ,se sasacrificaron numerosas vacas para intentar controlar la encelopatia espongiforme Bovina (BSE)

En algunas enfermedades el control se realiza mediante la eliminación de las poblaciones de plantas oanimales que actúan como huéspedes alternativos de los patógenos.Con la finalidad ,los programas de control de roedores reducen los reservorios de patógenos humanos asociados a las poblaciones de estos animales por medios tan drásticos como la quema de pueblos enteros.La asociación aparente de la histoplasmosis con las ramas donde se posan pajaros infectados se ha utilizado como justificación para realizar campañas de erradicación de mirlos.La vacunación y el control de de la población de perros,son otros ejemplos de medidas de control.El hongo de la royaPuccinia graminis,de gran importancia económica,que infecta el trigo,utiliza el agracejo(berberis vulgaris)como huésped alternativo.La eliminación o reducción del tamaño d la población de este huésped alternativo puede restringir la transmisión de la enfermedad causada por el hongo de la roya(Moore landecker 1972).

Otro procediento para controlar los reservorios de poblaciones patógenas microbianas es el control o la eliminación de organismos infectados .

Los aficionados a acuarios troicales,asi como quienes crian plantas y animales con fines comerciales,saben que los organismos infectados se deben separaer para que la enfermedad no se propague a otros miembros de la población.Las leyes que obligan a cuarentena para determinados viajes,además de los cargamentos de plantas y animales,tiene coo objetivo evitar la introducción no intencionada de patógenos y plagas en zonas dond generalmente no se encuentrsn estos organismos.

Modificación de las poblaciones vectoras

Los programas destinados a eliminar o reducir las poblciones d animales (generalmente insectos)que transmiten patógenos microbianos se utilizan a menudo para controlar enfermedades que se propagen mediante esta via(Laird 1978).Algunas enfermedades humanas huanas que son transmitidas por mosquitos se pueden reducir mucho controlando las poblaciones de esos

insectos.Tal control se puede llevara a cabo por medio de insecricidas químicos,por metosos biológicos y mediante la destrucción de su habitad .ala mosca tsetse,que es vectoer de la enfermedad del sueño causado por el flagelado tripanosoma,para su desarrollo larvario necesita la humedadd del suelo de la selva .La deforetaciones una medida extrema, pero eficaz contra este vector .Accciones menos drásticas ,como la eliminación del agua estancada necesaria para las larvas de mosquito o la introducción de especies de peces depredadores de larvas ,hacen que la rproduccion disminuya y como consecuencia también lo haga la densidad de población de los mosquitos.

A menudo el éxito de la lucha contra pulgas y garrapatas se consigue de forma simultanea con el control de los resevorios animales de poblaciones patógenas microbianas .Por ejemplo, la eliminación de poblaciones de ratas también elimina o reduce notoriamente las pulgasde las ratas.Algunos animales como los monos han desarrollado un comportamiento de despioje que reduce las pugas y garrapatas,vctores de patógenos microbianos.

Los humanos utilizamos los procediemenos sanitarios adecuados para destruir los piojos ,que también pueden actuar como vectores de microorganismos patógenos.

Los insectos y nematodos suelen ser vectores de patógenos vegetales víricos,bacterianos y fúngicos.Los brotes de enfermedades de las plantas que se transmiten por vectores se pueden evitar mediante un control adecuado de los vectores.El control de afidos es especialmente importante porque estos organismos sulen actuarde vectores de diversas enfermedades víricas de las plantas.

Amensalismo y parasitismo microbiano para controlar los patogegenos microbianos

Se ha tratado de aprovechar las relaciones antagonistas entre las poblaciones microbianaspara controlar patógenos vegetales.Aunque numerosas enfermedades de las plantas están causadas por poblaciones bacterianas y de hongos,los microorganismos patógenos vegetales solo contituyen una pequeña prorporcion de los microorganismos que crecen alrededor de las plantas.Numerososs microorganismos saprofitos de la risosfera y de la filosfera protegen a la planta contra patógenos,y este fenómeno se puede utilizar en su protección.Se han desarrolladodiversos productos,especialmente a partir de especies de streptomyces ,que producen efectos amensalistas y son utiles en el control de algunas plagas agrícolas.Entre dichos productos se encuentran antibióticos,como la estreptomocina,que son eficaces contra patógenos bacterianos.Otras sustancias ,como los bilanafos,sirven para eliminar una amplia veriedad de malas hierbas si se aplican sobre las hojas(Duke et al. 1996).La dosis de aplicación es de 1-3 kg por hectareasegun el estadio de crecimientode las malas hierbas,y según sean anuales o perennes.Los

bilanafos inhiben el sistema glutamina sintetasa de las malas hierbas,lo cual causa una deficiencia de glutamina en las células de la planta y una acumulación anormal de amonio,que es furte desacoplador de la fotofosforilacion.La aplicación foliar de estas sustancias presenta una potente actividad herbicida,pero su actividad fitotoxica es muy débil hacia las verduras cuando se encuentra en los suelos.

El antagonismo microbiano en patógenos animales esta ampliamente demostrado,pero no ofrece las mismas posibilidades que el control de enfermedades que en las plantas.Las poblaciones microbianas autóctonas de la piel y el aparato digestivoimpiden las infecciones causadas por numerosos patógenos potenciales.Los animales libres de germenes son mucho mas susceptibles a las enfermedades infecciosas que los que presentan unas poblaciones microbianas autóctonas asosiadas .El uso generalizado de antibióticos amenaza con disminuir el antagonismo natural de los microorganismos autóctonos contra las poblaciones invasoras ,patógenos incluidos .La alteración de la microbiota natural puede auentar la susceptibilidad del huésped a la invasión por patógenos oportunistas.Al asegurar el mantenimiento de las poblaciones microbianas autóctonas se reducen las probabilidades de infeccion.

Amensalismo y parasititsmo antifungicos

El amensalismo se utiliza para controlar hongos patogensode plantas .por ejemplo,la papaya(carica papaya)que se cultiva en hawaii,principalmente sobre lava volcánica, es muy susceptible a las acción de phytophtora palmivora ,que puder sus raíces ,especialmente de las plántulas.El sustrato volcánico ,poroso y prácticamente sin humus ,sobre el que crece tiene una comunidad microbiana rudimentaria que no ofrece resistencia a las propagación de P. palmivora .Sin embargo ,se pueden minimizar las perdidad causadas por la podredumbre de la raíz, si se excavan pequeñas depresiones que se rellenan con tiera rica en microorganismos y se plantan asi las semillas.Los efectos antagonistas y de competencia de la comunidad microbiana en relaciona P. palmivorareducen la velucida de propagación del patógeno y posibilitan la resistencia las enfermedad de las plántulas(Schroth y hancock 1981).A l estimular los microorganismos saprofitos de la comunidad,es aporte organico añadido a la rizosfera o a suelo en general suele eliminar la propagación y la infectivivdad de los hongos patógenos de plantas. La supervivencia ,la propagación y la infectividad de los hongos patógenos de plantas en los suelos denominados supresores de enfermedades esta controlada por una cambinacion aun poco conocida de factores físico-quimicos y biológicos(Baker 1980,Schroth y hancock 1982).La fungistasia del suelo (véase el capitulo 9) se considera uno de los multiples factores que contribuyen la eliminación de patógenos vegetales en algunos suelos(Lockwood 1979).

Se ha demostrado que algunas especies bacterianas producen sustancias entigungicas .Si se añade al suelo algunas cepas de basillus y de streptomyces se puede controlar la enfermedad causada por el hongo Rhizoctonia solani,además de otras enfermedades ,en pepinos ,guisantes y lechugas.Tambien se ha demostrado que basillus subtilis contola la podredumbre del tallo y el marchitamiento del calvel causada por especies de fusarium(Schroth hancock 1981;Schroth et al. 1984).

El micoparasitismo de ejercen trichoderma barzianum y T. bamatum en los patógenos vegetales del suelo botrytis cinérea,sclerotium rolfsii y rhizoctonia solani ofrece la posibilidad de controlar algunas enfermedades vgetales de importancia económica causada por estos hongos .El micelio de trichoderma se enrolla alrededor del patógeno y penetra lisando la pared celular,una vez dentro consume el contenido de la celula del patógeno vegetal.Sin embargo,trichoderma no ataca las hifas jóvenes y vigorosas de los patógenos, solo las senescentes o las estresadas , los cual limita la eficacia del control biológico(henis 1983;Dubos 1984).Se están investigando otras relaciones micoparasitas para el control biológico de patógenos vegetales .Seha comprobado que algunas cepas de trichoderma son agentes eficaces para el controlde diversos hongos que se encuentran en el suelo y los patógenos de plantas de invernaderos y en el campo(Chet e invar 1994;bettiol 1996).Los estudios bioquímicos y moleculares para conocer los mecanismos que intervienen en el control bioogico han revelado que trichoderma es un micoparasito bastante especifico.Se descubrió que las lecitinas intervienen en el reconocimiento entretrichoderma y el hongo al que parasita.La quitisina participa en la degradación de la pared celular del huésped.Para aumentar la eficiencia,la estabiliad y la capacidad de biocontrol de las especies de trichoderma,de pseudomas y de rhizobium se utilizaron tecticas de ingieneria genética.

El basidiomicete laetisaria arvalispuede controlar las nefermedades de plantas causadas por pythium ultimum y R solani (schrot y hancock 1981).La producción de acido8-hidroxilinoleico(acido letisarico) de L arvalis fue identificada como mecanismo de control (bowers et al. 1986).Este compusto induce una lisis rápida de P ultimim,R solani,Fusaruim solani y otros hongos patógenos mediante un mecanismo todavía no claramente identificado.Su producción sintetica y su optimación estructural química sensilla de esta antibiótico.

Heterobasidion annosum(anteriormente Fomes annosus)es un basidiomicete que pudre as raíces y cuello de los arboles ,causando un grave dterioro en expotaciones forstales,especialmente en bosuqes de pinos8Deacon 1983).La infeccion tiene lugar en los tocones de los arboles y no se puede eliminar con agentes químicos.

Aveces,peniophora gigantea,un basidiomicete parasito,coloniza lostocones de manera natural,excluyendo a Hannosum.Esta acción antagonista se ha utilizado con resultados espectaculares para controlar la infeccion causada por H. annosum. Se pintaron los tocones de arboles cortados con una solución concentrada de sacros que contenía una suspensión de esporas de P. gigantea. Se pudo comprobar que cooloniza con rapidez el tronco cortado y excluye a H. annosum. Peniophora gigantea no es un patógeno agresivo y no se propaga por las raíces de los arboles sanos que están enteros. Es una medida de control respetuosa, a la vez que muy eficaz y económica. Este mecanismo de exclusión de H annosumrealizada por P. gigantea se denomina interferencia de hifas. Al establecerse el contacto con las hifas de P. gigantea , el crecimiento de H annosum se detiene, se deteiora la membrana y degenera. Este efecto esta estrictamente localizado en las zonas de contacto, y no se conoce todavía su base bioquímica.

La poda de arboles frutales suele ser una puerta de entrada de hongos patógenos vegetales. El cáncer de los manzanos causado por Nectria galligena, y el mal del plomo del ciruelo y otros arboles frutales por Stereum purpureum se pueden controlar pintando las ramas podadas con una suspensión de esporas de Trichoderma viridae, un saprofito altamente antagonista. La muerte progresiva y la gomosis de los albaricoqueros, causada por el hongo Eutypa armeniaceae se pueden controlar del mismo modo con esporas de Fusarium lateritium. Estas técnicas se encuentran en diferentes fases del desarrollo y todavía no se han puesto en practica de manera extensiva (Deacon 1983).

AMENSALISMO Y PARASITISMO ANTIBACTERIANOS

El amensalismo también es importante en la protección de las plantas contra enfermedades bacterianas. Las agrosinas son sustancias parecidas a antibióticos muy específicos, que eliminan las cepas de Agrobacterium estrechamente relacionadas con el produccior de agrocina. Son muy eficaces en el control

De las infecciones que causan agallas corona Kerr y Tare 1984;Whipps y Lynch 1986). La agrocina 84 es un antimetabolico adenin- nucleótico codificado en un plásmido que producen ciertas cepas de A . radiobacter que elimina selectivamente la cepas pató genas de A. tumefaciens. S u elevada selectividad depende de una permeasa codificada en el plásmido Ti responsable delas propiedades patógenas de A. tumefaciens. La agalla de corona se puede controlar casi al 100 por cien simplemente bañando las semillas, los cortes o las raíces o las plantas jóvenes en una supensión de una cepa de A. radiobacter productora de agrocina 84. La agrocina 84 solamente es eficaz contra algunas cepas de A. tumefaciens, pero afortunadamente las cepas controladas son la patógenas más frecuentes. Todavía se están

investigando otros tipos de agrocinas con distintas especificidades. Las pseudomónadas fluorescentes producen sideróforos fluorescentes y antibióticos que inhiben el crecimiento de patógenos de las raíces de la planta, convirtiéndolos en potenciales agentes de biocontrol (O’Sullivan y O’ Gara 1992)

Patógenos microbianos y depredadores para controlar plagas de plantas y animales

Las poblaciones de microorganismos depredadores o patógenas que son antagonistas de determinadas plagas proporcionan un método natural de control de animales y plantas. Las preparaciones poblaciones micribianas antagonistas sedenomanan plaguicidas microbianos. El plaguicida microbiano ideal debe cumplir una serie de requisitios: ser resistente al ataque de hiperparásitos; ser virulento, al aplicarlo a las concentraciones recomendadas tiene que causar la enfermedad a la plaga; no debe ser sensible a las variaciones moderadas de las condiciones ambientales; tras la aplicación debe sobrevivir hasta que se consiga la infección de la población causante de la plaga; la infección que causan debe establecerse con rapidez para minimizar la destrucción realizada por la plaga; y debe específica de la plaga para no causar daños o otras poblaciones. Los resultados más espectaculares son los que se han conseguido al introducir accidentalmente una plaga en un medio nuevo, por ejemplo en un nuevo continente (Batra 1982). En una situación de este tipo de las plagas quedan separadas de sus parasitos y de sus depredadores naturalesy por este razón sus efectos pueden ser devastadores. La identificación de los agentes que los mantienen en equilibrio en el lugar de origen y su introducción intencionada en el área afectada suele ser una solución rápida y económica del problema . a continuación veremos unos ejemplos.

El control biológico de una plaga de introducción no tan reciente, que haya evolucionado en equilibrio con sus propios parasitos y depredadores es un problama mas difícil. Estos organism os de convierten en plagas intolerables, no por la ausencia absoluta de parasitos y depredadores sino a causa de los cambios ambientales introducidos por los humanos. Algunas practicas agrícolas como el monocultivo pueden favorecer la plaga, colocando a la vez a susu depredadores y parasitos en desventaja. En estos casos se hace necesario modificar las condiciones ambientales yy cambiar las técnicas de producción agraria en lugar de simplemente identificar e introducir un agente de control biológico.

Otra consideración importante en el control biológico es el tiempo. Los mecanismos naturales a lmenudo eliminan las plagas cuando ya han alcanzado una densidad demasiado elevada y ya han causado daños graves en el cultivo

el objetivo es activar el control biológico cuando la densidad de la plaga es baja.

Esto se logra ecelerando la infección antes de que la plaga ahaya dañado todo el cultivo ( Batra 1982 ).

CONTROL MICROBIANO DE PLAGAS DE INSECTOS

Se han desaroollado diferentes métodos de control microbianao para suprimir las plagas de artrópodos,

Especialmente de insectos ( Falcon 1971; Lipa 1971; Mclaughlin; stairs 1971; David 1975; Weiser et al. 1976; ferron 1978; Logworth y Kalmakoff 1978: Deacon 1983; Aronson et al. 1986). Se han desarrollado y comercializado algunos insecticidas microbianos. La eliminación de insectos mediante microorganismos se realiza sobre los que causan daños en los cultivos y en los que actúan como vector de microorganismos causantes de enfermedades. Potencialmente se pueden utilizar numerosas poblaciones de virus, bacterias, hongos y protozoos en el control de insectos plagas y de insectos vectores.

Plaguicidas víricos. Los virus patógenos de insectos se pueden convertir en plaguicidas de gran utilidad (Krieg 1971; Stairs 1971; David 1975; Tinsley 1979; Deacon 1983). Se han descrito mas de 450 virus para unas 500 especies de artrópodos. Los virus patógenos se insectos suelen caudar epizootias naturales, termino análogo a las epidemias , pero referido a animales. Los virus patógenos se insectos pertenecen a las familias Baculoviridae, Poxviridae,

Iridoviridae, Parvoviridae, Picornaviridae y Rhabdoviridae. Algunos de estos son virus de la poliedrosis nuclear (NPV), virus de la poliedrosis citoplasmática (CPV) y virus de la granulosis (GV). Los NPV se desarrollan en el nucelo de la celula hospedadora; los viriones aparecen solo o en grupos formando cuerpos de incusion poliédricos. Los CPV solo se desaroollan en el citoplasma de las células epiteliales del intestino del huésped ; los viriones también aparecen solos, o formando cuaerpos de inclusión poliédricos. Los GV se desarrollan en el nucleo o en el citoplasma de las células de grasa, de la traquea o de la epidermis del huésped; los viriones aparecen en solitario o, raramente, en parejas en pequeños cuerpos denominados capsulas.

Los baculovirus son quizás los virus de insectos mas estudiados, y comprenden los virus de la poliedrosis nuclear y granualr. La mayor parte de baculivirus patógenos lo son de lepidópteros, himenópteros y dípteros, y la infección se suele transmitir mediante la ingestión de alimentos contaminados, de manera que la invasión celular probablemente empiece en el intestitno. En Estados Unidos se están producinedo virus de la poliedrosis nuclear a gran escala para controlar plagas de insectos. Las larvas de lepidópteros y de himenópteros que se alimentan de las hojas de plantas son plagas importantes

que causan elevadas perdidas económicas. La inoculación de las hojas con virus causantes de la poliedrosis puede iniciar la epizootia y hacer disminuir la población causante de la plaga. Muchos virus que provocan poliedrosis nuclear matan las larvas de loshusepedes, librando lospoliedros en la superficie de la planta dichos poliedros se mantienen infectivos durante un largo periodo de tiempo. Estos virus se han estado utilizando extensamente en el control de las plagas forestales (Stairs 1972). La lgart, las orugas de librea y el tirtrix de la picea están sujetos a la epizootia causada por los virus de la poliedrosis nuclear.

Los virus de la poliedrosis nuclear producen enfermedades en los tentredinoides. La introducción accidental de cefido auropeo (gilpinia bercyniae) en Estados Unidos durante el siglo xx hizo peligrar los bosques de abetos. De la misma manera, las poblaciones de neodipriom sertifer, que causaron estragos en los pinos de New Jersey, Ohio y Michigan,se pudieron controlar al introducir en la pobalcion de insectos que contienen virus de la poliedrosis nuclear y que provocan una epizootia. Con procedimientos similares se han controlado otras poblaciones de estos lepidópteros.

La utilización de virus de lapoliedrosis nuclear en el control biológico se puede optimar con la utilización de bioindicadores (

Duros no resultan infectados y la infeccion de las larvas o de los adultos solo se manifista en su descendensia .La libertad de adultos infectados, pero aparentemente normales, se puede usar para pagar la esterilidad en las

poblaciones de oruga del maíz y controlar asi su numero.Esta técnica todavía no se ha probado en el campo.

Entre las diversas plagas en cuyo control se han utilizado virus ,se encuentran las causadas por los limantridos, la oruga de la procesionaria del pino,algunos tortricidos que atacan al anzano ,el nangal y otros frutales de hoja caduca ,la oruga de librea ,la oruga de la alfalfa, la del algodón,la del maíz, la del tabaco ,la del tomate,y otras.Algunos virus causan enfermedades a acaros (Lipa 1971;Davis 1975).En control de los acaros es de gra importancia económica porque estos arácnidos perjudican considerablente los cultivo de citriicos europeos(gustafsson 1971).

Plaguicidas bacterianos.Actualmente hay varios patógenos bacterianos de insectos de que se están utilizando como insecticidas o que presentan las características para serlo en el futuro(Aranson et al.1986).Entre ellos encontramos :rickettsiella popiliae,bacilus papiliae,B thuringiensis,B lentimorbus,B. sphaericus,clostridium malacosome,pseudomonas aeruginosa y xenorbabdus nematophilus,B.thuringiensis,tiene muchas subespecies que difieren en el numerom y en el tipo de plasmidos que contienen.La información genética que codifican las toxinas insecticidas de estas cepas esta contenida en dichos plasmidos.

B.thurigiensis,o BT,como es conocido habitualmente, es un agente de contro biológico importante que se aplica contra plagas de lepidópteros desde fines de la década de 1960(Aronson et al.1986,porter et al.1993).La acción insecticidade B.thurigiensis se observo por primera vez en 1901y se vio que era la causa de una enfermedad en el gusano de seda Bonbyx mori.En 1911 se pbservo en las pupas de las mariposas de la harina anagasta kuebniella(Adans et al.1996).El nombre B.thurigiensis proviene de la región alemán de Turingia donde se descubrió.En 1957 la empres pacific yeast products comercializo el thuricide(un preparado de B. thurigiensis, como agente de control biológico.El interés del control iologico comotecnologia “verde”eficaz en la lucha contra plagas ha promovido diversas investigaciones con elobjetivo de hallar nuevas cepas de B.thurigiensis con actividades insecticidas diferentes.El mercado intenacional de insecticidas BT ascendia en 1991 a 60 milones de dólares,y se estima que alcanzara los 375 millones de dólares en el año 2001.Sin embargo, las ventas de BT actuales solo representan el 1 por ciento del total de ventasde insecticidas(Adams et al.1996)

B.thurigiensis además de endosporas,produce en las células cuerpos paraesporales discretos.A partir de B thurigiensis se han aislado varias sustancias toxicas y se designa como toxinas o endotoxinas,sindo estas ultimas las responsables de la mayor parte de actividad insecticida(Aronson et al.1986;Hurley et al.1987;hofte y whiteley 1989;porter et al.1993).Las endotoxinas son el cuerpo de inclusión paracristalino,en la mayoría de casos

localizado en el exteriorde la exospora y en algunas cepas asociado a esta.El cristal paraesporal proteinaceo es el factor toxico.A partir de B.thurigiensis se obtienen cuatro sustancias toxicas diferentes.

Los componentes principales de las inclusiones paracristalinas son polipeptidos de 130 a 140 kilo-daltons(kDa).Estas moléculas reciben el nombre de protoxinas y se disuelven en el intestino alcalino de las larvas del insecto susceptible,liberándose una toxina activa cuyo tamaño se calcula que es de unos 30-80 kDa.El proceso de activación es complejo:la toxina activada se une a las membranas de las células columnares del epitelio del intestino del insecto;esta unió modifica la osmorregulacion y altera el flujo de iones potasio a través del epitelio.Las w-endotoxinas son una familia de polipeptidos con algunos fragmentos conservativos(idénticos)y algunos variables.Las variaciones dterminan una actividad espefifica contra ciertas especies de insectos.las δ-endotoxinasBT también se activan en el intestino del insecto mediante la acción de proteasas que inciden la protoxina para formar la proteína toxica activada.La δ-entotoxina BT es un insecticida potente con una eficacia LC50 S(la centracion que elimina el 50 por ciento de larvas susceptibles)que suele ser muy baja,del orden de una fracción de microorganismos por mililitro(inferior a una parte por millón)(Adams et al.1996).Los insectos que consumen la δ-endotoxina BT normalmente mueren al cabo de 3-5 dias.

Desde la introducción de B.thurigiensiscomo agente de control biológico,se han realizado numerosos trabajos de investigación para determinar las bases de la toxicidad y para encontrar cepas que pueden resultar mejores agentes(Adams et al.1996).La utilización de B.thurigiensis es una tecinaca de control de plagas que presenta un especial interés en los países en vías de desarrollo,sobre todo porque se puede producir localmente,lo cual evita la sangría económica que supone la compra con monedas fuertes(capalbo 1995).Se sabe que diferentes cepas de B thurigiensis presentan actividad insecticida diferente hacia la determinada laga de insectos .Hay una preparación estándar de BT llamada E-61,que el intitutopasteur de parís ha obtenido de la subespecie thurigiensis,y se toma como modelo para comparar.Se ha comprobado que la subespecie kurstaki de B.Thurigiensis presenta una actividad insecticida 200 veces mayor que el E-61contra trichoplusia ni,que afecta a la col,Heliothis virescens,que afecta a las plantas de tabaco,y pectinophora gossyipiella,que afecta a las plantas de algodón.En 1970 los laboratorios abbot introdujeron el dipel,basado en la mencionada subespecie kurstaki.Esta subespecie tuvo un papel especialmente importante en el control de orugas que afectaban al sector maderero y al agrícola.Otras variedades comerciales de B.thurigiensis son las subespecies israelensis,con actividad contra mosquitos y moscas negras,y tenebriosis,activa contra larvas de escarabajos.Se han descubierto otra subespecies de B.thuringiensis con activida contra nematodos,hormigas y moscas de la fruta.

Al menos 12 mpresashan comercializado en 5 paises diferentes preparaciones de B.thurigiensis para el contro deinsectos causantes de la plaga.Entre ellos se encuentranAbbot,Novartis,Ecogen,Mycogen,Novo nordisk,plant genetic sistems,sandoz y toa gosei.En estados unidos existen en la actualidad al menos 410 preparaciones deB.thurigiensis registradas para controlar cualquier tipo de plagas que afectan a cultivos agrícolas,arboles de bosques y plantas ornamentales,y se ha comprobado su eficacia en mas de 140 especies de insectos,principalmentelepidopteros y dípteros.Con la utilización de nuevos asilados de B.thurigiensis se ampli su utilidad y actualmente comprendetambien el control de algunas plagas de dípteros y coleópteros.

En el caso de larvas de oruga,las preparaciones de sporas/toxinas de B.thurigiensis se aplican generalmente e concentraciones de 75-125 g/hectárea(porter et al.1993).La potencia de este plaguicida es unas 300 veces superior a la de los plaguicidas quimicossinteticos piretroides.Las toxinasBt se degradan en unos días y la esporas de B.thurigiensisno parecen causar efectos adversos en otros organismos diferentes al que es su objetivo.

Como se ha mencionado,los análisis genéticos moleculares realizados sobre la actividad insecticida han mostrado que la mayoría de las veces los genes que codificanlos cristales proteicos insecticidas de Bthurigiensis, se encuentran en planmidos,algunos de los cuales puden transferirse mediante conjugación.Se ha aislado y caracterizado numerosas secuencias de cDNA d gene de toxinas.

Las diversas preparaciones de B.thuriinesis eliminan diferentes insectos porasitos de plantas.

Otro objetivos de B.turhigiensis eliminan diferentes insectos parasitosd e plantas.

Otros objetivos de B.thurigiensis son las orugas de la col y otras,que dañan cultivos de verduras y plagas forestales,y las orugas de librea y otras,que son plagas de arbolesde bosque.Se puede lograr la eliminación de la lagarta y de tortrix de la picea pero solo si as cantidades aplicaas son muy elevadas y si consigue un recubrimiento foliar uniforme.

Para mejorarlos bioinsecticidas obtenidos a partir de B.thurigiensis,se esta cambiando la formulación convencional de la proteína cristalina de dicha bacteria(rowe y margaritis1987;currier y gawron-burke 1990).

Esta estrategia implica alterar el componente activo,ya sea la cepa de Bthurigiensis o la proteína cristaliana,y/el cambio de algunos aspectos de la propia formulación.Las cepas e B. thurigiensis se ha podido mejorar gracias la genética molecular.La diversidad dd genes que codifican las toxinas y pueden tranferir esta información mediante conjugación.

Con la eliminación selectiva de plasmidos,se eliminan a aquellosplasmidos que incluyen genes de toxina.La tranferencia genética de los plasmidos con genes que codifican toxinas a otrs derivados parcialmente eliminados sde B.thurigiensis.

Durante muchos años el polvo de esporas que contieneB.popilliae y B.lentimorbus se ha comercializado bajo el nombre de dom.

Plaguicidas protozooarios.existen numerosos protozooarios patógenos de artrópodos ,pewro la mayoría de ellos no son adecuados como insecticidas a corto plazo y de acción raida,son pocos los que actun con velocidad suficiente para impedir que se propague.