Trichoderma impulsa las interacciones fúngicas del suelo contra la marchitez por Fusarium

Interacción de hongos del suelo impulsados por Mumei para resistir la marchitez del suelo.

La comunidad microbiana está ampliamente presente en el medio ambiente, cubriendo prácticamente todas las superficies de los huéspedes, desde la piel, el intestino y las mucosas de los animales hasta las raíces y hojas de las plantas. Estos microorganismos forman la primera línea de defensa contra la invasión de patógenos. Sin embargo, la destrucción de la comunidad microbiana causada por el brote de microorganismos dañinos puede aumentar significativamente la tasa de enfermedades. Restaurar o fortalecer la comunidad microbiana relacionada con el huésped puede proporcionar un medio efectivo para el control de enfermedades.

La regulación del microbioma puede mejorar la funcionalidad del ecosistema agrícola y suprimir las enfermedades transmitidas por el suelo. Numerosos estudios han demostrado que la diversidad y composición del microbioma del suelo están directamente relacionadas con la supresión de enfermedades transmitidas por el suelo. Una mayor diversidad del microbioma puede aumentar la complejidad de las interacciones microbianas, mejorando así su capacidad de resistencia a los patógenos. Dado la complejidad de las interacciones planta-microorganismo y microorganismo-microorganismo, así como la dependencia de estas interacciones de los factores ambientales, optimizar la relación planta-microorganismo sigue siendo un desafío importante. Por lo tanto, comprender mejor las interacciones entre microorganismos beneficiosos, patógenos y comunidades microbianas del suelo es esencial para un control efectivo de las enfermedades. Sin embargo, actualmente se sabe muy poco sobre cómo las comunidades fúngicas son afectadas por los microorganismos beneficiosos y cómo la dinámica de las comunidades fúngicas afecta el control de enfermedades. Recientemente, ha habido un creciente interés en el papel de los hongos en los microbiomas ambientales y de los huéspedes, pero se necesita prestar más atención a la investigación sobre el impacto de los hongos en la funcionalidad del suelo y su papel en la supresión de enfermedades. El equipo del Dr. Shen Qirong de la Universidad Agrícola de Nanjing publicó un estudio titulado "Additive fungal interactions drive biocontrol of Fusarium wilt disease" en la prestigiosa revista académica New Phytologist. Este estudio investigó el efecto del biofertilizante a base de Trichoderma guizhouense NJAU4742 (Tg) en el desarrollo de enfermedades en un sistema de cultivo continuo de plátano mediante una serie de experimentos.

Los estudios han demostrado que después de tres temporadas consecutivas de cultivo de plátanos, el uso de materia orgánica con la inoculación o sin la inoculación de Trichoderma harzianum Tg puede reducir eficazmente la tasa de enfermedades de marchitez y aumentar la biomasa de las plantas de plátano en comparación con el grupo de control. Los efectos de prevención de enfermedades y promoción del crecimiento en el grupo tratado con materia orgánica y Trichoderma harzianum Tg (SOF+Tg) son superiores a los del grupo tratado solo con materia orgánica (SOF), con un aumento promedio del 59.09% y 60.47%, respectivamente. En cada temporada de cultivo, el grupo tratado con SOF+Tg tiene la mayor biomasa y la menor tasa de enfermedades en comparación con los otros dos tratamientos. En la tercera temporada de crecimiento, el efecto de prevención de enfermedades en el grupo tratado con SOF+Tg alcanza el 72.2±3.9%, mientras que el efecto de promoción del crecimiento es del 76.4±8.5%. Se analizó el cambio dinámico en la composición de la comunidad microbiana en el suelo después de tres temporadas consecutivas de cultivo, utilizando el suelo como objetivo. Se encontró que la abundancia total de hongos en el grupo tratado con SOF+Tg es significativamente mayor que en el grupo de control, y la abundancia de Trichoderma harzianum en el grupo tratado con SOF+Tg es significativamente menor que en los grupos tratados con SOF y CK. Además, se encontraron diferencias significativas en la composición de la comunidad fúngica entre el suelo inicial (antes del cultivo), el suelo de control, el suelo tratado con SOF y el suelo tratado con SOF+Tg. La abundancia relativa de Ascomycota y Glomeromycota en el suelo inicial es significativamente mayor que en el suelo de control, el suelo tratado con SOF y el suelo tratado con SOF+Tg. En comparación con el suelo inicial y los otros tratamientos, CK y SOF aumentaron significativamente la abundancia relativa de Basidiomycota y Zygomycota, respectivamente. En comparación con el suelo inicial, el suelo de control y el suelo tratado con SOF, el suelo tratado con SOF+Tg redujo significativamente la abundancia relativa de Trichoderma, siendo la abundancia relativa de Trichoderma más alta en el suelo inicial. También se encontraron diferencias significativas en la capacidad de metabolismo de carbono de los microorganismos del suelo entre CK, SOF y SOF+Tg. El tratamiento con SOF+Tg mejoró significativamente el metabolismo de carbono de los microorganismos del suelo, con un aumento del 23.98% y 38.91% en comparación con CK y SOF, respectivamente.

Gráfico 1: Biomasa de las plantas de plátano y tasa de incidencia de la enfermedad de la marchitez por hongo segador.

El aumento en la cantidad de inoculaciones de Tg ha mejorado significativamente la densidad de población de este hongo y su proporción en la comunidad fúngica. Los experimentos en macetas han demostrado que la aplicación de Tg tiene un impacto significativo en la composición del grupo de Humicola del género de hongos saprófitos. La aplicación de Trichoderma reduce la tasa de enfermedad en los plátanos en un 72% y aumenta la biomasa de los plátanos. Este efecto se atribuye a los cambios en la microbiota fúngica, incluyendo la disminución de la densidad de hongos del género Fusarium y el enriquecimiento de hongos del género Humicola con actividad antagónica. La investigación demuestra el papel del consorcio Trichoderma-Humicola en el control de enfermedades, y sugiere que la superposición del nicho ecológico con el patógeno y la inducción de la resistencia sistémica en las plantas son los principales mecanismos que impulsan el efecto de la biocontrol. Además, Tg y Humicola aumentan significativamente los niveles de ácido jasmónico y ácido salicílico en las plantas de plátano, y se ha encontrado que el sistema de defensa de las plantas es más sensible a la co-inoculación de Tg y Humicola, lo que sugiere que estos dos hongos pueden inducir la resistencia de las plantas a través de las vías de señalización de JA y SA. Además, la combinación de Tg y Humicola tiene un mayor efecto de activación de enzimas relacionadas con la ISR en las plantas de plátano, como la quitinasa (CHT), la peroxidasa (POD), la fenilalanina amonio-liasa (PAL), la lipoxigenasa (LOX) y la polifenol oxidasa (PPO), en comparación con la inoculación individual de cada hongo. Los autores demuestran que la interacción con la microbiota nativa del suelo tiene un mayor impacto en la supresión de enfermedades que el antagonismo directo de los agentes de biocontrol inoculados.

Estudio sobre la inducción de la resistencia del sistema de plantas por la comunidad fúngica (Traducción)

Este estudio describe el efecto inhibitorio de los hongos probióticos en el control de enfermedades en sistemas de monocultivo de plátano. Los autores demuestran tanto el efecto directo de los hongos beneficiosos en la inhibición de los patógenos, como su efecto indirecto en la competencia nutricional con los patógenos y la inducción de la resistencia del sistema de plantas. Los resultados del estudio muestran que la aplicación de agentes probióticos de hongos conduce a una reestructuración de la comunidad fúngica del suelo, reclutando especies de hongos beneficiosos para combatir la invasión de los patógenos y proteger la salud de las plantas. Estos resultados ofrecen una nueva perspectiva para el desarrollo de soluciones efectivas y sostenibles para mejorar la protección de los cultivos.