Los efectos del cambio climático favorecen la propagación de patógenos cada vez más destructivos que ponen en peligro la supervivencia de los cultivos de interés agronómico. Actualmente, se están utilizando productos químicos para controlar estos patógenos y mejorar el rendimiento y la productividad de los cultivos. Sin embargo, se ha visto que estos productos a largo plazo, deterioran el medio ambiente y pueden producir efectos perjudiciales para la salud humana. Esta situación supone una amenaza creciente para la seguridad alimentaria y el reto mundial en los próximos años será garantizar la seguridad alimentaria de una forma sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Por ello, la búsqueda de nuevas estrategias que permitan mejorar la resistencia a los patógenos, aumentar el rendimiento de los cultivos y reducir el impacto de los agroquímicos en el medio ambiente, se presenta como una tarea prioritaria. Una de las estrategias más prometedoras para conseguir cultivos más sostenibles es el uso de bioestimulantes basados en microorganismos beneficiosos.
En base a los resultados previos obtenidos por el grupo de investigación del IdAB-CSIC, en los que demostramos que los microorganismos emiten metabolitos que una vez aplicados por riego a las plantas fomentan el crecimiento de la parte aérea y radicular de la planta y mejoran el rendimiento de los cultivos a la vez que enriquecen la microbiota beneficiosa del suelo (Sánchez-López et al., 2016ab; Ameztoy et al., 2019; García-Gómez et al., 2019-2020, Baroja-Fernández et al., 2021; patentes PCT/ES2011/000125 y EPI6382146.5).
Con el objeto de avanzar en nuestra búsqueda de estrategias biotecnológicas que contribuyan a incrementar el rendimiento de los cultivos de forma sostenible y respetuosa con el medio ambiente en un marco de cambio climático, se propone un proyecto cuyo objetivo principal es mejorar la resistencia de los cultivos al ataque del nematodo formador de agallas (Meloidogyne incognita) y del moho gris (Botrytis cinerea) mediante el empleo de bioestimulantes fúngicos.
Para lograr este objetivo nos planteamos los siguientes objetivos específicos:
- Mejorar la resistencia de las plantas de tomate frente al nematodo formador de agallas (Meloidogyne incognita) y el moho gris (Botrytis cinerea) mediante la aplicación de filtrados de cultivos (FCs) libres de células líquidos del hongo Alternaria alternata.
- Seleccionar el tiempo óptimo de crecimiento del hongo alternata para la producción de filtrados con propiedades bioestimulantes que induzcan la resistencia sistémica en plantas.
- Determinar la dosis de bioestimulante a aplicar para maximizar el efecto inductor de la resistencia sistémica en plantas de tomate contra incognita y B. cinerea.
- Estudiar el efecto del riego con el bioestimulante en el rendimiento de plantas de tomate infestadas con incognita.
- Investigar los mecanismos bioquímicos y moleculares implicados en la mejora de la resistencia de las plantas producida por el bioestimulante frente a los patógenos incognita y B. cinerea.
- Estudiar el efecto nematicida y fungicida directo del bioestimulante frente a incognita y B. cinerea.
El proyecto ha finalizado con éxito, se han alcanzado los objetivos previstos y los resultados apoyan la hipótesis planteada de que los metabolitos retenidos en los CFs obtenidos a partir de hongos se presentan como potenciales bioestimulantes y biocidas respetuosos con el medio ambiente y sustitutos de los pesticidas químicos comerciales.
De este proyecto se desprenden las siguientes conclusiones:
- La aplicación del CF de Alternaria alternata posee potencial biocida ya que (i) inhibe la eclosión de los huevos del nematodo Meloidogyne incognita y (ii) reduce la viabilidad de las larvas J2 del nematodo Meloidogyne incognita.
- La aplicación preventiva de este CF mejora la resistencia sistémica de la planta, haciéndola más resistente a posibles infecciones por nematodos.
- El tratamiento con este tipo de bioestimulante mejora el rendimiento del cultivo de tomate al preparar a la planta para afrontar mejor la posterior infestación con nematodos, ya que mejora el desarrollo de la planta, su capacidad fotosintética y revierte los cambios hormonales que conlleva la infestación.
- La aplicación del CF de Penicillium aurantiogriseum posee potencial biocida ya que reduce el crecimiento del hongo Botrytis cinere
- La aplicación preventiva de este CF en post-cosecha mejora la resistencia sistémica del fruto, haciéndolo más resistente a posibles infecciones por cinerea.
Los resultados obtenidos en este proyecto confirman que este tipo de bioestimulante se presenta como una herramienta biotecnológica sostenible y competitiva en el mercado que permitirá reducir el empleo de agroquímicos manteniendo el rendimiento de los cultivos.
Indicar también que, a la vista de los resultados obtenidos, vemos interesante poder colaborar con otros agentes SINAI para determinar la viabilidad tecnológica y económica del escalado de la producción de este bioestimulante, así como la sostenibilidad del mismo, mediante el estudio del ciclo de vida.