Metarhizium anisopliae: qué es, características, ciclo vital, control biológico
¿Qué es Metarhizium anisopliae?
Metarhizium anisopliae es un hongo mitospórico o anamorfo de reproducción asexual, usado ampliamente como entomopatógeno para el control biológico. Tiene la capacidad de parasitar y eliminar un amplio rango de insectos plaga de diversas plantas de importancia agrícola.
Este hongo presenta características especiales de adaptación para sobrevivir de forma saprófita sobre materia orgánica y como parásito sobre insectos.
Como organismo de vida saprófita, está adaptado a diferentes medios donde desarrolla micelio, conidióforos y conidias. Esta capacidad facilita su reproducción en laboratorio mediante técnicas sencillas de propagación para usarse como biocontrolador.
Es enemigo natural de gran número de especies de insectos en diversos agroecosistemas. Los huéspedes son cubiertos en su totalidad por un micelio de color verde, generando la enfermedad denominada muscardina verde.
Características del Metarhizium anisopliae
– Es un hongo patogénico de amplio espectro, localizado en el suelo y restos de insectos parasitados. Debido a su potencial como alternativa ecológica, es el sustituto ideal de los agroquímicos usados en el manejo integral de plagas de importancia económica.
– Tiene pared celular, donde se localizan enzimas que intervienen en el reconocimiento, adhesión y patogénesis de la cutícula del huésped. Estas proteínas comprenden fosfolipasas, proteasas, dismutasas y adhesinas, que actúan además en los procesos de adhesión, osmosis y morfogénesis del hongo.
– Son de acción lenta cuando las condiciones del medioambiente son desfavorables. Temperaturas promedio entre 24 y 28 °C, y alta humedad relativa, son ideales para un efectivo desarrollo y acción entomopatógena.
– Entre las diversas plagas que controla, es altamente efectivo en insectos del orden coleóptero, lepidóptero y homóptero, particularmente las larvas.
– Como biocontrolador se comercializa en formulaciones de esporas mezcladas con materiales inertes para conservar su viabilidad. El modo adecuado para su aplicación es a través de fumigaciones, manipulación ambiental e inoculación.
Morfología
– En laboratorio, las colonias de M. anisopliae presentan un efectivo desarrollo en medios de cultivo de PDA (Papa-dextrorsa-agar). La colonia, de forma circular, presenta un crecimiento micelar de color blanco inicialmente, exhibiendo variaciones de color cuando el hongo esporula.
– Al iniciarse el proceso de multiplicación de las conidias, se percibe una coloración olivo-verdosa en la superficie micelar. En el envés de la cápsula, se observa una decoloración amarillo pálido con pigmentos amarillos difusos en el medio.
– Los conidióforos crecen a partir del micelio de forma irregular con dos a tres ramificaciones en cada septo. Estos conidióforos presentan una longitud de 4 a 14 micras, y un diámetro de 1,5 a 2,5 micras.
– Las fiálides son estructuras que se generan en el micelio, siendo el lugar donde se desprenden las conidias. En M. anisopliae son delgadas en el ápice, de 6 a 15 micras de longitud y 2 a 5 micras de diámetro.
– Los conidios son estructuras unicelulares, de forma cilíndrica y truncada, de largas cadenas, hialinas a verdosas. Tienen una longitud de 4 a 10 micras y un diámetro de 2 a 4 micras.
Taxonomía
El género Metarhizium fue descrito inicialmente por Nicolaï Vassilievitch Sorokin (1883) infectando larvas de Anisoplia austriaca, causando una enfermedad conocida como muscardina verde.
El nombre Entomophthora anisopliae fue propuesto inicialmente por Iliá Metschnikoff para los aislados fúngicos, posteriormente fue denominado Isaria destructor.
Estudios más detallados de la taxonomía del género, concluyeron en clasificarlo como Metarhizium sorokin. Actualmente, se considera la especie M. anisopliae, nombrada por Metschnikoff, como el organismo representativo del género Metarhizium.
Diversos aislados del hongo Metarhizium son específicos, motivo por el cual han sido designados como nuevas variedades. Actualmente, se clasifican como especies Metarhizium anisopliae, Metarhiziummajus y Metarhiziumacridum.
Asimismo, algunas especies han sido renombradas, Metarhizium taii presenta características similares a Metarhiziumguizhouense. Una cepa comercial de M. anisopliae, la M. anisopliae (43), enemigo específico de coleópteras, se denomina ahora Metarhizium brunneum.
La especie Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin (1883), forma parte del género Metarhizium descrito por Sorokin (1883). Taxonómicamente, pertenece a la familia Clavicipitaceae, orden Hypocreales, clase Sordariomycetes, división Ascomycota, del reino Fungi.
Ciclo de vida
El hongo Metarhizium anisopliae inicia la patogénesis mediante el proceso de adhesión de los conidios sobre la membrana cuticular del hospedero. Posteriormente, ocurren las fases de germinación, crecimiento de apresorios o estructuras de inserción, colonización y reproducción.
Las esporas provenientes del suelo o de restos de insectos contaminados, invaden la cutícula de nuevos hospederos. Con la intervención de procesos mecánicos y químicos, se desarrolla el apresorio y el tubo germinativo que penetra al interior del insecto.
En condiciones favorables, la germinación ocurre a las 12 horas de la inoculación. Asimismo, la formación de los apresorios y la penetración del tubo germinativo o haustorios sucede entre 12 y 18 horas.
El mecanismo físico que permite la penetración es la presión ejercida por los apresorios, que rompen la membrana cuticular. El mecanismo químico es la acción de las enzimas proteasas, quinasas y lipasas que descomponen las membranas en el punto de inserción.
Una vez penetrado el insecto, las hifas se ramifican en su interior, invadiendo completamente la presa después de 3-4 días. Luego se forman las estructuras reproductivas, conidióforos y los conidios, que completan la patogénesis del huésped a los 4-5 días.
La muerte del insecto ocurre a través de la contaminación de toxinas producida por el hongo. El biocontrolador sintetiza las toxinas dextruxina, protodextruxina y demetildextruxina de alto nivel de toxicidad para artrópodos y nemátodos.
La invasión del huésped está condicionada a la temperatura y humedad relativa del medioambiente. Asimismo, a la disponibilidad de nutrientes sobre la membrana cuticular del insecto y la habilidad para detectar huéspedes susceptibles a ser colonizados.
Muscardina verde
La muscardina verde presenta diversos síntomas sobre larvas, ninfas o adultos infectados. Las formas inmaduras reducen la formación de mucílagos, tienden a alejarse del sitio de ataque o paralizan su movimiento.
Los adultos disminuyen su movimiento y área de vuelo, dejan de alimentarse y las hembras no depositan huevos. Los insectos contaminados tienden a morir en lugares alejados del sitio de infección, lo que propicia la dispersión de la enfermedad.
El ciclo de la enfermedad puede cumplirse entre 8 y 10 días, dependiendo de las condiciones ambientales, principalmente humedad y temperatura. Tras la muerte del huésped, se cubre totalmente por un micelio blanco y sucesiva esporulación verde, característico de la enfermedad.
Control biológico
El hongo Metarhizium anisopliae es uno de los entomopatógenos más ampliamente estudiados y usados en el control biológico de plagas. El factor clave para el éxito de colonización de un huésped está en la penetración del hongo y posterior multiplicación.
Establecido el hongo dentro del insecto, ocurre la proliferación de hifas filamentosas y la generación de micotoxinas que inactivan el huésped. La muerte del huésped ocurre además por cambios patológicos y efectos mecánicos sobre los órganos internos y los tejidos.
El control biológico se realiza aplicando productos formulados con base en concentraciones de esporas o conidios del hongo en productos comerciales. Las conidias se mezclan con materiales inertes, como solventes, arcillas, talcos, emulsificantes y otros aditivos naturales.
Estos materiales no deben afectar la viabilidad del hongo y deben ser inofensivos al medioambiente y al cultivo. Además, deben presentar condiciones físicas óptimas que faciliten la mezcla, la aplicación del producto y de bajo costo.
Modo de acción
La sustancia proveniente de aplicaciones de formulados con el hongo M. anisopliae sirve para contaminar larvas, hifas o adultos. Los huéspedes contaminados migran hacia otros lugares del cultivo, donde mueren y propagan la enfermedad debido a la esporulación del hongo.
La acción del viento, la lluvia y el rocío facilita la dispersión de los conidios hacia otras partes de la planta. En su búsqueda de alimento, los insectos se exponen a la adhesión de las esporas.
Las condiciones medioambientales favorecen el desarrollo y dispersión de los conidios, siendo los estados inmaduros del insecto los más susceptibles.
A partir de nuevas infecciones, se crean focos secundarios, proliferando la epizootia capaz de controlar totalmente la plaga.
Referencias
- Greenfield, B. P., Lord, A. M., Dudley, E., & Butt, T. M. (2014). Conidia of the insect pathogenic fungus, Metarhizium anisopliae, fail to adhere to mosquito larval cuticle. Royal Society open science.
- González-Castillo, M., Aguilar, C. N., & Rodríguez-Herrera, R. (2012). Control de insectos-plaga en la agricultura utilizando hongos entomopatógenos: retos y perspectivas. Rev. Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila.