Evaluación de paecilomyces variotii pae10773 como agente de control biologico (acb) y hongo promotor del crecimiento de plantas (hpcp)
- Autores: Alejandro Moreno Gavira
- Directores de la Tesis: Fernando Diánez Martínez (dir. tes.), Milagrosa Santos Hernández (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2022
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Evaluation of Paecilomyces variotii Pae10773 as biological control agent (BCA) and Plant Growth-Promoting fungi (PGPF)
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco José Gea Alegría (presid.), Francisco Camacho Ferre (secret.), Santiago Larregla (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Agricultura Protegida por la Universidad de Almería
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: riUAL
- Resumen
- español
Para el año 2050 se prevé un incremento de la población mundial pudiendo alcanzar los 10 mil millones de individuos. Además, el cambio climático agrava problemas tan importantes para la producción agrícola como son la salinidad y la sequía. Esto se traduce en una reducción de las tierras agronómicamente aptas para el cultivo. Todo ello, nos conduce a un escenario de déficit de alimentos surgiendo la necesidad de incrementar el rendimiento de los cultivos. Para tal fin, tradicionalmente se ha recurrido al empleo de agroquímicos. Sin embargo, su uso indiscriminado ha generado la aparición de problemas tanto desde el punto de vista medioambiental (contaminación ambiental, pérdida de biodiversidad, efectos sobre la fertilidad de las tierras de cultivo, etc.) como para la salud humana (reducción de la fertilidad, problemas de hipertensión o desarrollo de diferentes tipos de cánceres, etc.). La creciente sensibilización medioambiental requiere el empleo de técnicas agrícolas más sostenibles. La incorporación de microorganismos en la producción de cultivos es la estrategia más prometedora para mantener la productividad agrícola y reducir el uso de fertilizantes inorgánicos y pesticidas. La presente Tesis se centrará en la utilización de formulados microbianos como alternativa viable al empleo de insumos de origen químico. De esta forma, el objetivo general es contribuir al desarrollo de un nuevo formulado microbiano (Paecilomyces variotii) de uso en la agricultura, tanto para la promoción del crecimiento vegetal como para la protección contra enfermedades. Para ello se realizaron tres trabajos independientes: Capítulo 1. El género Paecilomyces y su importancia en el control biológico de enfermedades y plagas. Se realizó una revisión sobre el género Paecilomyces, compuesto por especies con elevadas tasas de crecimiento y producción de esporas sobre numerosos sustratos, asegurando la producción de formulaciones comerciales viables, asequibles y eficientes para uso agrícola. Paecilomyces es conocido principalmente por su capacidad nematófaga, pero también ha sido descrito como parásito de insectos y agente de control biológico de varios hongos y bacterias fitopatógenas a través de diferentes mecanismos de acción. Esta revisión incluye toda la información sobre el género Paecilomyces como agente de control biológico de plagas y enfermedades. Capítulo 2. Paecilomyces variotii como agente promotor del crecimiento vegetal en hortícolas. Para ello, se estudió el efecto del hongo endófito P. variotii sobre la germinación de semillas y la promoción del crecimiento de plántulas de tomate y pimiento. La evaluación se realizó mediante ensayos en laboratorio y ensayos en condiciones de semillero e invernadero. Nuestro aislado mostró una alta capacidad para producir sideróforos y AIA, pero una baja capacidad para solubilizar fósforo. Además, su aplicación sobre semillas hortícolas mejoró los valores de porcentaje de germinación, vigor y longitud de raíces y brotes. Las aplicaciones de P. variotii mejoraron la mayoría de los parámetros de crecimiento evaluados, para ambos cultivos hortícolas, con los mejores resultados en el desarrollo de plántulas de pimiento. La aplicación de una dosis mayor de P. variotii mejoró la mayoría de los parámetros morfológicos y el valor DQI en plántulas y plantas de tomate. El establecimiento del hongo como endófito en la raíz permitió que sus efectos continuaran después del trasplante sin ninguna aplicación adicional. Capítulo 3. Efecto biocontrol de Paecilomyces variotii frente a enfermedades fúngicas en plantas. Se analizó la actuación como antagonista in vitro e in vivo de P. variotii frente a siete fitopatógenos, y examinamos su compatibilidad con 24 fungicidas comerciales. P. variotii se aplicó en los siguientes patosistemas: B. cinerea, M. melonis, y P. aphanidermatum - melón; F. solani y P. xanthii - calabacín; Sclerotinia sclerotiorum - pimiento; y R. solani - tomate. Los resultados mostraron elevadas reducciones del índice de gravedad de la enfermedad en un 78 % y un 76 %, para M. melonis y P. xanthii respectivamente. La reducción en los otros patosistemas osciló entre el 29 % y el 44 %. Sin embargo, la aplicación de metabolitos no provocó ningún efecto significativo sobre el crecimiento micelial, a excepción de F. solani, donde se observó hasta un 12 % de inhibición in vitro cuando se aplicó el extracto a una concentración del 15 % en el medio. Por último, P. variotii fue compatible con la mayoría de los fungicidas probados. De los 24 productos estudiados a la dosis máxima autorizada, 6 actuaron como fungicidas, 4 como fungistáticos y los restantes mostraron tasas de inhibición que oscilaron entre 18,2% y 95,8%. Por lo tanto, podemos concluir que P. variotii es un potencial agente tanto para la promoción vegetal como para el control biológico frente a enfermedades, por lo que debe integrarse en las estrategias modernas de fertirriego y manejo de enfermedades.
- English
By 2050, is expected an increase in the world population to reach 10 billion. In addition, climate change aggravates such important problems for agricultural production as salinity and drought. This results in a reduction of agronomically suitable for cultivation lands. All of this, leads us to a scenario of food deficit, giving rise to increase crop yields. For this, agrochemicals has traditionally been used. However, its indiscriminate use has generated the appearance of environmental problems (environmental pollution, biodiversity loss, effects on the fertility of farmland, etc.) and human health problems (reduced fertility, hypertension problems or development of different types of cancer, etc.). The growing environmental awareness requires the use of sustainable agricultural techniques. Incorporating microorganisms in crop production is the most promising strategy for maintaining agricultural productivity and reducing the use of inorganic fertilizers and pesticides. This Thesis will focus on the use of microbial formulations as a viable alternative to chemical products inputs. Therefore, the general objective is development a new microbial formulation (Paecilomyces variotii) for use in agriculture, both for plant growth promoting and diseases protection. For this, three independent works were carried out: Chapter 1. Paecilomyces and its importance in the biological control of agricultural pests and diseases. A review of the genus Paecilomyces, composed by species with high growth rates and spore production in numerous substrates ensures the production of viable, affordable and efficient commercial formulations for agricultural use. Paecilomyces is mainly known for its nematophagous capacity, but it has also been described as an insect parasite and a biological control agent of several phytopathogenic fungi and bacteria through different mechanisms of action. This review includes all the information on the genus Paecilomyces as a biological control agent for pests and diseases. Chapter 2. Paecilomyces variotii as a plant-growth promoter in horticulture. To do this, P. variotii was tested to determine the effect on the growth promotion of tomato and pepper seeds and seedlings. The evaluation was carried out through laboratory tests and tests under nursery and greenhouse conditions. Our isolate showed a high ability to produce siderophores and IAA, but low ability to solubilize phosphorus. In addition, its application on horticultural seeds improved the values of germination percentage, vigor and length of roots and shoots. P. variotii applications resulted in improved most of the growth parameters evaluated, for both horticultural crops, with the best results in the development of pepper seedlings. The application of a higher dose of P. variotii improved most of the morphological parameters and the DQI value in tomato seedlings and plants. The establishment of the fungus as an endophyte in the root allowed to continue its effects after transplantation without any additional application. Chapter 3. Biocontrol effect of Paecilomyces variotii against fungal plant diseases. The in vitro and in vivo antagonistic capacity of P. variotii against seven phytopathogens, and its compatibility with 24 commercial fungicides was analyzed. P. variotii was applied to the following pathosystems: B. cinerea, M. melonis, and P. aphanidermatum - melon; F. solani and P. xanthii - zucchini; Sclerotinia sclerotiorum - pepper; and R. solani - tomato. The results showed high reductions in the disease severity index by 78% and 76%, for M. melonis and P. xanthii, respectively. The reduction in the other pathosystems ranged from 29% to 44%. However, application of metabolites did not cause any significant effect on mycelial growth, apart from F. solani, in which up to 12% inhibition was observed in vitro when the extract was applied at a concentration of 15% in the medium. Finally, P. variotii was compatible with most of the tested fungicides. Of the 24 products studied at the maximum authorized dose, 6 acted as fungicides, 4 as fungistatics, and the remaining showed inhibition rates ranging from 18.2% to 95.8%. Therefore, we can conclude that P. variotii is a potential agent for both plant promotion and biological control against diseases, thus it should be integrated into modern fertigation and disease management strategies.
- español
