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Hemos desarrollado formulados que contienen bacterias y/o levaduras capaces de controlar la antracnosis (principal enfermedad que afecta el mango) en niveles que fueron similares o mejores al que se logró mediante la aplicación del fungicida químico comercial. El tratamiento biológico demoró un 25 % la maduración de los frutos, lo que le brinda una ventaja importante en su comercialización. También, hemos evaluado el uso de formulados a base del hongo T. harzianum en belenes, esquévolas y nochebuenas, donde se logró disminuir el tiempo de cultivo de las plantas hasta en un 30 %, al incrementar la velocidad de crecimiento de las plantas, y se incrementó su nivel de floración. Estos ejemplos demostraron que las alternativas biológicas son sin duda prometedoras para mejorar la productividad y calidad de productos agrícolas.
El grupo ha desarrollado, en colaboración con el CIAD-Culiacán, investigación e innovación tecnológica en aspectos de Microbiología, Fitopatología y Bioingeniería de cepas de microorganismos antagonistas del hongo Colletotrichum gloeosporioides que causa la principal enfermedad del mango (antracnosis), para ser usados en el control biológico de esta enfermedad en variedades de mango de exportación (Galindo et al., 2005).

El mango

El mango (Mangifera indica L.) es el tercer cultivo tropical en importancia a nivel mundial, sólo superado por el plátano y la piña. México fue el principal exportador en el mundo en el año 2007, con un 30 % del volumen total de las exportaciones, (incluye los cultivares Kent, Haden, Keitt, Irwin, Manila, Ataúlfo y Tomy Atkins). El mango se cultiva en 26 de las 32 entidades de la República Mexicana; siendo la mejor zona productora de mango de exportación la costa occidental que incluye los Estados de Sinaloa, Nayarit, Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Oaxaca y parte de Chiapas.

El fruto del mango, al ser un producto perecedero, necesita de tecnologías idóneas para su manejo y almacenamiento. Una de las enfermedades que afecta importantemente al mango es la antracnosis, la cual es causada por el hongo Colletotrichum gloeosporioides. Esta enfermedad daña hojas, flores, frutos jóvenes y en frutos maduros disminuye significativamente la calidad, provocando pérdidas poscosecha de hasta 50 % de la producción total de los huertos.

El hongo generalmente infecta el árbol de mango desde etapas tempranas en el ciclo de producción. En consecuencia, la enfermedad debe controlarse principalmente en precosecha. El tratamiento convencional para mantener en niveles aceptables la antracnosis (tanto en pre como en poscosecha) es el uso de fungicidas químicos como el Benomilo. Particularmente en el caso del mango de exportación, niveles incluso muy ligeros de antracnosis (cuyos principales síntomas son manchas oscuras en los frutos) limitan drásticamente sus posibilidades de exportación. Por otra parte, los niveles residuales aceptables de compuestos químicos (principalmente fungicidas) para el fruto de exportación, son muy bajos. Un problema adicional es la presencia de cepas resistentes del patógeno debido al uso continuo de fungicidas químicos.

Control biológico

Una alternativa al control químico del fitopatógeno es mediante el uso de agentes biocontroladores o microorganismos (generalmente del mismo hábitat del patógeno) que inhiben o impiden el desarrollo del hongo patógeno (Serrano-Carreón y Galindo, 2006). El control biológico se puede definir como el uso de organismos (naturales o modificados) que son enemigos naturales del patógeno o plaga, para reducir o eliminar sus efectos dañinos, manteniendo su población a un nivel tal que afecte significativamente la rentabilidad de la producción agrícola. El control biológico de enfermedades de plantas es un tema que ha sido explorado en México en forma relativamente rudimentaria.

Desarrollo de la tecnología (Galindo et al., 2005)

Se aislaron cerca de 120 cepas (5 levaduras y 115 bacterias) de la microflora autóctona de follaje y frutos de mango. De las cepas aisladas, se seleccionaron ocho que presentaron la mayor actividad antagonista en ensayos in vitro contra C. gloeosporioides. Posteriormente, las cepas fueron caracterizadas bioquímicamente para su identificación y evaluadas en ensayos in vitro. Dos cepas de bacterias presentaron halos de inhibición que denotaron la producción de sustancias fungicidas.

Esto indicó que su mecanismo de antagonismo es fundamentalmente por antibiosis. Se aislaron también levaduras, una de las cuales fue particularmente efectiva (Patiño-Vera et al., 2005) presentado principalmente el fenómeno de competencia por espacio y nutrientes. Una cepa bacteriana y la levadura fueron seleccionadas para escalar el proceso de producción en fermentadores de hasta 350 L de volumen de operación.

Incorporando operaciones unitarias para recuperar y formular los microorganismos de interés, se escalaron y desarrollaron en la Planta Piloto, procesos de fermentación sumergida para la producción de formulados con células viables de cada una de las cepas. Los procesos de producción desarrollados son robustos y utilizan materias primas de bajo costo. Algunos formulados sólidos desarrollados pueden ser almacenados a temperatura ambiente, son de fácil manejo y aplicación y no presentan residuos que pudieran afectar a la salud humana o contaminar el medio ambiente. A la fecha se cuenta con prototipos de formulaciones de productos biológicos que permiten garantizar una población microbiana viable de 1010 células por gramo de producto, después de un año de almacenamiento.

Efectividad en campo

Desde el ciclo de producción de mango del año 2002 se han realizado pruebas de campo (en un total de 80 árboles de mango por ciclo, en huertos del estado de Sinaloa). Con los microorganismos seleccionados y sus respectivos productos prototipo producidos a nivel piloto, los cuales fueron formulados individualmente y en combinaciones. En las pruebas de campo se evaluó el efecto de la aplicación de diferentes formulaciones de los microorganismos antagonistas, tanto en aplicaciones precosecha solamente, como en aplicaciones combinadas precosecha y poscosecha. Los resultados indicaron que varias de las formulaciones probadas tuvieron un importante efecto inhibitorio (igual o superior al fungicida químico a base de Benomilo del desarrollo de la antracnosis en mango (Carrillo-Fasio et al., 2005).

Tecnología disponible

De manera general, podemos concluir que se cuenta con varios prototipos de formulaciones de productos biológicos que inhiben el desarrollo de la enfermedad en grados incluso superiores al fungicida químico. Otro aspecto de gran importancia radica en el hecho de que los formulados biológicos retrasan la maduración del fruto, alargando su vida de almacén hasta en un 25 %. Esto ofrece la posibilidad al productor de exportar sus frutos a mercados más lejanos y con mayor precio de comercialización. Un estudio de prefactibilidad ha indicado que la instalación de una planta productora de biofungicidas sería altamente rentable. La tecnología de producción está disponible para su transferencia al sector productivo.

Evaluación de la enfermedad

Tradicionalmente, para evaluar la efectividad de tratamientos (físicos, químicos o biológicos) para el control de esta enfermedad, se utilizan escalas de severidad que se basan en la apreciación subjetiva de la infección por parte de un observador especializado. En nuestro grupo, en colaboración con el grupo del Dr. Gabriel Corkidi (CCADET-UNAM), desarrollamos un sistema (Corkidi et al, 2006) que permite evaluar objetiva y cuantitativamente la calidad del mango afectado por antracnosis. Para lograr este objetivo, se diseñó un sistema digital de análisis de imágenes que permitió obtener la proyección, en un plano, de la superficie tridimensional del fruto. El fruto fue colocado sobre un soporte integrado a un motor a pasos, cuya rotación fue sincronizada con la adquisición digital de una imagen cada 1/360º. De esta forma, se adquirieron 360 imágenes del fruto en rotación. Posteriormente, implementando una proyección pseudo-cilíndrica del fruto (tipo "áreas equivalentes"), se reconstruyó en un plano la cartografía de la totalidad de su superficie. Con técnicas de análisis digital de imágenes, la cartografía se pudo medir de manera precisa para obtener el área total infectada por la antracnosis en el fruto y así, el impacto en su calidad durante el almacenamiento. El sistema es de alta precisión y resulta de fácil implementación. Se demostró que el sistema fue particularmente útil para hacer evaluaciones detalladas de la progresión de la enfermedad que causa el deterioro de la calidad del mango y para evaluar el efecto de alternativas de control biológico. Este sistema de análisis de imagenes representa una importante innovación tecnológica en el area del control de calidad de productos agrícolas que permitirá apoyar las actividades tanto académicas como comerciales de fitopatólogos, productores y exportadores de mango (Corkidi y col. 2010)

Referencias

Carrillo-Fasio, J. A., Patiño-Vera, M., de la Garza-Ruíz, Z., García-Estrada, R. S., Muy-Rangel, M. D., Sañudo-Barajas, A., Márquez-Zequera, I., Allende-Molar, R., y Galindo-Fentanes, E. (2005). Control biológico de la antracnosis (Colletotrichum gloeosporioides Penz.) y su efecto en la calidad poscosecha del mango en Sinaloa. Revista Mexicana de Fitopatología 23 (1): 24-32.

Corkidi, G., Balderas-Ruíz, K. A.,Taboada, B., L. Serrano-Carreón and Galindo, E. (2006). Assessing mango anthracnose using a new three-dimensional image analysis technique to quantify lesions on fruit. Plant Pathol. 55: 250-257.

Galindo, E., Carrillo-Fasio, J.A., García-Estrada, R.S. y Patiño-Vera, M. (2005). Tecnología para el control biológico de la principal enfermedad del mango (antracnosis) y el efecto en su calidad poscosecha. Claridades Agropecuarias 148: 50-59.

Patiño-Vera, M., Jiménez, B., Ortiz, M., Allende, R., Carrillo, A., Galindo, E. (2005). Pilot-scale production and liquid formulation of Rhodotorula minuta, a potential biocontrol agent of mango anthracnose. J Appl. Microbiol. 99: 540-550.

Serrano-Carreón, L. y Galindo, E. (2006). Control biológico de fitopatógenos: un reto multidisciplinario. Ciencia (revista de la Academia Mexicana de Ciencias): 77-88.

Corkidi, G., Sangabriel, J. C., Rojas, A., Balderas, K. A., Serrano-Carreón, L. y Galindo, E. 2010.
Una nueva herramienta para la caracterización precisa y cuantitativa de la antracnosis del mango, de utilidad para fitopatólogos, productores y exportadores. Claridades Agropecuarias. 198: 39-47.



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Estudiantes 2005-2009

"Efecto de las condiciones de cultivo sobre la producción y la viabilidad del micelio de Trichoderma harzianum para su uso como agente de control biológico". Celia Flores Ocampo. Programa de Posgrado en Ciencias Bioquímicas-UNAM. 2 de Julio del 2002.

"Producción de conidios de Trichoderma harzianum en cultivo sumergido". Heber Gamboa Meléndez. Programa de Posgrado en Ciencias Bioquímicas-UNAM. 6 de Mayo del 2004.

"Estudio de los factores de daño celular presentes durante el secado y almacenamiento de esporas de Trichoderma harzianum". Marco Tulio Fernández Sandoval. Programa de Posgrado en Ciencias Bioquímicas-UNAM. 8 de Diciembre del 2006.


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