Potenciación de conidios de Beauveria bassiana como principio activo de un Bioplaguicida para el control de larvas de Diatraea spp

Abstract

Los insectos barrenadores pertenecientes al género Diatraea (Lepidoptera: Crambidae) se consideran la principal plaga en el cultivo de caña de azúcar, siendo D. saccharalis una de las especies de mayor importancia. El hongo entomopatógeno Beauveria bassiana (Bv062) fue seleccionado previamente por presentar actividad insecticida sobre larvas de Diatraea saccharalis, Diatraea indigenella y Diatraea tabernella. Con el propósito de desarrollar un bioplaguicida eficaz y estable para el control del complejo de este barrenador, se requiere un principio activo (conidios) de alta calidad (actividad insecticida y tolerancia a condiciones de estrés) y una formulación adecuada que puede incluir potenciadores o inductores de virulencia que mejoren la efectividad del bioproducto. Por tal razón, el objetivo general de este trabajo fue desarrollar estrategias para potenciar los conidios de B. bassiana con miras a su uso como principio activo de un bioplaguicida para el control de larvas del complejo del barrenador de la caña de azúcar. Para tal fin, se evaluaron los sustratos arroz y avena ajustados a distintos niveles de actividad de agua como condición de estrés en un proceso de fermentación semisólida, se evaluaron las variables rendimiento, germinación, actividad enzimática (lipasa, N-acetilglucosaminidasa NAGasa, proteasa total y proteasa Pr1), actividad insecticida y respuesta metabólica definida como la acumulación de polioles intracelulares. Se seleccionó el sustrato avena para la obtención de conidios con una germinación del antes y 1 mes después de almacenamiento, mayor actividad quitinasa y virulencia expresada en menor tiempo letal TL50 y TL90. Posteriormente, se evaluaron diferentes aditivos (proteína aislada de soya, salvado de trigo y quitosán) incorporados en el medio de fermentación a base de avena, con miras a inducir la virulencia de los conidios. El sustrato avena suplementado con salvado de trigo al 0,1% (p/p) indujo la actividad NAGasa, lipasa y proteasa y la actividad insecticida, reduciendo los tiempos letales TL50 y TL90. Finalmente, los conidios producidos en el sistema de producción seleccionado (avena suplementado con salvado de trigo al 0,1% p/p) fueron evaluados en combinación con un potenciador previamente seleccionado (extracto crudo y enzima n-acetilglucosaminidasa (NAGasa) parcialmente purificada de Trichoderma koningiopsis). El uso del extracto crudo y la enzima parcialmente purificada con actividad enzimática de 0,06 U/mL en mezcla con los conidios del hongo producidos en el medio seleccionado redujeron significativamente el tiempo letal TL50 y TL90 de los conidios de de B. bassiana Bv062 sobre larvas de 2do instar de D. saccharalis en comparación con el uso de conidios puros. En conclusión, las estrategias implementadas permitieron obtener un principio activo compuesto por conidios de B. bassiana con alto rendimiento ecofisiológico, actividad enzimática y un potenciador que aplicado junto con los conidios, aumenta su actividad biocontroladora.

Abstract: Steam borers belonging to Diatraea genus (Lepidoptera: Crambidae) are considered the main pest in sugarcane crops. The entomopathogenic fungus Beauveria bassiana Bv062 was previously selected due to its insecticidal activity against D. saccharalis, D. indigenella and D. tabernella larvae. High quality conidia (high insecticidal activity and stress tolerance) and an adequate formulation including virulence inducers are required to develop an efficient and stable biopesticide to control the steam borer complex. Therefore, the objective of this work was to develop strategies to potentiate B. bassiana conidia in order to be used as an active ingredient for a biopesticide to control Diatraea spp. For that, two media based on rice and oat were adjusted to different levels of water activity as stress condition and evaluated for semisolid state-fermentation. The variables yield, germination, enzymatic activity (lipase, N-acetylglucosaminidase, total protease and Pr1 protease), insecticidal activity and metabolic response defined as polyol intracellular accumulation were evaluated. Conidia produced with the medium based on oat presented higher germination before and after 30 days of storage at 30 °C, higher protease and chitinase activity an insecticidal activity. Then, different additives (soy protein, wheat bran and chitosan) were evaluated and added to the selected fermentation medium, to induce enzymatic and insecticidal activity in conidia. Conidia of B. bassiana, produced on oat based medium supplemented with wheat bran 0.1% (p/p), showed higher enzymatic activity and lower lethal times against D. saccharalis. Finally, conidia produced in the selected medium were applied simultaneously with a virulence inducer previously selected (crude extract and partially purified N-acetylglucosaminidase enzyme from Trichoderma koningiopsis) causing higher mortality in comparison with the control using pure conidia. In conclusion, evaluated strategies allowed to develop an active ingredient based on B. bassiana Bv062 conidia with high eco-physiological fitness and enzymatic activity and also allowed to select an enhancer (crude extract/partially purified enzyme) that applied simultaneously with the conidia, increases its biocontrol activity.