Nota de investigación
Efecto in vitro de fosfito de potasio sobre
Athelia rolfsii y Pythium
aphanidermatum
Moisés Gilberto Yáñez Juárez1
Felipe Ayala Tafoya1
§
Leopoldo Partida Ruvalcaba1
Teresa de Jesús Velázquez Alcaraz1
Tirzo Paúl Godoy Angulo1
Raymundo Medina López1
1Facultad de Agronomía-Universidad Autónoma
de Sinaloa. Carretera Culiacán-Eldorado km 17.5, AP. 25. CP. 80000.
Culiacán, Sinaloa, México. (moisesyj@uas.edu.mx; parpolo@yaooh.com.mx;
teresadejesus@yaooh.com.mx; tirzopaul@hotmail.com;
raymedinalop@hotmail.com).
Resumen
El objetivo de este estudio fue determinar el efecto in vitro
del fosfito de potasio sobre el crecimiento radial del micelio, la producción de
biomasa y la producción de esclerocios de Athelia rolfsii y de
oosporas de Pythium aphanidermatum. Dosis de 0.05, 0.1, 0.15,
0.2, 0.25 y 0.3 mL L-1 de fosfito de potasio y un testigo absoluto
(sin el fosfito de potasio) fueron evaluados utilizando medio de cultivo PDA y
agua destilada. El crecimiento radial de micelio disminuyó debido al fosfito de
potasio, por lo que al final de la evaluación y comparándolo con el control, el
crecimiento radial de P. aphanidermatum disminuyó de 16.9 a
53.2% y de 15 a 21.3% para A. rolfsii. A las 96 h después de la
siembra la producción de biomasa por P. aphanidermatum y
A. rolfsii, disminuyó de 16.9 a 53.2% y 58.3 a 63.4%,
respectivamente. Después de 72 h de la siembra, no se observó la formación de
oosporas de P. aphanidermatum sobre agua destilada con fosfito
de potasio, lo que sí ocurrió en el control después de 24 h. A los 22 días
después de la siembra, A. rolfsii produjo un promedio de 30.2
esclerocios, mientras que en PDA con fosfito de potasio no formó esclerocios.
Esto indica que el fosfito de potasio es una sustancia eficaz para reducir el
crecimiento del micelio, la producción de biomasa, e inhibe la formación de
oosporas de P. aphanidermatum y de esclerocios de A.
rolfsii.
Palabras clave: crecimiento de micelio; formación de esclerocios; formación de oosporas; producción de biomasa
Abstract
The objective of this study was to determine the in vitro effect
of potassium phosphite on the radial growth of the mycelium, the production of
biomass and the production of sclerotia of Athelia rolfsii and
oospores of Pythium aphanidermatum. Doses of 0.05, 0.1, 0.15,
0.2, 0.25 and 0.3 mL L-1 of potassium phosphite and an absolute
control (without potassium phosphite) were evaluated using PDA culture medium
and distilled water. The radial growth of mycelium decreased due to potassium
phosphite, so at the end of the evaluation and comparing it with the control,
the radial growth of P. aphanidermatum
decreased from 16.9 to 53.2% and from 15 to 21.3% for A.
rolfsii. At 96 h after sowing, biomass production by
P. aphanidermatum and A.
rolfsii decreased from 16.9 to 53.2% and 58.3 to 63.4%,
respectively. After 72 h of sowing, the formation of oospores of
P. aphanidermatum on distilled water with
potassium phosphite was not observed, which did occur in the control after 24 h.
At 22 days after sowing, A. rolfsii produced
an average of 30.2 sclerotia, whereas in PDA with potassium phosphite it did not
form sclerotia. This indicates that potassium phosphite is an effective
substance to reduce mycelial growth, the production of biomass, and inhibits the
formation of oospores of P. aphanidermatum and
of sclerotia of A. rolfsii.
Keywords: biomass production; mycelial growth; oospore formation; sclerotia formation
La principal estrategia utilizada contra hongos que parasitan plantas cultivadas es el
control químico; sin embargo, el uso indiscriminado de fungicidas convencionales
contribuye en la contaminación ambiental, afecta la salud pública y disminuye la
biodiversidad en los agroecosistemas (Zavaleta-Mejía,
1999) además, los actuales mercados de transacción de alimentos demandan
productos agrícolas inocuos para los consumidores y provenientes de procesos nobles con
el ambiente. Así, surge el interés por alternativas diferentes al control químico, una
de ellas es el empleo de sales con la finalidad de conservar la sanidad en las plantas
(Homma et al., 1981).
Al respecto, los fosfitos son sales derivadas del ácido fosforoso, aprovechados en la
agricultura como fuentes de nutrición o como alternativa para el control de enfermedades
en los cultivos (Deliopoulos et al.,
2010). Los fosfitos como alternativa para el control de organismos parásitos
han sido estudiados ampliamente y su eficacia se ha probado contra oomycetes (Monsalve et al., 2012; Pinto et al., 2012; Akinsanmi y Dreth, 2013), hongos (Amiri y Bompeix, 2011; Costa et al., 2014; Yáñez et al., 2014), bacterias (Lobato et al., 2011; Monchiero et al., 2015) y nematodos fitoparásitos
(Oka et al., 2007; Quintero y Castaño, 2012).
Los mecanismos involucrados en los efectos profilácticos de los fosfitos son diversos y
se incluye la estimulación de los mecanismos de defensa en las plantas (Pilbeam et al., 2011; Lim et al., 2013) y acción directa
sobre los fitoparásitos al restringir el crecimiento y producción de esporas (Cerioni et al., 2013); sin embargo,
existe diferencia interespecífica (Hofgaard et
al., 2010) e intraespecífica (Wilkinson et al., 2001) en la susceptibilidad al ion
fosfito, por todo lo anterior, el objetivo de esta investigación fue determinar el
efecto in vitro de fosfito de potasio sobre el crecimiento radial del
micelio, producción de biomasa, producción de esclerocios de Athelia
rolfsii y de oosporas de Pythium aphanidermatum.
Durante el periodo comprendido de octubre de 2016 a febrero de 2017 y mediante bioensayos
establecidos en condiciones de laboratorio, con diseño experimental completamente al
azar y diez repeticiones (una caja Petri por repetición), se evaluó el efecto in
vitro de fosfito de potasio (FP) sobre el crecimiento radial (CR),
producción de biomasa (PBM), producción de esclorocios en Athelia
rolfsii y producción de oosporas en Pythium aphanidermatum
(organismos obtenidos de la colección de hongos del laboratorio de hongos fitopatógenos
de la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Sinaloa). De manera individual
se adicionaron diferentes dosis de FP: 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 y 0.3 mL
L-1 (Fosfimax 40.05%, Adama) al medio de cultivo papa dextrosa agar (PDA,
Bioxon) después del proceso de esterilización.
Cada mezcla de PDA más FP se vació por separado en cajas Petri (20 mL por caja). Un
cilindro (0.5 cm de diámetro) con crecimiento de cada organismo se depositó por separado
al centro de las cajas Petri y se mantuvieron en condiciones de laboratorio (28 ±1.8
°C). El CR se determinó 36 horas después de la siembra (hds) para P.
aphanidermatum y a las 72 hds para A. rolfsii. El efecto
sobre la PBM se determinó haciendo crecer los organismos por 96 h, después de ese tiempo
se separó del medio de cultivo, se depositó en papel filtro (Whatman, 1100) y se secó en
estufa (80 °C) hasta obtener peso constante. El efecto sobre la producción de oosporas
de P. aphanidermatum se determinó agregando los diferentes volúmenes de
FP a agua destilada; cada dilución se vertió en cajas Petri, después se depositaron
cuatro cilindros de PDA de 0.5 cm de diámetro con crecimiento del patógeno. Se
realizaron observaciones al microscopio compuesto para determinar la formación de
oosporas a 24, 48 y 72 h después de haber depositado el patógeno en las cajas.
El efecto sobre la producción de esclerocios de A. rolfsii se determinó
haciendo crecer el organismo en PDA más FP y 22 días después de la siembra (dds) se
contó la cantidad de esclerocios producidos. Cada ensayo se realizó en dos ocasiones y
con los datos obtenidos de las variables estudiadas se hicieron análisis de varianza y
comparación múltiple de medias con la prueba de Tukey (p≤ 0.05) y
análisis de regresión lineal simple.
Ninguna de las concentraciones probadas de FP evitó el crecimiento de P.
aphanidermatum y A. rolfsii; sin embargo, restringió de
manera significativa (p≤ 0.05) el CR y la PBM de ambos organismos
(Cuadro 1). La susceptibilidad de los
microorganismos al ion fosfito fue reportada por Wong
et al. (2009), quienes determinaron el efecto negativo
del fosfito y el positivo del fosfato sobre el crecimiento de Phytophthora
cinnamomi, cuando creció en medio de cultivo enriquecido con sales que
contenían cada ion de manera individual.
Cuadro 1 Efecto de fosfito de potasio sobre el crecimiento radial de micelio y la
producción de biomasa de Pythium aphanidermatum y
Athelia rolfsii.
Tratamientos |
|
Crecimiento radial de micelio (cm) |
|
Producción
de biomasa (mg) |
Fosfito de potasio
(mL L-1) |
|
Pythium
aphanidermatum |
Athelia
rolfsii |
|
Pythium
aphanidermatum |
Athelia
rolfsii |
0 (testigo) |
|
8 a1
|
8 a |
|
77 a |
235 a |
0.05 |
|
4.58 b |
6.8 b |
|
64 b |
98 b |
0.1 |
|
3.37 c |
6.3 c |
|
51 c |
90 b |
0.15 |
|
2.79 d |
6.3 c |
|
52 c |
88 b |
0.2 |
|
2.54 e |
6.3 c |
|
50 c |
88 b |
0.25 |
|
2.33 f |
6.3 c |
|
41 d |
88 b |
0.3 |
|
1.86 g |
6.3 c |
|
36 d |
86 b |
1= medias con diferente literal en la misma columna son
estadísticamente diferentes (p≤ 0.05), según la prueba
de Tukey. Cada cifra representa el promedio de diez repeticiones.
Con FP el CR de P. aphanidermatum (36 hds) fue inferior al observado en
el medio de cultivo testigo, en 42.8, 57.9, 65.1, 68.3, 70.9 y 76.8% con 0.05, 0.1,
0.15, 0.2, 0.25 y 0.3 mL L-1, respectivamente. La PBM se restringió
significativamente (p≤ 0.05) por efecto del FP, de tal manera que en
relación a la biomasa producida en el testigo (77 mg), ésta fue menor en 16.9, 33.8,
32.5, 25, 46.8 y 53.2% con las respectivas dosis anteriormente mencionadas. Además, no
se observó formación de oosporas en presencia de FP (72 hds), en tanto que 24 hds se
detectó abundante formación de oosporas en el testigo (sin FP).
A las 72 hds, el FP originó decremento significativo (p≤ 0.05) en el CR
de A. rolfsii. La disminución fluctuó entre 15 y 21.3%, en comparación
con el CR del hongo en medio de cultivo sin FP. La PBM resultó significativamente
restringida (p≤ 0.05) con FP, de tal manera que en relación a la
biomasa producida en el testigo (235 mg), ésta fue menor en 98, 61.7, 62.6, 62.6, 62.6 y
63.4% con los respectivos 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25 y 0.3 mL L-1 de FP.
Además, con FP en el medio de cultivo no se observó formación de esclerocios maduros (22
dds); sin embargo, en el medio de cultivo PDA sin FP, A. rolfssi formó
30.2 esclerocios en promedio.
Los resultados obtenidos en esta investigación, en relación a la susceptibilidad
interespecífica a FP, son semejantes a los descritos previamente por Hofgaard et al. (2010), quienes
reportaron restricción de 60, 80 y 90% en el CR del micelio de Fusarium
culmorum, F. graminearum y Microdochium majus,
respectivamente. Asimismo, con los reportados por Lobato
et al. (2010), ya que ellos reportaron que el grado de
restricción del CR, como consecuencia del ion fosfito, lo determinó el organismo
ensayado y la cantidad de fosfito agregado al medio de cultivo.
El análisis de regresión lineal simple entre las variables FP, CR y PBM en las dos
especies de hongos indicó una relación negativa (Figura
1), de tal manera que las progresivas disminuciones del CR y PBM de
P. aphanidermatum se explican en los respectivos
54.3 y 43.2% debido al efecto que ocasionaron los incrementos de las dosis de FP (Figura 1A y 1C).
Mientras que para A. rolfsii se explican en 75.2 y 90.2%,
respectivamente (Figura 1B y 1D). Estos resultados coinciden con Smillie et al. (1989), quienes determinaron que P.
cinnamomi, P. palmivora y P. nicotiana
son susceptibles a FP, explicando además que conforme se incrementó la concentración de
fosfito en el medio de cultivo, disminuyó el peso de la biomasa producida por las tres
especies de Phytophthora.
No obstante, que el crecimiento de P. aphanidermatum no fue inhibido por
completo a las 24 hds, 0.05 mL L-1 de FP fueron suficientes para inhibir la
formación de oosporas, en tanto que en el testigo se observó abundante formación de esas
estructuras de reproducción. Estos resultados concuerdan con los reportados por Davis y Grant (1996) en cuanto a la producción de
esporas en Fusarium oxysporum f sp. cubense; asimismo,
con los publicados en relación a Mycosphaerella fijiensis (Mogollón y Castaño, 2012), Peronospora
sparsa (Hukkanen et al.,
2008), Phytophthora plurivora (Dalio et al., 2014) y P. cinnamomi
(Wong et al., 2009). En la
especie P. plurivora, Dalio et
al. (2014) también registraron disminución significativa del CR
del micelio y la producción de zoosporas cuando se le cultivó en medio de cultivo PDA
enriquecido con el ion fosfito.
El FP también originó resultados de restricción en el CR, PBM y evitó la formación de
esclerocios en A. rolfsii, los cuales también concuerdan con los
reportados en Sclerotium cepivorum por Ortega et al. (2011), quienes agregaron bicarbonato de
potasio en el medio de cultivo PDA y observaron que con 50 mM disminuyó
significativamente el crecimiento del micelio y se evitó la formación de
esclerocios.
De acuerdo con King et al.
(2010), el FP agregado al medio de cultivo inhibe la expresión de genes
relacionados con la síntesis de proteínas que constituyen la pared y el citoesqueleto de
las células de P. cinnamomi, razón por la que la formación de micelio y
estructuras reproductivas en los microorganismos se ven disminuidas cuando se hacen
crecer en medios de cultivo mezclados con dicha sal.
Conclusiones
El fosfito de potasio fue eficaz para disminuir el crecimiento radial del micelio y
la producción de biomasa en los organismos fitopatógenos, e impedir la producción de
oosporas en Pythium aphanidermatum y de esclerocios de
Athelia rolfsii.
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