Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas   volumen 10  número 3   01 de abril - 15 de mayo, 2019

DOI: https://doi.org/10.29312/remexca.v10i3.1550

Artículo

Abundancia y distribución de hongos entomopatógenos en diferentes localidades y ambientes del sur de Tamaulipas

Guadalupe González Baca1

Crystian S. Venegas Barrera1

Othón J. González Gaona1

Haidel Vargas Madriz2

Marco A. Jiménez Gómez1

Edgar Pérez Arriaga1

Ausencio Azuara Domínguez1§

1Tecnológico Nacional de México-Instituto Tecnológico de Ciudad Victoria. Ciudad Victoria, Tamaulipas, México. CP. 87010. Tel. 01(834) 1532000. (lubacgo@gmail.com; crystianv@gmail.com; othonjavier@hotmail.com; m-jimenez81@yahoo.com.mx; satmex7@hotmail.com). 2Departamento de Producción Agrícola-Centro Universitario de la Costa Sur. Autlán de Navarro, Jalisco, México. CP. 48900. Tel. 01(317) 3825010. (haidel-vargas@hotmail.com).

§Autor para correspondencia: azuarad@gmail.com.

Resumen

Con el fin de generar un registro de los hongos entomopatógenos con el potencial para el control de insectos plaga en el área agrícola del estado de Tamaulipas. En este estudio se cuantificó la abundancia y determinó la distribución de los hongos entomopatógenos en diferentes localidades y ambientes del sur de Tamaulipas, México. En 2016, los hongos entomopatógenos fueron recolectados en la Brecha de Corpus Christi, Villa Cuauhtémoc, Esteros y Miradores. En cada localidad se seleccionaron los siguientes ambientes: parcelas cultivadas con gramíneas (sorgo y maíz), fabáceas (soya, frijol y jícama), árboles frutales (limón, papaya, litche, mango y naranja), hortalizas (cebolla, chile, tomate y acelga) y parcelas sin cultivar (ambiente natural). En cada ambiente se recolectaron muestras de suelo. Posteriormente, en el suelo recolectado, se trampearon a los hongos entomopatógenos con larvas de Tenebrio molitor L. En total, se recolectaron 134 aislados de los géneros: Beauveria sp., Lecanicillium sp., Metarhizium sp., Paecilomyces sp., Trichoderma sp. e Isaria sp. De los cuales, Beauveria sp. presentó la mayor abundancia y distribución. Mientras que, los otros géneros fueron recolectados en localidades y ambientes específicos. Este resultado indica la posibilidad de que los géneros de los hongos encontrados estén fuertemente adaptados a los factores bióticos y abióticos del ambiente.

Palabras clave: Beauveria sp., Lecanicillium sp., Metarhizium sp., Paecilomyces sp., Trichoderma sp.

Recibido: febrero de 2019

Aceptado: mayo de 2019

Introducción

Los hongos entomopatógenos están presentes en diferentes ambientes (Klingen y Haukeland, 2006; Jaronski, 2010). Actualmente, 90 géneros y 700 especies son reportadas en las áreas forestales, agrícolas, matorrales, desiertos y zonas urbanas (Chandler et al., 1997; Onofre et al., 2001; Meyling y Eilenberg, 2007). En estos ambientes, los hongos entomopatógenos participan en la regulación de insectos plaga (Chandler et al., 1997). Esto ha maximizado el interés por el estudio de la presencia, abundancia y distribución de los hongos en diferentes partes del mundo (Meyling y Eilenberg, 2007).

Actualmente, los más estudiados son: Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin y Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin (Chandler et al., 1997; Bidochka et al., 1998; Klingen et al., 2002; Keller et al., 2003; Meyling y Eilenberg, 2006b; Zimmermann, 2008; Meyling et al., 2009; Ormond et al., 2010). De acuerdo con Toledo et al. (2008) y Zimmermann (2008), ambos hongos se hospedan en una amplia gama de insectos y tiene una distribución cosmopolita. Así mismo, tienen una preferencia por un ambiente en particular. Por ejemplo, B. bassiana se presenta en mayor abundancia en los suelos no cultivados y ambientes forestales. Por su parte, M. anisopliae es más abundante en los suelos cultivados y en los huertos de árboles frutales (Bidochka et al., 1998; Bruck, 2004; Meyling y Eilenberg, 2006b; Quesada-Moraga et al., 2007; Fisher et al., 2011; Wyrebek et al., 2011).

El conocimiento de la abundancia y distribución de los hongos entomopatógenos en un ambiente permite seleccionar a las especies mejor adaptadas (Meyling et al., 2011). También, coadyuva a pronosticar el éxito de los hongos en el control biológico de plagas (Meyling y Eilenberg, 2007). En México, recientemente se ha registrado a Beauveria sp., Metarhizium sp. y Paecilomyces sp. en diferentes ambientes (Lezama-Gutiérrez et al., 2001; Sánchez-Peña et al., 2011). Este resultado muestra la adaptación de los hongos a diferentes zonas geográficas y proporcionan información base para el desarrollo de futuras investigaciones enfocadas a su ecología y biología. Considerando lo anterior, en el presente estudio se cuantificó la abundancia y determinó la distribución de los hongos entomopatógenos en localidades y ambientes del sur de Tamaulipas, México.

Materiales y métodos

Sitios de muestreo

El estudio se realizó de agosto a noviembre de 2016, en las siguientes localidades: Brecha de Corpus Christi, Villa Cuauhtémoc, Esteros y Miradores, pertenecientes al municipio de Altamira, Tamaulipas, México (Figura 1).

En el área de estudio predomina un clima cálido húmedo, con régimen de lluvias de junio a septiembre, con la dirección de los vientos de sureste a noreste. La temperatura y precipitación promedio anual es de 16 °C y 1 000 mm. Al norte y al oeste de las localidades, el suelo es Vertisol pélico y en la parte sureste es Cabisol cálcico y Calcárico. En lo que respecta a la tenencia y uso de la tierra, las localidades son ejidales enfocadas a la producción agrícola (INEGI, 2018).

Figura 1. Distribución de las localidades muestreadas en el presente trabajo de investigación

Recolecta de las muestras de suelo

En cada localidad se seleccionaron los siguientes ambientes: parcelas cultivadas con gramíneas (sorgo y maíz), fabáceas (soya, frijol y jícama), árboles frutales (limón, papaya, litche, mango y naranja), hortalizas (cebolla, chile, tomate y acelga) y parcelas sin cultivar (ambiente natural). En cada ambiente se seleccionaron cinco puntos de muestreo con base en el método ‘cinco de oros’ (Rendón 1994; Infante y Zarate 2003). Cada punto estuvo conformado de 10 m2, en esta área se recolectó una muestra de suelo de cinco sitios seleccionados al azar. Antes de recolectar la muestra, se retiró la maleza o los residuos de la cosecha de la superficie del suelo.

Después, en cada punto, se recolectaron 500 g de suelo a 20 cm de profundidad con ayuda de una pala jardinera. Las muestras se colocaron en bolsas de polietileno etiquetas y fueron trasportadas al Laboratorio de entomología del Campo experimental ‘Las Huastecas’ perteneciente al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). La herramienta utilizada fue desinfestada con alcohol al 70% en cada toma de la muestra. Así mismo, los sitios fueron georreferenciados con un geoposicionador satelital (GPS; Marca: Garmin, Modelo: Corp Etrex®).

En total, se recolectaron 348 muestras, distribuidas de la siguiente manera: 96 en parcelas cultivadas con gramíneas (sorgo y maíz), 96 muestras en parcelas sembradas con fabáceas (soya, frijol y jícama), 54 muestras de suelo en parcelas sin cultivar (Ambiente natural), 54 muestras de suelo en huertos cultivados con árboles frutales (limón, papaya, litche, mango y naranja) y 48 muestras en parcelas cultivadas con hortalizas (cebolla, chile, tomate y acelga). El número de muestras estuvo con base en la disponibilidad de las parcelas agrícolas de los productores cooperantes.

Procesamiento de las muestras de suelo para la recolecta de los hongos

Las cinco muestras recolectadas en cada sitio fueron mezcladas. Posteriormente, se obtuvieron seis muestras de 60 g. Estas, de manera independiente, fueron vertidas en recipientes de plástico de 155 ml. Enseguida, se añadieron tres mililitros de agua destilada y se colocaron cinco larvas del coleóptero Tenebrio molitor L. (Sánchez-Peña et al., 2011). El insecto T. molitor fue criando en el laboratorio hasta obtener la tercera generación con el fin de minimizar la presencia de hongos y bacterias en estas.

Finalmente, los recipientes fueron sellados con tapas perforadas e incubados en una cámara climática (Thermo Scientific®) a 24 °C y 12 h luz y 12 h de oscuridad por 30 días. Los recipientes fueron invertidos cada 24 h por 10 días a fin de poner en contacto a las larvas de T. molitor con los hongos (Mietkiewski et al., 1997). Al finalizar el periodo de incubación, las larvas muertas fueron lavadas con alcohol al 70% e hipoclorito de sodio al 1%. Asimismo, fueron lavadas dos veces con agua destilada y colocadas sobre papel absorbente por tres minutos a fin de minimizar la humedad (Chandler et al., 1997).

Enseguida, las larvas fueron colocadas de forma independiente en recipientes de 20 ml que contenía algodón húmedo y papel filtro Whatman del número 1. Por último, los recipientes fueron sellados e incubados a 25 °C por siete días. Al finalizar el periodo de incubación, se sembró una muestra del hongo en una caja Petri con medio de cultivo SDA (Sabouraud Dextrosa Agar). Las cajas Petri fueron incubadas a temperatura ambiente hasta la esporulación de los hongos.

Identificación taxonómica de los hongos

Los hongos desarrollados en el medio de cultivo fueron sembrados en el medio de Sabouraud Dextrosa Agar (SDA) hasta obtener cultivos monospóricos. Después, fueron identificados con claves taxonómicas (Barnett y Hunter, 1999; Humber, 2012).

Análisis estadísticos

El número promedio de los aislados fue analizado por género, localidad y ambiente. Asimismo, se analizaron los mismos parámetros para los géneros con el mayor número de aislados y esto fue realizado con la prueba estadística no paramétrica de Kruskal-Wallis seguido por la comparación de medias de Bonferroni con un alfa de 0.05. Los análisis fueron realizados con el software estadístico de SAS versión 9.4 (SAS, 2012).

Resultados y discusión

En las localidades y ambientes muestreados, se recolectaron seis géneros de hongos entomopatógenos. De los cuales, la abundancia de estos fue diferente (P-value: 0.01). De los hongos recolectados, Beauveria sp., presentó la mayor abundancia seguido por Lecanicillium sp., Metarhizium sp., Paecilomyces sp., Trichoderma sp. e Isaria sp. (Figura 2).

Figura 2. Análisis de la abundancia de los géneros de los hongos entomopatógenos recolectados en el área de estudio.

Los hongos entomopatógenos recolectados estuvieron distribuidos en los cuatro ambientes, donde la abundancia de cada uno de los hongos fue diferente (P-value: 0.003). La mayor abundancia de los aislados fue observada en los huertos de árboles frutales y en las parcelas cultivadas con gramíneas y fabáceas, seguido por las áreas naturales y los cultivos de hortalizas (Figura 3).

Figura 3. Análisis de abundancia de los hongos entomopatógenos por tipo de ambiente.

Por otro lado, los hongos estuvieron distribuidos en tres de las cuatro localidades muestreadas. En las localidades, la abundancia de los hongos fue diferente (P-value: 0.001). La mayor abundancia de los aislados fue registrada en el ejido de Villa Cuauhtémoc y en la Brecha de Corpus Christi con respecto a la abundancia observada en el ejido Miradores y Esteros, en este último sitio no se obtuvieron aislados de los hongos entomopatógeno (Figura 4).

Figura 4. Análisis de la abundancia de los hongos entomopatógenos por tipo de localidad.

Por otra parte, en el análisis estadístico realizado entre los tipos de géneros y ambientes mostró diferencia estadística significativa (Figura 5). En el caso del género Beauveria sp., la abundancia de este hongo fue diferente en los ambientes (P-vaule: 0.003). La mayor abundancia se recolecto en los huertos con árboles frutales y en las parcelas cultivadas con gramíneas y fabáceas. Lo anterior, con respecto a la abundancia del hongo observada en las áreas naturales y en las parcelas cultivadas con hortalizas.

Figura 5. Análisis de la abundancia de los hongos entomopatógenos por tipo de ambiente.

Mientras que, Lecanicillium sp. estuvo distribuido en tres de los cuatro ambientes. Entre los ambientes, la abundancia del hongo fue diferente (P-vaule: 0.027). La mayor abundancia del hongo fue observada en los ambientes cultivados con gramíneas y fabáceas, seguido por la abundancia determinada en los huertos con árboles frutales y en las áreas naturales. De forma contraria, este género no fue recolectado en las parcelas cultivadas con hortalizas.

Por último, se observó diferencia estadística en el número de aislados del hongo Metarhizium sp., entre los ambientes. El género Metarhizium sp., solo fue recolectado en los huertos de árboles frutales.

Por otra parte, el análisis estadístico realizado entre la abundancia de los géneros y los tipos de localidad mostró diferencia estadística (Figura 6). Al respeto, Beauveria sp., estuvo distribuido en tres de las cuatro localidades muestreadas. En estas, la abundancia del hongo fue diferente (P-vaule: 0.002). La mayor abundancia de Beauveria sp., fue observada en el ejido Villa Cuauhtémoc seguida por la abundancia del hongo determinada en la Brecha de Corpus Christi y en el ejido Miradores. Mientras que, en el ejido Esteros el hongo no fue recolectado.

Figura 6. Análisis de la abundancia de los hongos entomopatógenos por tipo de localidad.

En el caso de Lecanicillium sp. este hongo estuvo distribuido en dos de las cuatro localidades. En las cuales, la abundancia del hongo fue diferente (P-vaule: 0.0001). La mayor abundancia del hongo fue observada en la Brecha de Corpus Christi. Lo anterior, con respecto a la abundancia del hongo en el ejido Villa Cuauhtémoc. En cambio, este no fue recolectado tanto en el ejido Miradores como en el ejido Estero.

De forma similar, Metarhizium sp. estuvo distribuido en dos de las cuatro localidades muestreadas. En estas, la abundancia del hongo fue diferente (P-vaule: 0.0001). La mayor abundancia fue observada en el ejido Villa Cuauhtémoc. Lo anterior, con respecto a la abundancia del hongo determinada en el ejido Miradores. Mientras que, en la Brecha de Corpus Christi y en el ejido Esteros el hongo no fue recolectado.

Los hongos entomopatógenos son aislados comúnmente del suelo (Jaronski, 2010). En el presente trabajo, se recolectó a los géneros Beauveria sp., Metarhizium sp., Lecanicillium sp., Paecilomyces sp., Trichoderma sp. e Isaria sp. De los cuales, Beaveria sp. fue el más abundante. En México, este hongo fue recolectado en mayor abundancia en Guanajuato y Coahuila (Sánchez-Peña et al., 2011; Pérez-González et al., 2014). Mientras que, a nivel mundial, se ha recolectado en mayor abundancia en la República Checa, Finlandia, Alemania, Japón, Italia, Polinia y España (Kleespies et al., 1989; Tarasco et al., 1997; Shimazu et al., 2002; Landa et al., 2002; Asensio et al., 2003; Sapieha-Waszkiewicz et al., 2003).

Por otro lado, Metarhizium sp., Lecanicillium sp., Paecilomyces sp. e Isaria sp., fueron menos abundantes. Metarhizium sp., se ha recolectado en menor abundancia en Coahuila y Guanajuato, México (Sánchez-Peña et al., 2011; Pérez-González et al., 2014). En contraste, en Canadá y EE. UU., Bidochka et al. (1998); Shapiro-Ilan et al. (2003) reportan una mayor abundancia de este hongo en diferentes ambientes. En el caso Paecilomyces sp., Sánchez-Peña et al. (2011) reporta la escasez de este género en Coahuila, México. Este mismo resultado se ha obtenido con Lecanicillium sp., Paecilomyces sp. e Isaria sp. en varias partes del mundo (Steenberg, 1995; Chandler et al., 1997; Keller et al., 2003; Tkaczuk, 2008). Por su parte, Trichoderma sp. es un hongo oportunista y anaeróbico presente en el suelo como saprófito o parásito de hongos fitopatógenos (Infante et al., 2009).

De acuerdo con la distribución, los hongos entomopatógenos son reportados en bosques acuáticos, áreas agrícolas, pastos, desiertos y zonas urbanas (Sánchez-Peña, 1990; Lacey et al., 1996; Chandler et al., 1997). En el presente trabajo, seis géneros de hongos fueron recolectados en mayor abundancia en los huertos de árboles frutales y en las áreas cultivadas con gramíneas y fabáceas seguido por las áreas naturales y los cultivos de hortalizas. Al igual que estos resultados, Sánchez-Peña et al. (2011), reportaron mayor abundancia de los hongos entomopatógenos en el suelo con árboles de robles y arbustos que en suelos cultivados.

Este mismo resultado fue registrado en los bosques tropicales y templados de México y en todo el mundo (Evans y Samson, 1982; Sánchez-Peña, 1990; Wongsa et al., 2005). Ali-Shtayeh et al. (2002); McCoy et al. (2007) reportan que los arboles albergan una diversidad de microorganismos, debido a que su copa proporciona sombra, mantiene la humedad y minimiza la entrada de los rayos UVB al suelo. En contraste, los cultivos tales como el sorgo liberan aleloquímicos que inhiben desarrollo de los organismos que viven en el suelo (Dayan et al., 2010). Esto contrasta con los resultados de esta investigación, debido a que en las áreas cultivas con gramíneas y fabáceas, posiblemente por el uso de los hongos entomopatógenos en el control de plagas y a la rotación de los cultivos de sorgo y soya.

Por otro lado, otro factor que incide en la presencia de los microorganismos en un ambiente es el uso de los productos químicos y el manejo agronómico del cultivo (Tkaczuk et al., 2013). De acuerdo con varios autores, los hongos entomopatógenos son severamente afectados en los cultivos de hortalizas por la cantidad de agroquímicos aplicados (Klingen y Haukeland, 2006; Quesada-Moraga et al., 2007; Jabbour y Barbercheck, 2009; Oliveira et al., 2013). Resultado similar fue observado en el presente trabajo en las áreas cultivadas con hortalizas
muestreadas.

En otro sentido, los hongos fueron recolectados en mayor abundancia en Villa Cuauhtémoc y en la Brecha de Corpus Christi seguido por Miradores. Mientras que, en Esteros no fueron recolectados. De acuerdo con Quesada-Moraga et al. (2007) y Vega et al. (2012), el microclima de la localidad, la variedad de cultivos, el tipo y el manejo de agronómico del suelo juegan un papel importante en la presencia y abundancia de los hongos en una localidad. En relación con la variedad de cultivos y manejo agronómico del suelo, el ejido Villa Cuauhtémoc y la Brecha de Corpus Christi son localidades con alta productividad de soya, sorgo, algodón, cártamo, maíz y hortalizas. Mientras que, Miradores y Esteros son localidades ejidales con escaza actividad agrícola.

En cuanto a la abundancia y distribución de los géneros de hongos recolectados, Beauveria sp., fue recolectado en los cuatros ambientes. La mayor abundancia de este hongo se presentó en los huertos con árboles frutales y en las zonas cultivadas con gramíneas y fabáceas. Asimismo, se determinó que Beauveria sp., estuvo distribuido en tres de las cuatro localidades muestreadas. La mayor abundancia de Beauveria sp., fue registrada en el ejido Villa Cuauhtémoc. En contraste, en el ejido Esteros el hongo no fue recolectado. Varios autores indican que Beauveria sp. es capaz de adaptase a un amplio rango de ambientes y localidades en varias partes del mundo (Sevim et al., 2010; Imoulan et al., 2011; Pérez-González et al., 2014).

Lo anterior, es atribuido al amplio rango de hospederos y al número de especies crípticas especializadas o adaptadas a hospedadores y entornos específicos de la zona de estudio (Pérez et al., 2014). En otro sentido, la ausencia de este hongo en el ejido Esteros puede estar relacionada a las propiedades fisicoquímicas del suelo. Al respecto, Shimazu y Sato (2002); Quesada-Moraga et al. (2007); Karthikeyan et al. (2008); Medo et al. (2011) reportan que el pH del suelo afecta el desarrollo del género Beauveria. Aunado a lo anterior, también la falta de insectos hospederos por la baja actividad agrícola de la localidad afecta la presencia del hongo. Debido a que, Beauveria sp., requiere infectar frecuentemente a insectos para sobrevivir en un ambiente (Vänninen, 1996).

Con relación al género Lecanicillium sp., fue recolectado en mayor abundancia en las áreas cultivadas con gramíneas y fabáceas. Oliveira et al. (2013); Tkazuk et al. (2014) reportaron a este hongo en menor abundancia en áreas cultivadas en Polonia y Portugal. Mientras que, en China fue recolectado en mayor abundancia en los ambientes naturales (Sun y Liu, 2008). En el presente trabajo, Lecanicillium sp. no fue recolectado en el cultivo de hortalizas. Una de las principales causas podría ser el número de aplicaciones de plaguicidas. Sin embargo, se observó la presencia de este hongo en las localidades con mayor actividad agrícola (Brecha de Corpus Christi y Villa Cuauhtémoc). Al respecto, Wraight et al. (2000) menciona que esto puede ocurrir por al uso del hongo como bioinsecticida en el control de insectos plaga.

Mientras que, el género Metarhizium sp. solo fue recolectado en los huertos con árboles frutales en el ejido Villa Cuauhtémoc y Miradores. En varios estudios indican que Metarhizium sp. es encontrado en las zonas agrícolas debido a que es tolerante a los insecticidas (Vänninen, 1996; Bruck, 2004; Quesada-Moraga et al., 2007). Sin embargo, en el presente trabajo no fue recolectado en el cultivo de hortalizas y ni en las zonas cultivadas con gramíneas y fabáceas. Recientemente, se ha reportado que algunas especies de los hongos Hypocreales pueden interactuar con las raíces de las plantas y sobrevivir en el suelo sin la presencia de insectos hospederos (Klingen et al., 2015). Al respecto, Wyrebek et al. (2011), reportaron a dos especies del género Metarhizium sp. en la rizosfera de los árboles.

Mientras que, Fisher et al. (2011), determinaron la presencia de M. brunneum Petch en la rizosfera de los árboles de fresas y arándanos. Así como también, la presencia de M. guizhouense Kepler, SA Rehner & Humber y M. robertsii SA, Rehner & Humber en las raíces de las coníferas. En el presente trabajo, fue clara la presencia de este hongo en los huertos con árboles frutales. Al respecto, Bidochka et al. (2001) indica que Metarhizium sp., se adapta a la radiación UV y a las condiciones climáticas del ambiente. Esto le permite persistir y tener una mayor probabilidad de contacto con los insectos hospederos (Nishi et al., 2017). Mientras que, Fisher (2011) menciona que las raíces de los arboles favorecen al desarrollo de Metarhizium sp. y Bruck (2010) indica que este género puede crecer entre las raíces utilizando carbono de la planta.

Conclusiones

En conclusión, Beauveria sp., Metarhizium sp., Lecanicillium sp., Paecilomyces sp., Trichoderma sp. e Isaria sp., se encuentran en diferentes localidades y ambientes del sur de Tamaulipas.  De los cuales, el género Beauveria sp. presentó mayor abundancia y distribución. Mientras que, los otros géneros fueron recolectados en localidades y ambientes específicos. De acuerdo con este resultado, es posible que los géneros estén conformados por un complejo críptico de especies. Por lo anterior, es fundamental realizar otros estudios enfocados a la ecología, biología y taxonomía para tener un mejor entendimiento del papel que juega este grupo de patógenos en la regulación de las poblaciones de insectos plaga.

Agradecimientos

Los autores agradecen al CONACYT y al Campo Experimental ‘Las Huastecas’ del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) por el apoyo otorgado para la realización del presente trabajo de investigación.

Literatura citada

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