Potenciación ecofisiológica de conidios de Nomuraea rileyimediante factores abióticos de estrés

Abstract

El hongo entomopatógeno Nomuraea rileyi (cepa Nm006) ha demostrado un alto potencial para ser utilizado en el control biológico del gusano cogollero del maíz Spodoptera frugiperda. Sin embargo, este microorganismo es altamente susceptible a condiciones abióticas de estrés, lo que dificulta su producción masiva, formulación y eficacia en campo. Una estrategia para incrementar la tolerancia del microorganismo a dichas condiciones es a través de la manipulación fisiológica, por lo que el objetivo del presente trabajo fue desarrollar una estrategia mediante el uso de factores abióticos de estrés (temperatura y luz UVB) durante la fermentación de N. rileyi. Los conidios obtenidos de los diferentes choques de estrés y los no expuestos (tratamiento control) fueron caracterizados microbiológicamente (rendimiento y germinación), enzimáticamente (β-esteresa, N-acetilglucosaminidasa y quimoelastasa proteasa Pr1) y biológicamente (actividad biológica). Los choques de temperatura no afectaron el rendimiento y la actividad N-acetilglucosaminidasa. Sin embargo, germinación, eficacia y la actividad β-esterasa fueron significativamente superiores en los conidios expuestos a los choques térmicos en comparación con los conidios no expuestos. Con respecto a los choques de luz UVB, se evidenció que a medida que aumentó el tiempo de exposición disminuyeron las respuestas. Sin embargo, el choque UVB de 5 minutos potenció la germinación y las actividades enzimáticas. La implementación combinada de un choque térmico a 5°C durante 3,45 horas y un choque con luz UVB durante 5 minutos potenció el rendimiento, la germinación y la eficacia de los conidios de Nm006. El bioplaguicida a base de los conidios provenientes de las fermentaciones en donde se implementó la combinación de choques de estrés fue estable durante tres meses a las temperaturas de almacenamiento de 8°C y 18°C, mientras que el bioplaguicida a base de conidios provenientes de fermentaciones sin choques de estrés solamente fue estable a la temperatura de 8°C. Teniendo en cuenta los resultados anteriormente descritos, la implementación de choques de estrés (térmico y de luz UVB) durante el proceso de fermentación potenció ecofisiológicamente los conidios de Nm006 ya que permitió obtener un microorganismo más estable y virulento, el cual puede ser utilizado como principio activo del bioplaguicida.

Abstract. The entomopathogenic fungus Nomuraea rileyi (Nm006) has shown a high potential for use in biological control of Spodoptera frugiperda “corn fall army worm”. However, this microoorganism is highly susceptible to abiotic stress conditions, which makes dificult mass production, formulation and field efficacy. A strategy to increase the tolerance to these conditions is the physiological manipulation. The aim of this work was to develop a strategy during fermentation of N. rileyi (Nm006) using abiotic stress factors (temperature and UVB light). Conidia obtained from the different shock stress and unexposed (control treatment) were microbiological (yield and germination), enzymatical (β-esterese, N-acetylglucosaminidase and subtilin-like protease Pr1) and biological (biological activity) characterized. Temperature shocks did not affect the yield and N- acetylglucosaminidase activity. However, germination, eficacy and β-esterase activity were significantly higher in the conidia exposed to thermal shock than unexposed conidia. In relation with the UVB light shock, when the exposure time increased, the variables response decreased. However, 5 minutes UVB light shock enhanced germination and enzyme activities. The combined implementation of a thermal shock at 5°C for 3.45 hours and 5 minutes with UVB light, enhanced conidia (Nm006) germination and efficacy.The biopesticide based on conidia from fermentations where the combination of shock stress was implemented was stable for three months at 8°C and 18°C, while the biopesticide based on conidia from convenctional fermentation was only stable at 8°C. The implementation of shock stress (temperature and light UVB) during N. rileyi fermentation incresed the ecophysilogycal fitness of conidia. Because of that, N. rileyi was more stable and virulent and it can be use as active ingredient in a biopesticide.