Por: PhD (c) Joao De Souza Pacheco

Los nematodos son organismos microscópicos, multicelulares, que generalmente comparten las siguientes características: semitransparentes, con forma de gusano, no segmentado, anillado superficialmente, con simetría bilateral. Estos animales microscópicos poseen todos los sistemas orgánicos, excepto el respiratorio y circulatorio. Por otro lado, los nematodos sólo poseen una capa muscular a lo largo del cuerpo, el cual está unido a la cutícula externa y es lo que les permite su movimiento ondulatorio típico. Los nematodos representan un grupo de metazoos rico en especies y morfológicamente diverso que habita tanto en ambientes acuáticos como terrestres. También hay reportes de su papel como indicadores biológicos y como actores clave en el ciclo de nutrientes. Asimismo, existen algunos grupos de nematodos que causan pérdidas importantes en la producción de cultivos, siendo ciertas especies de bastante preocupación para los agricultores.

Los nematodos parásitos de plantas, que varían de 300 a 1000 µm de largo y 15 – 35 µm de ancho, se encuentran entre las plagas agrícolas más devastadoras del mundo, con una pérdida de cultivos mundial anual estimada en unos 80 mil millones de dólares. Los nematodos fitopatógenuna amplia gama de hospedadores de familias de cultivos de importancia comercial como solanaceae (tomate, papa, pimos infectan iento), fabaceae (soja), malvaceae (algodón), amaranthaceae (remolacha azucarera) y poaceae (sin. Gramíneas; arroz, trigo, maíz). La mayoría atacan las raíces, aunque algunos se encuentran en partes aéreas de las plantas. Por el daño que hacen, facilitan la entrada de otros agentes patógenos de suelo que pueden incrementar el daño en muchas plantas de producción agrícola. Estos pueden poseer una estrategia virulenta sofisticada, ya que pueden infectar muchas plantas sin inducir fuertes respuestas inmunitarias. El ciclo de vida de los nematodos consta de la etapa de huevo, 4 estados juveniles y la forma adulta. Los huevos se convierten en juveniles, cuya apariencia y estructura suelen ser similares a las de los nematodos adultos. Los juveniles crecen en tamaño y cada etapa juvenil termina con una muda, ocurriendo la primera dentro del huevo. Después de la muda final, los nematodos se diferencian en machos y hembras. La hembra puede producir huevos fértiles después del apareamiento con un macho o, en ausencia de machos, partenogenéticamente.

Sobre la alimentación de los nematodos fitopatógenos, es importante tener en consideración que la mayoría tienen un estilete oral, el cual es un dispositivo en forma de lanza (parecido a una aguja hipodérmica) con el cual perfora las células del huésped y a través de los cuales extraer nutrientes de las células. Muchos, probablemente todos, los nematodos vegetales inyectan enzimas en una célula huésped antes de alimentarse para digerir parcialmente el contenido celular antes de que sean absorbidos por el intestino. La mayor parte de las lesiones que causan los nematodos a las plantas está relacionada de alguna manera con el proceso de alimentación. De acuerdo a su comportamiento en su alimentación, los nematodos fitopatógenos se clasifican en tres tipos  principales: ectoparásitos, semi-endoparásitos y endoparásitos. De esta forma, los nematodos ectoparásitos pasan todo su ciclo de vida fuera del hospedador, siendo el único contacto físico la inserción de un estilete de alimentación largo y rígido; sin embargo su movilidad los hace muy susceptibles a las fluctuaciones ambientales y a depredadores (p.e. Xiphinema sp., Longidorus sp., Trichodorus sp., etc). Los nematodos semi-endoparásitos penetran las raíces para alimentarse, y su parte posterior permanece en contacto con el suelo (p.e. Tylenchulus semipenetrans, Rotylenchulus reniformis). Los nematodos endoparásitos entran completamente en la raíz y se alimentan de los tejidos internos. Los nematodos endoparásitos puede clasificarse en estilos de vida migratorios o sedentarios. De esta manera, los endoparásitos migratorios (p.e. los nematodos lesionadores de las raíces, como Pratylenchus spp., y los nematodos excavadores, como Radopholus spp.), quienes migran a través de los tejidos de las raíces para alimentarse de las células vegetales, lo que daña los tejidos al migrar. Por otro lado, los endoparásitos sedentarios se mueven hacia el cilindro vascular e inducen la rediferenciación de las células huésped en células de alimentación multinucleadas e hipertróficas. De estos últimos, los dos géneros, que dicho sea de paso son los más devastadores del mundo, son los nematodos agalladores del género Meloidogyne y los nematodos quísticos, como los del género Globodera y Heterodera.

Las infecciones de las plantas por nematodos, generalmente ocasionan síntomas primarios en las raíces, así como en las partes aéreas de las plantas, pudiendo ser primarios o secundarios, dependiendo del nematodo. Los síntomas de la raíz pueden aparecer como lesiones de la raíz, nudos o agallas de la raíz, ramificación excesiva de las raíces, puntas de las raíces dañadas y, cuando hay la presencia de microorganismos fitopatógenos, puede haber también pudriciones de las raíces. Los síntomas de la raíz suelen ir acompañados de síntomas no característicos en las partes aéreas de las plantas, que aparecen principalmente como un crecimiento reducido, síntomas de deficiencias de nutrientes como coloración amarillenta del follaje, marchitamiento excesivo en climas cálidos o secos, rendimientos reducidos y productos de mala calidad. Ciertas especies de nematodos (p.e. Aphelenchoides ritzemabosi) invaden las partes aéreas de las plantas en lugar de las raíces, y en ellas causan agallas, lesiones necróticas y podredumbres, torsión o distorsión de hojas y tallos y desarrollo anormal de las partes florales. Ciertos nematodos (p.e. Anguina tritici) atacan cereales o pastos y forman agallas llenas de nematodos en lugar de semillas.

El control de nemátodos generalmente se intenta mediante prácticas culturales, como el uso de material de plantación limpio, rotación de cultivos, cultivos de cobertura, uso de variedades resistentes; además de uso de enmiendas ya sea orgánicas o con bacterias u hongos antagonistas o parasitarias naturales; además del control por medio de agentes físicos, como labranza, calor, incluida la solarización y las inundaciones; y mediante el control con productos químicos, como varios tipos de fumigantes y nematicidas no fumigantes. En la práctica, se suele emplear una combinación de varios métodos para controlar las enfermedades de las plantas por nematodos. Sobre el uso de agentes de control biológico, este está aumentando en estos días, debido a su menor toxicidad ambiental, especificidad del objetivo y seguridad para organismos no objetivo. Entre los diferentes agentes de control biológico fúngico, las especies más estudiadas para el manejo de nematodos incluyen Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum, Arthrobotrys oligospora, Trichoderma spp. y Verticillium spp. P. chlamydosporia se considera como un potencial agente de biocontrol de los nematodos endoparásitos debido a su capacidad para colonizar la rizosfera de plantas y cultivares, producir clamidosporas in vitro e infectar huevos de nematodos endoparásitos como el agallador (Meloidogyne spp.) y los nematodos del quiste (Heterodera avenae, H. glycines, H. schachtii). Además, este hongo ha mostrado actividad contra el nematodo agallador falso, Nacobbus aberrans, el nematodo barrenador, Radopholus similis, el nematodo de los cítricos, Tylenchulus semipenetrans y el nematodo reniforme, Rotylenchulus spp. La especificidad de este hongo hacia los nematodos endoparásitos sedentarios está asociada con el reconocimiento de cambios tanto cuantitativos como cualitativos en los patrones de exudado de las raíces durante la infección por nematodos. P. lilacinum es un hongo que habita en el suelo, reportado en diferentes partes del mundo y ampliamente utilizado como potencial agente de control biológico contra nematodos parásitos de las plantas. Este hongo infecta huevos, masas de huevos, hembras y quistes de muchos nematodos parásitos de plantas como Meloidogyne spp., Globodera spp., Heterodera spp., Tylenchulus sp. y Nacobbus sp. El hongo primero coloniza la matriz gelatinosa de diferentes nematodos y penetra los huevos con la ayuda de apresorios o hifas. Además, el hongo produce varias enzimas extracelulares como serina proteasas, quitinasas dependiendo del reconocimiento de la hidrofobicidad de la superficie del hospedador y estas fueron purificadas y caracterizadas a partir de diferentes cepas.

Si desea conocer sobre los ensayos realizados por nuestros desarrollistas con P. lillacinum, así con otros diferentes entomopatógenos y antagonistas, les invitamos a que visiten nuestra sección de biológicos.

REFERENCIAS

  • Abd-Elgawad MMM, et al. (2018) Egypt J Biol Pest Co 28:74
  • Agrios, GN. 2005. Plant pathology. 5th Ed. Elsevier Academic Press. Burlington.
  • Brand D, et al. (2010) Micol Aplicada Int 22:31–48
  • Dallemole-Giaretta R, et al. (2015) Acta Scientiarum 37(4):417–423
  • Decraemer, W., y Hunt, D. J. (2013). “Structure and classification,” in Plant Nematology, 2 ed. Eds. R. N. Perry and M. Moens (Wallingford, UK: CABI Publishing), 3–39.
  • Guerrero, R. (2017). Manual de nematodos fitoparásitos identificación de especies cuarentenarias. Agrocalidad. Ecuador: Quito.
  • Höss, S., et al. (2011). Environ. Int., 37, 940–949, 2011.
  • Huang XW, et al. (2004) Res Microbiol 115:811–816
  • Jiang X, et al. (2017) Microbiol Spectr 5(1):28128072
  • Jones, J. T. et al. (2013). Mol. Plant Pathol. 14 (9), 946–961
  • Khan A, et al. (2003) Prot Expres Purif 32:210–220
  • Khan A, et al. (2004) Biol Control 31(3):346–352
  • Kumar S, y Singh A (2015) J Fertil Pestic 6:e129
  • Kumar, K. K. (2020). Fungi: A Bio-resource for the Control of Plant Parasitic Nematodes. In Agriculturally Important Fungi for Sustainable Agriculture (pp. 285-311). Springer, Cham.
  • Manzanilla-Lopez RH, et al. (2013) J Nematol 45(1):1–7
  • Palomares-Rius, J. E., et al. (2017) Front. Plant Sci. 8, 1987.
  • Piedra Naranjo, R. (2015) Guía de muestreo de nematodos fitoparásitos en cultivos agrícolas. Instituto Nacional de Innovación y transferencia en tecnología agropecuaria. San José, C.R.
  • Rastegari AA, et al (2020) Trends of microbial biotechnology for sustainable agriculture and biomedicine systems: diversity and functional perspectives. Elsevier, Cambridge
  • Sato K, et al. (2019a) Front. Plant Sci. 10:1165.
  • Sato, K., et al. (2019b) Frontiers in plant science, 10, 1165.
  • Smant, G., et al. (2018) Plant J. 93 (4), 686–702.
  • Vasanthi D. y Kumaraswamy K (1999) J Ind Soc Soil Sci 47(2):268–272
  • Wang ELH y Bergeson GB (1974) J Nematol 6:194–202
  • Warmerdam, S. et al.  (2018) New Phytol. 218 (2), 724–737.
  • Wilson, E. O.: A global biodiversity map, Science, 289, 2279–2279, 2000.
  • Wilson, M. J. y Khakouli-Duarte, T. 2009 .Nematodes as environmental indicators, CABI, Wallingford, UK, 326 pp., 2009.
  • Yadav AN, et al (2020a) Advances in plant microbiome and sustainable agriculture: diversity and biotechnological applications. Springer, Singapore
  • Yadav AN, et al. (2020b) Advances in plant microbiome and sustainable agriculture: functional annotation and future challenges