Identification of Mancozeb-Tolerant and Phosphate-Solubilizing Fungal Bioagents for the Management of Fusarium Wilt of Chilli

En la silenciosa lucha entre los cultivos y los enemigos invisibles que habitan en el suelo, los agricultores a menudo se enfrentan a una difícil elección. Por un lado está el aerosol químico, una herramienta poderosa que puede matar la enfermedad pero que también deja un residuo en el medio ambiente y que, con el tiempo, puede dejar de funcionar a medida que las plagas aprenden a resistirlo. Por otro lado está el agente biológico, un microorganismo vivo que combate la enfermedad de forma natural, pero que a menudo es demasiado frágil para sobrevivir cuando se mezcla con esos mismos aerosoles químicos. Durante mucho tiempo, estos dos enfoques parecieron estar enfrentados, obligando a los cultivadores a elegir uno u otro. El objetivo de la agricultura moderna es encontrar una manera de utilizar ambos juntos, creando una asociación donde el químico proteja la planta al principio, y el agente vivo tome el relevo para proporcionar una defensa a largo plazo. Este equilibrio es particularmente crítico para cultivos como el chile, que son vitales para la seguridad alimentaria y el comercio mundial, pero que son frecuentemente devastados por una enfermedad del suelo que pudre la planta desde las raíces.

En el valle de Cachemira, en la India, investigadores se propusieron resolver este rompecabezas específico para los cultivadores de chile. Se centraron en una enfermedad destructiva conocida como marchitez de Fusarium, causada por un hongo llamado Fusarium solani. Este patógeno invade el sistema vascular de la planta, bloqueando el agua y los nutrientes, lo que provoca que las hojas se vuelvan amarillas, se curven y, finalmente, maten a la planta entera. La enfermedad es tan severa que puede acabar con hasta el ochenta por ciento de una cosecha. Para combatirla, los agricultores han dependido tradicionalmente de un fungicida químico llamado mancozeb. Sin embargo, usar solo químicos no es una solución perfecta; puede dañar el suelo y el medio ambiente, y el hongo puede desarrollar resistencia con el tiempo. Los investigadores querían encontrar un aliado vivo, un hongo beneficioso que pudiera sobrevivir al aerosol químico y continuar protegiendo las plantas de chile. Necesitaban un bioagente que fuera lo suficientemente resistente para tolerar el mancozeb, lo suficientemente fuerte para combatir la enfermedad y lo suficientemente útil para mejorar el crecimiento de la planta.

El equipo comenzó observando el propio suelo. Tomaron muestras de diversas ubicaciones por todo el valle, incluyendo bosques y tierras de cultivo, y trataron pequeños parches de este suelo con una alta concentración de mancozeb. Esta fue una prueba deliberada para ver qué vida microscópica podría sobrevivir a un entorno químico tan hostil. De estos parches tratados, aislaron cien y cuatro cepas fúngicas diferentes. Luego sometieron estas cepas a una serie de pruebas rigurosas. Primero, comprobaron cuáles podían crecer en un medio que contenía el fungicida químico. La mayoría de los hongos tuvieron dificultades, pero dos cepas específicas destacaron. Una, llamada WG-4, creció hasta un diámetro de treinta y cinco milímetros en el alimento envenenado, y otra, llamada SHO-13, creció hasta los treinta y tres milímetros. Estas dos fueron las más resistentes, demostrando que podían coexistir con el tratamiento químico.

A continuación, los investigadores probaron estos supervivientes contra el enemigo. Colocaron los hongos beneficiosos en una placa junto al hongo causante de la enfermedad, Fusarium solani, para ver si podían detener su crecimiento. Los resultados fueron sorprendentes. La cepa WG-4 detuvo la propagación del hongo de la enfermedad en casi un ochenta y cinco por ciento, mientras que la cepa SHO-13 logró un nivel de supresión similar. Pero los investigadores buscaban algo más que un luchador; querían un ayudante. Probaron si estos hongos podían disolver el fosfato, un nutriente bloqueado en el suelo que las plantas necesitan para crecer pero al que no pueden acceder por sí mismas. Ambos de los mejores ejemplares mostraron una fuerte capacidad para desbloquear este nutriente, convirtiéndolos en potenciales biofertilizantes además de combatientes de enfermedades.

Para comprender exactamente lo que habían encontrado, el equipo examinó las dos mejores cepas bajo un microscopio y analizó su código genético. La cepa WG-4 fue identificada como una especie de Penicillium, un tipo de hongo conocido por sus propiedades antibióticas. La estrella del espectáculo, SHO-13, fue identificada como Trichoderma virens. Este es un hongo beneficioso muy conocido que ataca a otros hongos envolviendo sus hilos y secretando enzimas que los descomponen. Los investigadores observaron este comportamiento directamente, viendo al hongo beneficioso enrollarse alrededor del hongo causante de la enfermedad y adherirse a él, parasitándolo y matándolo eficazmente.

La prueba final tuvo lugar en el mundo real, dentro de bolsas de polietileno llenas de tierra y jóvenes plántulas de chile. Los investigadores organizaron un experimento con seis grupos diferentes. Algunos plantones fueron tratados solo con el fungicida químico, otros solo con los hongos beneficiosos, otros con ambos, y otros sin nada en absoluto. Los resultados confirmaron que la combinación era superior. Los plantones tratados con la combinación del hongo beneficioso Trichoderma virens y el fungicida mancozeb mostraron los mejores resultados. En este grupo, solo el cinco y medio por ciento de las plantas desarrollaron la enfermedad de la marchitez, una mejora masiva en comparación con el grupo de control no tratado, donde el ochenta y tres por ciento de las plantas enfermaron.

Los beneficios se extendieron más allá del control de enfermedades. Las plantas tratadas con la combinación del hongo beneficioso y el químico crecieron más altas, alcanzando una altura media de sesenta y siete centímetros, en comparación con los cincuenta y siete centímetros de las plantas no tratadas. También produjeron más frutos, con un promedio de siete frutos por planta, y los frutos eran más pesados. El peso total del fruto y la masa general de la planta fueron significativamente mayores en el grupo de tratamiento combinado que en cualquier grupo tratado solo con el químico o solo con el hongo. Esto sugiere que el hongo beneficioso no solo detuvo la enfermedad, sino que ayudó activamente a la planta a absorber nutrientes y a crecer con más fuerza.

El estudio concluye que la clave para gestionar esta devastadora enfermedad reside en la integración. Al seleccionar una cepa específica de Trichoderma virens que es naturalmente resistente al fungicida químico, los agricultores pueden utilizar ambas herramientas simultáneamente. El químico proporciona un escudo inmediato contra la infección inicial, mientras que el hongo vivo se establece en el suelo, continuando la lucha contra la enfermedad y alimentando a la planta mucho después de que el químico se haya desvanecido. Este enfoque ofrece un camino hacia la agricultura sostenible, reduciendo la necesidad de un uso intensivo de químicos mientras se protege el cultivo y se mejora el rendimiento. Los investigadores identificaron la secuencia genética específica de esta poderosa cepa y la pusieron a disposición de la comunidad científica, allanando el camino para su potencial uso como un producto comercial para proteger los cultivos de chile no solo en Cachemira, sino potencialmente en otras regiones que enfrentan amenazas similares del suelo.