Evaluación de Cepas Nativas de Bacillus thuringiensis Como una Alternativa de Manejo Integrado de la Polilla del Tomate Tuta absoluta Meyrick en Chile

• Introducción
• Materiales y métodos
• Resultados y discusión
• Conclusiones
• Reconocimientos
• Literatura citada

ABSTRACT: The tomato moth (Tuta absoluta Meyrick; Lepidoptera: Gelechiidae) is the most devastating insect pest of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) crops in Chile, producing losses from 60 to 100% in non-insecticide treated fields. Because pests are evolving to resistance levels to convencional insecticides, there is interest for alternative strategies including the use of biopesticides. In this work the insecticidal potential of native Bacillusthuringiensis (Bt) strains against this plague was studied. Bt isolates were collected from soil samples of the VII Region of Chile, and characterized using different criteria: colony and parasporal inclusion morphologies, SDS-PAGE, western blotting analysis and bioassays against T. absoluta larvae. Using the Polymerase Chain Reaction (PCR) technique, a genotype classification was performed using specific primers. All the native strains had genes belonging to cry1 family. Two isolates displayed a relevant toxic activity against T. absoluta larvae and could constitute an alternative for controlling this pest. These strains proved to be more effective than the isolate obtained from the commercial Dipel Bt formulation (B. thuringiensis var. kurstaki).

Key words: Lycopersicon esculentum, Tuta absoluta, Bacillus thuringiensis, biotest, PCR.

RESUMEN: La polilla del tomate (Tuta absoluta Meyrick; Lepidoptera: Gelechiidae) es la plaga más devastadora del cultivo del tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en Chile, produciendo pérdidas del 60 al 100% en campos no tratados con insecticidas. Puesto que las plagas de insectos están desarrollando niveles de resistencia a los insecticidas convencionales, existe interés por estrategias de control que incluyen el empleo de biopesticidas. En el presente trabajo se estudió el potencial de aislados nativos de Bacillus thuringiensis (Bt) con actividad tóxica contra esta plaga. Los aislados de Bt fueron colectados de muestras de suelo provenientes de la VII Región del país, y fueron caracterizados empleando diferentes criterios: morfología de la colonia y de la inclusión paraesporal, electroforesis en condiciones desnaturantes, análisis Western y bioensayos contra larvas de T. absoluta. Usando la técnica Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) se obtuvo una clasificación del contenido génico utilizando partidores específicos. Todas las cepas nativas seleccionadas poseían genes de la familia cry1. Dos aislados mostraron una actividad tóxica relevante contra la larva de T. absoluta y podrían constituir una alternativa para el control de esta plaga. Estas cepas resultaron ser más efectivas que el aislado obtenido desde el producto comercial Dipel (B.thuringiensis var. kurstaki ).

Palabras clave: Lycopersicon esculentum, Tuta absoluta, Bacillus thuringiensis, bioensayos, PCR.

INTRODUCCIÓN

El tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) es una de las principales especies hortícolas cultivadas en Chile. La superficie destinada a este cultivo es aproximadamente de 21.756 ha, con una producción cercana al millón de toneladas (ODEPA, 2005).

La polilla del tomate (Tuta absoluta Meyrick) es considerada una de las principales plagas endémicas de los países sudamericanos, ocasionando daños que se estiman del orden del 60 al 100% en aquellos cultivos sin protección contra esta plaga (Larraín, 1986; Giustolin et al., 2001).

El empleo de diversas combinaciones de insecticidas, y en dosis cada vez más crecientes, estaría provocando un incremento de la tasa de aparición de insectos resistentes. En efecto, existen antecedentes acerca del desarrollo de resistencia a insecticidas clorados y fosforados, e incluso hacia los piretroides deltametrina y esfenvalerato (Salazar y Araya, 1997).

Como alternativa al empleo de plaguicidas sintéticos, se ha dirigido la atención a las propiedades insecticidas de ciertos microorganismos o productos microbianos secundarios. El mayor número de especies con propiedades insecticidas pertenece al género Bacillus, en especial a la especie Bacillusthuringiensis (Bt) (Theoduloz et al., 2003).

El Bt es una bacteria Gram (+) formadora de esporas, que se caracteriza por poseer una variedad de plásmidos que contienen genes que codifican para proteínas insecticidas. Entre éstas, las más estudiadas corresponden a las δ-endotoxinas o también llamadas proteínas Cry (Crickmore et al., 1998). Estas proteínas son sintetizadas y ensambladas en cuerpos de inclusión paraesporales durante la fase estacionaria de su ciclo de crecimiento (Höfte y Whiteley, 1989).

Las δ-dotoxinas son insecticidas naturales para un gran nϊmero de plagas de insectos de importancia agronómica (Aronson y Shai, 2001). Se considera que estos bioinsecticidas son ambientalmente seguros e inocuos para aves, peces y mamíferos, incluyendo al hombre. Dadas sus notables propiedades, el Bt representa una alternativa útil y complementaria a los insecticidas químicos actuales para el control de algunos insectos fitófagos (Kwang-Bo y Cóte, 2002).

Las etapas de acción de este bioinsecticida pueden resumirse en los siguientes eventos: 1) ingesta del cristal proteico; 2) solubilización del cristal en un medio alcalino del intestino; 3) procesamiento proteolítico de la protoxina mediante la acción de proteasas endógenas; 4) unión de la toxina a receptores específicos del epitelio intestinal; y 5) formación de poros y lisis de las células epiteliales (Gill et al., 1992). El insecto hospedero detiene su ingesta de alimento y muere en un plazo de 2 a 6 días (Maagd et al., 2001).

La mayoría de las subespecies de Bt encontradas difieren en su toxicidad y en la gama del insecto hospedero (Yamamoto y Powell, 1993). El conocimiento actual es resultado de intensos programas de búsqueda de nuevas variedades que produzcan proteínas insecticidas con mayores niveles de toxicidad que los descritos. Actualmente, las cepas aisladas muestran un amplio rango de especificidad contra insectos de diferente orden (Lepidoptera, Diptera, Coleoptera, Hymenoptera, Homoptera, Phthiraptera y Acari) y otros invertebrados (Nemathelminthes y Platyhelminthes) (Feitelson, 1993). El hallazgo de nuevas cepas de Bt que presentan actividades tóxicas duales, hacia más de un insecto hospedero, motivó la actualización de la clasificación de las proteínas larvicidas (Crickmore et al., 1995).

El proceso de caracterización de cepas de Bt puede ser muy diverso, sin embargo, el criterio más utilizado corresponde a la observación morfológica del cristal paraesporal, como también el perfil de proteínas conseguido mediante electroforesis en geles de poliacrilamida.

Los objetivos principales de este trabajo fueron: 1) aislamiento y caracterización de nuevas cepas de Bt en los suelos de la VII Región, y 2) evaluación de su acción insecticida contra la larva de la polilla del tomate, Tuta absoluta Meyrick.