Sección: 28as jornadas de productos fitosanitarios
Abstract: Se estudió la capacidad competitiva de Nigrospora oryzae y Phoma glomerata a distintas temperaturas (15 y 25 ºC) y actividades de agua (0,85, 0,90, 0,95, 0,98 y 0,995). A cada una de las interacciones, se le asignó un valor numérico para obtener el Índice de Dominancia (ID).El tipo de interacción varió a las distintas temperaturas y actividades de agua. A 0,995 ambas especies se inhibieron por contacto. A 0,98 a 25 ºC se produjo un crecimiento en común y a 15ºC N. oryzae antagonizó a P. glomerata por contacto. Este mismo comportamiento se produjo a 0,95. Finalmente la actividad de agua y la temperatura tuvieron un efecto significativo sobre el crecimiento.
En la naturaleza, continuamente se producen relaciones entre los distintos microorganismos siendo muchas veces no perceptibles por el hombre.
Entre estos microorganismos, se encuentran las especies fúngicas, organismos capaces de desarrollarse en una amplia variedad de sustratos aportando beneficios o efectos perjudiciales. Cuando estos crecen en un mismo nicho ecológico, pueden llegar a interaccionar creando relaciones de competencia y dominancia.
La comprensión de estas relaciones, junto a otros factores, entre los que destacan la temperatura y la actividad de agua, son fundamentales.
Conocer que especie podrá dominar un cierto ecosistema y en que condiciones se ve favorecido su desarrollo, nos ayudará a una mejora en las medidas a adoptar para prevenir su aparición o en el control de la misma.
En el arroz, los hongos son los principales responsables de las pérdidas que se producen anualmente. Entre ellos se encuentran Nigrospora oryzae (Berk. & Broome) Petch y Phoma glomerata (Corda) Wollenweber & Hochapfel, dos especies pertenecientes a la micobiota dominante del arroz de Valencia. Estas especies destacan fundamentalmente porque contribuyen al manchado del grano, produciendo decoloraciones y manchas negruzcas, blanquecinas o de color pardo, además de una pérdida de germinabilidad, un cambio en las propiedades nutricionales, etc.
La contaminación del grano, se produce fundamentalmente en el campo pero si este no es manipulado correctamente, el hongo puede continuar su desarrollo en el almacén.
El objetivo de esta investigación, fue el estudio en distintas condiciones medioambientales, de las relaciones entre ambas especies cuando se enfrentaron en un mismo medio de cultivo.
Materiales y métodos
Especies fúngicas
Phoma glomerata BVB 2957 y Nigrospora oryzae BVB 2613 fueron aisladas en el laboratorio de Ecosistemas Agroforestales de la Escuela Técnica Superior del Medio Rural y Enología de muestras de granos de arroz de distintas parcelas y cooperativas de las principales zonas productoras de la provincia de Valencia.
Medio de cultivo
Se utilizó agar extracto de arroz como medio base. Para ajustar la actividad de agua se añadieron distintas cantidades de glicerol y agua destilada (Sempere y Santamarina, 2006a). El medio se esterilizó a 121ºC durante 20 minutos, posteriormente fue enfriado a 45-50ºC y repartido asépticamente en placas Petri de 90 y 150 mm.
Para mantener la actividad de agua durante el tiempo del experimento, placas con el mismo valor fueron puestas en cajas de polietileno conteniendo soluciones con la actividad de agua respectiva. Esta se comprobó en todo momento, utilizado un Aqualab (Decagon, Inc., Pullman, WA, USA).
Tipo de interacción y establecimiento del ID
En total se realizaron 10 tratamientos combinando 5 actividades de agua (0,85, 0,90, 0,95, 0,98, 0,995) y dos temperaturas (15 y 25ºC).
En cada una de las placas se inocularon dos discos, uno de N. oryzae y otro de P. glomerata, separados por una distancia de 45 mm obtenidos de la periferia de colonias puras de dichas especies crecidas en Agar Patata Dextrosa (PDA) a 25ºC durante cinco días.
El crecimiento fue registrado durante 5 días a intervalos de 24 horas según el método descrito por Sempere y col. (2006). Para calcular la ratio de crecimiento (mm·día-1) se realizó una regresión lineal de los radios (mm) frente al tiempo (días). El programa utilizado fue Microsoft Excel 2003.
Finalmente las placas se dejaron durante 8 semanas, observando en todo momento su evolución macroscópica y estableciendo el tipo de interacción. Al final de este periodo, cada hongo recibió un valor numérico para obtener el Índice de Dominancia: crecimiento en común (1); inhibición mutua por contacto o con espacio entre colonias < 2 mm (2); inhibición mutua a distancia (3); inhibición de un microorganismo por contacto (4 para la especie dominante, 0 para la especie inhibida); inhibición de un microorganismo a distancia (5 para la especie dominante, 0 para la especie inhibida) (MAGAN Y LACEY,1984).
Análisis estadístico
Para verificar la influencia de los factores aw y Tª, así como su interacción (aw x Tª) sobre el crecimiento fúngico dual, se realizó el test de análisis de la varianza(ANOVA) con valores de significación de P< 0,01. El programa utilizadofue STATGRAPHICS Plus 5.0 (Stat Point, Inc., Rendón, Virginia (EE UU)).
Resultados y discusión
Ratios de crecimientos a las distintas temperaturas y actividades de agua
N. oryzae y P. glomerata tuvieron un máximo crecimiento a la temperatura de 25ºC y a una actividad de agua de 0,995. Las ratios de crecimiento fueron para la primera especie de 8,73 mm día-1 mientras que para la segunda de 4 mm día-1. En ambos casos, fue a esta temperatura, donde se registro un mayor desarrollo a todas las actividades de agua (Figura 1).
Después de cinco días, a 0,90 solo hubo crecimiento a 25ºC, mientras que a 0,85 al final de las ocho semanas las especies no se desarrollaron.
A 15ºC, el crecimiento de N. oryzae fue muy similar a las actividades de agua de 0,95 y 0,98.
En un estudio previo realizado con las mismas especies crecidas individualmente, se observó el mismo comportamiento, produciéndose una pequeña variación no significativa en las ratios de crecimiento (SEMPERE y col., 2006; SEMPERE Y SANTAMARINA, 2006b).
El análisis estadístico de la varianza (ANOVA) nos indicó que los factores simples aw y Tª y su interacción (aw x Tª) tuvieron un efecto significativo en el crecimiento de ambas especies cuando crecieron dualmente (P<0,01) (Tabla 1).
En el gráfico de intervalos LSD de comparación de medias de actividad de agua, se observó diferencias significativas entre todos los niveles experimentados salvo a 0,85 y 0,90 ya que para las dos especies el crecimiento fue prácticamente nulo (Figura 2).
Por otra parte, en el análisis del efecto simple temperatura, hubo diferencias significativas entre las dos temperaturas de experimentación siendo menor el crecimiento a 15ºC (Figura 3).
Índice de dominancia (ID) y tipo de interacción
La interacción entre ambas especies varió en las distintas condiciones medioambientales. A 0,995 y a las dos temperaturas se produjo una inhibición mutua por contacto de los dos hongos filamentosos. La mayor área ocupada por N. oryzae fue debido a que esta especie presentó mayores ratios de crecimiento (Figuras 4 y 5).
A 0,98 y 25ºC se produjo un crecimiento en común de las dos cepas, mientras a 15ºC, N. oryzae inhibió por contacto a P. glomerata.
Finalmente a 0,95 también N. oryzae antagonizó por contacto a P. glomerata en las dos temperaturas ensayadas.
Estos resultados coinciden con los obtenidos por Lacey (1989). Según este autor, las interacciones que ocurren en la naturaleza pueden ser alteradas por la temperatura, la actividad de agua, y otros factores. En este sentido, Plaza y col. (2004) observaron que la capacidad competitiva de distintas especies de Penicillium y Geotrichum candidum, fue dependiente de estos dos factores abióticos. También Santamarina y col. (2003) registraron una variación en las interacciones de Penicillium oxalicum frente a Fusarium oxysporum en distintas condiciones medioambientales.
Asignados los valores numéricos, para establecer el Índice de Dominancia, se vio que N. oryzae tanto a 15ºC como a 25ºC fue dominante sobre P. glomerata (Tabla 2). El mismo comportamiento se observó cuando P. glomerata fue enfrentada a F. sambucinum, en un estudio previo en las mismas condiciones (SEMPERE y col., 2006). En este caso, F. sambucinum fue una especie más competitiva que P. glomerata, antagonizando a esta última. Por otro lado, en ambos casos, la especie dominante fue siempre aquella que registró mayores ratios de crecimiento.
El conocimiento de las interacciones en distintas condiciones medioambientales puede ayudar a una mejor predicción de la especie que puede dominar un ecosistema concreto. Pero en la naturaleza, estos microorganismos, pueden competir con otros en un mismo sustrato y además de la actividad de agua y la temperatura pueden interactuar otros factores.
BIBLIOGRAFÍA
LACEY, J. (1989) Prevention of mould growth and mycotoxin production through control of environmental factors. In: Natori, S., Hashimoto, K., Ueno, Y. (Eds.), Mycotoxins and Phycotoxins, Bioactive molecules 10. Elsevier Science, Amsterdam, 161-169.
MAGAN, N.; LACEY, J. (1984) The effect of water activity, temperature and substrate on interactions between field and storage fungi. Transactions of the British Mycological Society 82, 83?93.
PLAZA, P.; USALL, J.; TEIXIDO, N.; VIÑAS, I. (2004) Effect of water activity and temperature on competing abilities of common postharvest citrus fungi. International Journal of Food Microbiology 90, 75-82.
SANTAMARINA, M.P.; ROSELLO, J.; BARCELO, S.; MARIN, S. (2003) Efecto de la actividad de agua y de la temperatura sobre el comportamiento de Penicillium oxalicum frente a Fusarium oxyspurum. Revista Iberoamericana de Micología 20, 154-159.
SEMPERE, F.; SANTAMARINA, M.P. (2006a) Ecofisiología de Drechslera oryzae Subram. & Jain en condiciones in vitro. PHYTOMA 178, 49-50.
SEMPERE, F.; SANTAMARINA, M.P. (2006b) Microscopic and macroscopic study of the interaction between Alternaria alternata (Fr.) Keissler and Nigrospora oryzae (Berk. & Broome) Petch. Annals of Microbiology 56(2), 101-107.
SEMPERE, F.; ROSELLO, P.; SANTAMARINA, M.P. (2006) Interacciones competitivas entre Fusarium sambucinum Fuckel y Phoma glomerata (Corda) Wollenweber & Hochapfel en condiciones in vitro. Revista Iberoamericana de Micología 232, 39-42.
