Cada vez más respaldo

Durante la última década el cultivo de cerezo (Prunus avium L.) ha adquirido especial interés comercial, por la rentabilidad que implica exportar cerezas en contra estación a países de Asia y a EE.UU. La industria nacional está en expansión y adaptándose a las demandas del mercado global, priorizando la sostenibilidad y eficiencia productiva. En los últimos años, la superficie destinada al cultivo de cerezos en Chile se ha incrementado significativamente, con 63.495 ha distribuidas entre Coquimbo hasta Aysén, con mayor concentración en las regiones de O’Higgins y Maule (ODEPA,2024).

Hay consenso en que el cáncer bacteriano es el factor fitosanitario más restrictivo en diversas condiciones de cultivo del cerezo. Provocada por Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss), esta enfermedad puede resultar en la muerte de cerezos jóvenes y causar pérdidas significativas en el potencial productivo de árboles adultos que conviven con la enfermedad. El cuadro patológico se potencia en cultivares con mayor susceptibilidad y en localidades donde predominan primaveras frías y heladas, vientos intensos y humedad frecuente como llovizna y rocío prolongado, condiciones climáticas frecuentes en la zona sur del país. También es relevante considerar la variabilidad genética en las poblaciones de Pss en Chile, en virulencia y grado de resistencia al cobre. Dada la complejidad de la patogénesis de esta bacteria, es esencial realizar manejo integrado de la enfermedad, y en este contexto el biocontrol puede constituir una opción adecuada para reducir la prevalencia de esta severa enfermedad del cerezo. 

Etiología y métodos de control

El cáncer bacteriano del cerezo es provocado por Pss, bacteria que causa enfermedad en una plétora de plantas cultivadas, ornamentales y silvestres. En el año 2019 se reportó la presencia de Pseudomonas amygdali pv morsprunorum (Pam) (antiguamente conocida como Pseudomonas syringae pv morsprunorum), también asociada al cáncer bacteriano del cerezo (SAG, 2019). En el contexto de esta nueva situación de causalidad de la bacteriosis del cerezo en Chile, la literatura indica la ocurrencia de una interacción sinérgica entre Pss y Pam (Balaž et al., 2016; Iličićet al., 2021) entre Pss y Pam (Balaž et al., 2016; Iličić et al.,2021) aspecto que se requiere dilucidar e investigar en Chile.

La prevalencia del cáncer bacteriano del cerezo muestra una amplia variabilidad, influenciada por condiciones agroclimáticas específicas y prácticas de manejo del cultivo. Esta variabilidad se observa tanto en términos de incidencia (varían entre 1% y 30% o más) como de intensidad de los síntomas en diferentes localidades y cultivares; los árboles jóvenes resultan ser los más susceptibles, con una alta probabilidad de morir en los tres primeros años tras la infección. Estos antecedentes acentúan entonces la importancia de adoptar estrategias de manejo preventivo y de control, especialmente enfocadas en las etapas tempranas de desarrollo del cerezo.

Como es sabido, el control del cáncer bacteriano del cerezo es habitualmente realizado con aplicaciones preventivas a base de cobre en caída de hojas y brotación; su efectividad se basa en la velocidad de entrega del ion Cu+2, el pH del agua, el tamaño de la partícula y la formulación de cobre (e.g. sulfato básico de Cu, sulfato cuprocálcico, oxicloruro de Cu, óxido cuproso, sulfato de cobre pentahidratado, hidróxido de cobre, gluconato de cobre). Su actividad residual y amplio espectro de control de enfermedades bacterianas radica en que una vez asperjado sobre las plantas, liberaciones durante un período prolongado de tiempo, logrando interrumpir los procesos celulares de multiplicación de Pss. La aplicación frecuente de cobre puede generar riesgos de toxicidad para la planta, disminución de especies bacterianas del microbioma y puede provocar predominio de poblaciones de Pss resistentes al cobre; hay evidencias, además, de su acumulación en el suelo, fitotoxicidad y toxicidad hacia diversos organismos benéficos (Beltrán et al., 2021; Carroll et al., 2010).

Biocontroladores

Existe un interés creciente en el uso de biocontroladores como alternativa sostenible para suprimir o inhibir el crecimiento de diversos fitopatógenos, incluyendo a Pss. Estos productos derivan de fuentes naturales como microorganismos (bacterias, hongos), plantas (aceites esenciales y otros derivados) y bacteriófagos (virus bacterianos). Los mecanismos de acción vinculados con la acción de hongos y bacterias biocontroladores pueden actuar a través de un efecto antagónico directo sobre el fitopatógeno, abarcando la antibiosis, el parasitismo, la reducción de la virulencia del fitopatógeno y la presión de infección por competencia. Los mecanismos indirectos incluyen la inducción de resistencia y la estimulación del crecimiento de las plantas.

Bacillus subtilis y B. amyloliquefaciens son bacterias Gram positivas conocidas por su notable capacidad para producir diversos compuestos antimicrobianos contra fitopatógenos. Estas bacterias han mostrado tener la capacidad de colonizar la rizósfera, establecer relaciones simbióticas e inducir respuestas de defensa en las plantas ante el ataque de fitopatógenos. La secreción de compuestos antimicrobianos por cepas de Bacillus permite la inhibición del crecimiento y desarrollo de microorganismos nocivos en el suelo o en la superficie de las plantas. Esta estrategia de biocontrol puede reducir significativamente la incidencia y gravedad de las enfermedades bacterianas, como se ha reportado para Psa (Biondiet al., 2021).B. subtilis puede antagonizar eficazmente patógenos como Pseudomonas syringae mediante la producción de citoquinina, hormona clave en las respuestas de defensa en plantas y promueve los mecanismos de resistencia a enfermedades.

Lillrose et al. (2017) mencionan que los agentes biocontroladores y los inductores de defensa son menos efectivos y más variables (rango de 45% sin aparente efecto) en la eficacia para controlar Pss. Por otra parte, entre las diversas especies de bacterias antagonistas estudiadas, resultan prometedoras las cepas pertenecientes al género Pseudomonas, que son capaces de producir compuestos antibacterianos como el 2,4-diacetilfluoroglucinol, la fenazina, sideróforos como las pioverdinas o péptidos de distinta naturaleza. También se han hecho estudios con aislados de Lactobacillus y levaduras que tienen una alta tasa de multiplicación y capacidad de producir metabolitos antibacterianos. Las bacterias biocontroladoras se enfrentan a diversas limitaciones en el campo debido a factores como su dispersión limitada, la eficacia de control variable y la necesidad de aplicaciones frecuentes para mejorar la eficacia del biocontrol (Dimopoulou et al., 2021).

Bacteriófagos o fagos

Los bacteriófagos, o fagos, son virus que infectan exclusivamente a bacterias y son la entidad biológica más abundante del planeta. Presentes prácticamente en toda la biosfera, poseen una vasta riqueza genética y diversidad morfológica (Suttle, 2005). El ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses) señala que hay alrededor de 165 especies de fagos que pueden infectar a bacterias del género Pseudomonas (Pseudomonas virus). Los fagos son potenciales candidatos como agente biocontroladores por su capacidad de infectar, replicarse y lisar a su hospedero (bacteria), produciendo la muerte de este. Poseen un alto grado de especificidad y tienen la habilidad para persistir y proliferar en el ambiente (Buttimer et al.,2017; Rabie y et al., 2020); al respecto, un estudio realizado en Inglaterra demostró que al aplicar cepas de bacteriófagos individualmente o en mezcla no infectan a bacterias benéficas (Rabie y et al., 2020).

El uso de fagos como agentes de control biológico requiere el conocimiento sobre su especificidad de infección y la comprensión de la forma en que interactúan la bacteria huésped y el fago, adaptados a un patógeno específico. Estudios realizados con bacteriófagos obtenidos desde cepas chilenas de Pss, han demostrado la potencial utilidad para reducir la población epifita de Pss, en periodo de floración (reducción de 75% de la población de una cepa de Pss) (Retamales et al., 2023), como en infecciones artificiales en plantas, donde no hubo reproducción de síntomas por Pss (Higueras et al., 2023).

Una de las limitaciones para el uso de fagos como biocontroladores en especies cultivadas es la baja persistencia que puede ocurrir en la filósfera debido a factores como la radiación UV, desecación, temperatura, pH, así como ciertas moléculas químicas producidas por las plantas (Buttimer et al., 2017); en este sentido, bacteriófagos contenidos en una formulación protectora adecuada pueden mejorar su adaptabilidad y eficacia al disminuir los efectos adversos del ambiente y de la misma filósfera (Iriarte et al., 2007). La literatura referencia que la combinación de fagos y cobre no produciría efectos sinérgicos sobre algunas bacterias fitopatógenas, lo que puede ocurrir con bacterias antagonistas e inductores de defensa (Boulé et al.,2011; Buttimer et al., 2017; Obradovic et al., 2004). Las investigaciones pretenden generar mayores evidencias en lo que respecta a estabilidad y eficacia de control en campo.

Aceites esenciales

Los aceites esenciales (AEs) y extractos de plantas son conocidos en la medicina alternativa y tradicional por tener actividad antimicrobiana (Cox et al., 2001), representando nuevos compuestos bioactivos con reportes de reducido impacto ambiental y fitotoxicidad, así como de inocuidad para la salud humana (Satish et al., 1999). Los AEs corresponden a una mezcla de compuestos volátiles complejos, que son sintetizados envías metabólicas secundarias en muchas especies de plantas, y en particular en aromáticas (Bakkali et al., 2008); en la naturaleza, tienen un rol importante en la defensa de la planta, actuando como antimicrobiano y como molécula señal para comunicarse con otras plantas e insectos benéficos (Proto et al., 2022).

La literatura especializada incluye una diversidad de plantas utilizadas para extraer AEs, como menta, tomillo, orégano, clavel, anís, naranjo, rosmarino, ajo, eucalipto, comino, entre muchas otras. Estas plantas se distinguen por tener moléculas con un alto potencial antibacteriano como son el timol, carvacrol y/o eugenol, entre otros. También se destaca el potencial de los AEs como alternativa natural sostenible en enfermedades ocasionadas por Pseudomonas syringae, como el tizón bacteriano y la mancha foliar en los cultivos (Gholam, 2011; Lo Cantore et al., 2003; Poswal & Witbooi,1997; Todorovic et al., 2016); adicionalmente, se ha demostrado que algunos AEs inhiben la multiplicación bacteriana, la formación de biofilm y la motilidad de aislados de Pseudomonas syringae obtenidos desde soya (Carezzano et al., 2023).

La volatilidad y la inestabilidad de los AEs plantea desafíos técnicos para su correcta aplicación en campo, lo que puede abordarse mediante encapsulación para mejorar la vida útil y la protección contra los factores ambientales ampliando así las posibilidades de aplicación (Osimani et al., 2022); a pesar de estas limitaciones, los AEs constituyen una prometedora opción como biocontroladores, y como agentes para combatirla resistencia a los antimicrobianos.

Eficacia de biocontroladores en cerezo

Investigadores del Laboratorio de Patología Vegetal de la Universidad de O’Higgins evaluaron la eficacia de tres biocontroladores en la prevalencia de necrosis foliar ocasionada por Pss en plantas jóvenes de cerezo del cultivar Santina/Colt, mantenidas en condiciones semi controladas. Este ensayo fue realizado mediante inoculación artificial de suspensión acuosa con una cepa virulenta de Pss ajustada a una concentración de 107 UFC/mL. Los tratamientos fueron:

i) Aceite esencial de boldo aplicado 16 h pos-inoculación de Pss a concentración de 1000 ppm; ii) Mezcla de fagos (sin formulación; 108UFP/mL) obtenidos de cepas chilenas de Pss, y aplicado 16h previas a inoculación con Pss; iii) Bioestimulante experimental (2 cc/L) 2 aplicaciones pre-inoculación + 2 aplicaciones pos-inoculación con Pss. Los controles positivo y negativo fueron respectivamente “solo Pss” y oxicloruro de cobre (1,5 g/L).

Transcurridos aproximadamente 30 días desde la inoculación con Pss, todos los tratamientos y los controles del experimento evidenciaron síntomas, con diferencias en su expresión. Se determinó que los tratamientos con Bioestimulante y Aceite esencial de boldo redujeron significativamente la incidencia de lesiones necróticas en hojas de cerezo respecto del control positivo (aprox. 20 – 30%). También se demostró que los tratamientos Bioestimulante y Aceite esencial de boldo tuvieron eficacia significativa en la reducción de la severidad de las lesiones por Pss (Área afectada/ Área total x 100) respecto del Control positivo (solo Pss); los que no difirieron significativamente del Control negativo (cobre). Ver gráficos 1 y 2.

El manejo integrado del cáncer bacteriano del cerezo requiere una combinación de estrategias para ser efectivo y sostenible en el tiempo. Es en este contexto que los biocontroladores resultan una alternativa viable para reducir la dependencia a los antimicrobianos tradicionales y sus efectos adversos; al respecto, nuestro estudio demuestra que el uso de aceite esencial de boldo y el tratamiento Bioestimulante pueden disminuir de manera significativa la incidencia y severidad de la enfermedad causada por Pss, especialmente en cerezos jóvenes.

Es pertinente consignar que la prevalencia severa del cáncer bacteriano en la zona sur de Chile, en comparación con la que ocurre en otras condiciones de cultivo del mundo, es un aspecto que requiere de ingentes estudios sistemáticos de mayor complejidad, tanto desde la genética de Pseudomonas syringae pv. syringae, de los factores ambientales que favorecen el desarrollo de esta bacteria, así como de estrategias de control preventivo y curativo, acorde con las exigencias de protección del ambiente próximo, en un contexto de cambio climático global y local acelerado.