Desarrollo de nuevos insecticidas microbianos e innovadoras formulaciones para mejorar su estabilidad y eficacia.
Enlaces de interés
El objetivo general de la propuesta fue diseñar y producir nuevos ingredientes activos, a base de baculovirus (OBs) y de las proteínas insecticidas de Bt (Cry+Vip3A), con un amplio espectro de huéspedes y mejores propiedades insecticidas que los productos existentes en el mercado. Otro objetivo paralelo fue identificar moléculas con actividad antioxidante, fotoprotectora o sinérgica sobre el ingrediente activo. Para favorecer estos efectos, dichos metabolitos debían ser formuladas como micro-capsuladas conjuntamente con los nuevos ingredientes activos, (OBs) o (Cry+vip3A), con la finalidad de mejorar su estabilidad, durante el almacenamiento, y su persistencia y potencia insecticida una vez aplicados en campo.
En primer lugar, se trabajó en el desarrollo y obtención de nuevos ingredientes activos de baculovirus con ampliado espectro de huéspedes y propiedades insecticidas mejoradas. Se trabajó con varios aislados y sus variantes genotípicas (y mezclas de estas) y se determinó el mejor a tenor de sus propiedades insecticidas globales, el más patogénico y el más productivo. Posteriormente se determinaron las características físicas y estructura genética de los OBs que constituyen el ingrediente activo. Por un lado, se vio que los cuatro aislados silvestres analizados en este trabajo (HearMNPV, AcMNPV, AnfaMNPV y MbMNPV) tienen OBs similares en tamaño y estructura interna. El análisis específico de la estructura de los ODVs también fue similar en los cuatro aislados silvestres analizados. Así mismo, mediante qPCR se confirmó, adicionalmente, que las distintas variantes genotípicas se encuentran en la misma proporción relativa que se encontraban en la combinación artificial utilizada para coinfectar las larvas de S. exigua. Por último en este primer bloque de tareas se realizó la producción del ingrediente activo (OBs) con la estructura genética óptima.
En segundo lugar, se realizó la caracterización de una nueva cepa Bacillus thuringiensis (Bt) con ampliado espectro de huéspedes y mejoradas propiedades insecticidas. Para ello, primero se seleccionaron cepas de Bt que producían una combinación de proteínas (Cry+Vip3A) con un amplio espectro de huéspedes y elevada potencia insecticida, posteriormente se optimizó del proceso de producción de proteínas Cry y Vip3A (ingrediente activo) en fermentadores de laboratorio para posteriormente realizar un escalado semiindustrial en fermentadores de más de 1000 litros, ya que las condiciones de laboratorio a menudo no son extrapolables a producciones en grandes volúmenes y era necesario comprobar la escalabilidad de la producción de la materia activa.
Como tercer bloque de actividad se identificaron compuestos bioactivos que podrían ser utilizados como aditivos en la nueva formulación para aumentar la persistencia de su actividad insecticida durante el almacenamiento y tras la aplicación en campo. Se analizaron 38 extractos procedentes de diferentes materias primas vegetales analizándose sus rendimientos de extracción en primer lugar y en segundo, su capacidad sinérgica con las diferentes materias activas (tanto en baculovirus (BV) como en Bt). Tras las primeras pruebas se seleccionaron 6 extractos por su capacidad potenciadora y por su rendimiento de extracción para acabar seleccionando el extracto E37 como el más prometedor por incrementar la actividad hasta 14 veces en comparación con el control. Para la optimización del método de extracción se seleccionaron 3 extractos, que serían incluidos en la formulación óptima para los ensayos de encapsulación.
Finalmente, se abordó la formulación del producto técnico a través de su microencapsulación. El primer paso fue analizar diferentes polímeros para la encapsulación de las materias activas. La encapsulación mediante proteínas fue la seleccionada y posteriormente se procedió a ensayar la encapsulación de viriones para posteriormente incluir los extractos vegetales sinérgicos estudiados anteriormente. Una vez se consiguieron las microcápsulas se procedió a evaluar su actividad frente a los insectos susceptibles. Así mismo, se analizó la capacidad fotoprotectora de la envoltura y la viabilidad de los OBs en determinadas condiciones de Tª y pH con unos resultados muy satisfactorios. Además, se diseñó una simplificación del proceso preparativo de las microcápsulas con el fin de favorecer su escalado y su implementación a escala industrial. A pesar de que los resultados son prometedores, se observa un ligero aumento de las partículas, lo que puede resultar problemático a la hora de ser ingeridas por larvas en los primeros estadíos larvarios de lagunas de las especies fitófagas de menor tamaño.
Por ello se propone seguir trabajando en el tema y está previsto proponer un proyecto que continúe profundizando con esta labor ya que se considera que es una línea estratégica de investigación en bioinsecticidas con la finalidad de producir nuevas generaciones de insecticidas microbianos más baratos, eficientes y sostenibles.
