Marcela Esterio, profesora de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, lidera el proyecto de la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) para detectar en 48 horas el tipo específico de botrytis que ataca una población de uva determinada con el fin de que productores utilicen el fungicida adecuado y su fruta llegue en buen estado a su destino de comercialización.

La uva de mesa chilena es muy apetecida en los mercados internacionales y el éxito de su venta depende de todo su proceso de cultivo. Durante la floración, y desde envero a precosecha, la uva de mesa es más susceptible de infectarse con un hongo patógeno llamado Botrytis cinerea (Bc), que debe controlarse con fungicidas muy específicos para proteger a la población.

Este agresivo hongo tiene un mecanismo de adaptación a la presión de selección que ejercen las repetidas aplicaciones de un fungicida determinado, principalmente al grupo de las hidroxianilidas y las carboxamidas, a través de una mutación en su genoma. Para determinar dicha resistencia, se realizaba un estudio en la población que tardaba cerca de 28 días, tiempo insuficiente para poder hacer cambios en los programas de control de botrytis en la misma temporada y evitar el deterioro de la uva durante su comercialización.

El estudio que realizaba el equipo de la profesora Marcela Esterio, académica del Departamento de Sanidad Vegetal de la Facultad, podía determinar la resistencia a los fungicidas al identificar el tipo de mutación en la brotytis predominante de la población; conociendo la agresividad diferencial de los aislados mutantes resistentes y los costos metabólicos asociados, se escogía el fungicida más eficaz para la población predominante.

Sin embargo, la académica explica que el proceso era lento, pues había que tomar las muestras en el campo, llevarlas al laboratorio, hacer la recuperación de los aislados, incrementarlos como cultivos monospóricos puros (obtención de Biomasa), para someterlos al proceso de extracción de ADN y realizar finalmente la técnica qPCR-HRM, que nos entrega la información de las mutaciones predominantes y su frecuencia en la población de aislados analizada.

“Con el nuevo proyecto FIA, nos saltamos las primeras etapas del proceso porque no se requiere recuperar e incrementar los aislados en forma pura, ya que colectamos las muestras y extraemos el ADN de los aislados fungosos predominantes desde el tejido vegetal – flores o bayas -, por lo tanto, los resultados pueden obtenerse 48 horas post colecta de muestras en campo y con esta información el productor puede hacer los cambios en los programas de control que se requieran prácticamente en pocas horas de haberse colectado las muestras en campo”, aseguró la profesora Esterio.

En esa línea, el director ejecutivo de FIA, Álvaro Eyzaguirre Pepper, sostiene que “gracias a esta nueva tecnología, más económica, precisa y rápida, los productores podrán reducir las pérdidas en la etapa de cosecha y mejorar la calidad de la uva de mesa que llega al consumidor final, a la vez que les permitirá ser más amigables con el medioambiente puesto que permite reducir el uso de algunos fungicidas. La última temporada se exportaron más de 600 mil toneladas de esta fruta nacional, siendo un sector muy importante dentro del agro para la canasta exportadora de nuestro país y que debemos seguir potenciando desde la innovación”.

Innovación

Una innovación científica que trae buenas noticias a productores de uva ya que con la técnica qPCR-HRM, en 48 horas, podrán tener acceso a la información de su población y delinear estrategias de control que serán efectivas para mantener la calidad de su fruta. “El nuevo proyecto de FIA implica saber ahora, para aplicar mañana”, afirmó la profesora Esterio, quien fue distinguida el año pasado por el Colegio de Ingenieros Agrónomos por el desarrollo de su trabajo en botrytis.

La académica plantea que para diseñar e implementar esta nueva técnica, se debe conocer la microbiota fúngica asociada a flores y bayas de vid, que cohabitan con botrytis para así, mediante el diseño de partidores específicos, poder detectar solo a las zonas objetivo de los fungicidas (hidroxianilidas y carboxamidas) en botrytis.

“La técnica a implementarse es innovadora porque evalúa directamente cambios genéticos en la población de Botrytis que se hospeda en los tejidos vegetales, es decir, en las plantas del productor. Y, adicionalmente, de manera muy significativa, por la rapidez en la obtención de resultados. Permitiendo entregar información de la situación de sensibilidad a fungicidas de manera oportuna al productor, es decir, 48 horas de colectadas las muestras y no 23 a 28 días después, como ocurre actualmente cuando se realiza la técnica a partir del ADN extraído desde cultivos puros del hongo aislados en laboratorio”, explicó la profesora Esterio.

Además de acelerar el proceso de entrega de información oportuna y veraz para la estrategia de control de botrytis en un predio con herramientas más efectivas, y con ello optimizar los recursos de la producción de uva, existe un positivo efecto en el cuidado del medio ambiente.

“Podría traducirse en un menor número de aplicaciones por período crítico y temporada, y con ello implicar una menor contaminación de la fruta, de las aguas, de los suelos y del aire. Por otro lado, al conocer la situación real actual de sensibilidad de las poblaciones a esas moléculas que son la base del control de botrytis se puede decidir si se utilizan o no, con el fin de protegerlas, y recuperar y/o alargar la vida útil – eficacia – de estas moléculas”, sostuvo la especialista en sanidad vegetal.

La profesora Esterio indica que la técnica del qPCR-HRM se ha utilizado antes en hongo puro y no en tejidos vegetales como lo realizarán a través de este innovador proyecto FIA. “De acuerdo a lo propuesto en el proyecto la técnica a implementarse se corroboraría en campo en la temporada 2021/2022, y estaría disponible para los primeros productores usuarios externos a partir de la temporada 2022 /2023”, puntualizó.

La investigación se está realizando en su parte experimental en el Laboratorio de Fitopatología Frutal y Molecular de la Facultad de Ciencias Agronómicas y las muestras de campo se están colectando en predios de la Región Metropolitana asociados a la empresa Exportadora Unifrutti y de predios de la VI Región asociados a la empresa exportadora Subsole S.A.

La seguridad alimentaria nos exige producir alimentos, ya no solo en cantidad necesaria sino también en seguridad e inocuidad. Los mercados de destino y los consumidores más influyentes nos demandan calidad, evaluada bajo una mirada de sustentabilidad y protección de la biodiversidad. Por otro lado, los mecanismos de defensa de los patógenos nos han obligado a hacer uso excesivo de algunas herramientas, como, por ejemplo, los antifúngicos.

Actualmente, en Chile y a nivel mundial la Botrytis cinerea, agente causal de la pudrición gris, es uno de los mayores dolores de cabeza de los productores de vid y otras especies frutales, ya que provoca importantes daños económico en el sector y es uno de los principales fitopatógenos que afecta nuestros cultivos. Debido a su alta variabilidad genética, su gran capacidad de adaptación y el uso indebido de moléculas registradas, algunas cepas han desarrollado resistencia a las moléculas fungicidas actualmente en uso (hydroxyanilidas, amino-pyrazolinonas, anilinopyrimidinas, carboxamidas). Para mantener la efectividad de estas moléculas de alta eficiencia es fundamental utilizarlas según modo de acción en los periodos más críticos de infección, en no más de dos aplicaciones por temporada y además proteger su eficacia, mediante la introducción en los programas de control de moléculas alternativas no residuales formuladas en base a extractos de plantas, antagonistas biológicos, y/o activadores de mecanismos de defensa, entre otras.

Un reciente estudio, hecho por el departamento de Sanidad Vegetal de la Escuela de Agronomía de la Universidad de Chile, arrojó que una de las moléculas orgánicas no residual, de mayor efecto antiresistencia es la molécula de BC-1000®. Compuesto por extractos de semillas y pulpa de pomelo, se introdujo en Chile y a nivel mundial al inicio de la década de los 90, con acción sobre la permeabilidad de la membrana y respiración del patógeno y con un efecto antiresistencia sobre los aislados resistentes a benzimidazoles y dicarboxamidas (Esterio et al., 1992), que eran las poblaciones predominantes en ese periodo.

ESTUDIO

Con el propósito de evaluar una estrategia contra la resistencia se realizó en 2019 un bioensayo sobre bayas cv. Thompson Seedless de 16,5° Brix, bajo condiciones controladas. Los resultados obtenidos en este estudio (Ver tabla) señalan que BC-1000®, además de tener un efecto sobre los aislados resistentes a dicarboxamidas y a benzimidazoles, controla los aislados resistentes a hydroxyanilidas y a carboxamidas, que actualmente son los que predominan en las poblaciones locales, y por lo tanto sigue siendo una herramienta viable como molécula alternativa complementaria no residual.

Sin embargo, su eficacia va a depender del nivel y tipo de sensibilidad de la población existente a nivel local (tipo y frecuencia de mutaciones asociadas a resistencia a hydroxyanilidas y a carboxamidas). En presencia de aislados resistentes a fenhexamid el mayor control lo ejerció boscalid y a la inversa sobre los resistentes a boscalid el mayor efecto lo presentó fenhexamid. Pero es importante señalar que el efecto de BC-1000® sobre los mutantes fue en algunas ocasiones similar y superior a los fungicidas de alta eficiencia.

Como además se detectaron, en algunos casos, diferencias entre el efecto de estos extractos sobre algunos mutantes, no es posible inferir similares resultados con otros extractos existentes en el mercado. Finalmente, se concluyó que BC-1000® es una importante herramienta tanto en el control de Botrytis como para la mitigación y reducción de resistencia presentados por los botryticidas frontales. Por lo tanto, este fungicida debe ser parte integral de los programas fitosanitarios para un eficaz, eficiente y sustentable manejo de antiresistencia.

Durante dos días se reunieron más de 30 científicos del programa de sanidad vegetal del Instituto de Investigaciones Agropecuarias INIA, para abordar los principales problemas que afectan a la agricultura nacional y avanzar en desarrollar nuevas tecnologías eficaces y respetuosas con el Medio ambiente.

El grupo de Sanidad Vegetal del INIA lo conforman entomólogos, fitopatólogos, virólogos y especialistas en nematología dedicados a generar conocimientos que resuelvan o mitiguen los problemas fitosanitarios que inciden directamente en la productividad y futuro de los cultivos, utilizando herramientas efectivas que contribuyan a prevenir y minimizar riesgos e impactos a los seres humanos y al medio ambiente.  

Si bien es cierto, Chile goza de un alto prestigio fitosanitario y zoosanitario, tanto por las condiciones geográficas que dificultan la llegada de nuevas plagas como por el cuidado de su patrimonio sanitario, el riesgo en el territorio nacional es cada vez mayor, que en parte es producto de una economía del país abierta al mundo, y que implica una amenaza de ingreso de nuevas plagas.

En lo que se refiere a insectos plagas y enfermedades que dañan productos agropecuarios y forestales, son varias las especies que se han establecido recientemente. Se puede mencionar  la polilla del racimo de la vid, chinche pintada en crucíferas, drosófila de alas manchadas, chinche hediondo  y  enfermedades como el cancro bacteriano del kiwi. Además, en los últimos años se ha observado la reemergencia de problemas sanitarios endémicos que han provocado pérdidas importantes a nivel nacional, debido a cambios en los sistemas productivos de cultivos tradicionales, cambios en las características genéticas de los patógenos e inestabilidad climática; factores que favorecen la patogenicidad de enfermedades como el caso del tizón tardío en papas, nemátodo dorado (Globodera rostochiensis y G. pallida) y la marchitez bacteriana (Ralstonia solanacearum) en el cultivo de la papa en el sur del país; royas en cereales y enfermedades bacterianas y virales en cultivos y hortalizas.

Carlos Ovalle, Dr. en Ecología, coordinador Nacional del Programa de Sustentabilidad y Ambiente del INIA respondió estas preguntas, considerando que el gran tópico es contribuir a generar nuevos conocimientos para reducir el uso de plaguicidas y mitigar el impacto ambiental en la agricultura.

¿Por qué se sigue usando una alta carga de plaguicidas sabiendo que el impacto es fuerte?

“Los plaguicidas no se pueden eliminar absolutamente de los sistemas de producción y de control de las plagas y enfermedades. Son una herramienta necesaria para la agricultura intensiva que realiza el país y porque hay desafíos y amenazas que es necesario controlar.

El problema no es estrictamente el uso de los plaguicidas sino el uso indiscriminado y mal manejo de los agroquímicos. Tenemos que tender a una agricultura de futuro donde los agroquímicos se puedan reemplazar por bioproductos más sustentables con el medioambiente.

Existe una necesidad de investigación que genere conocimientos y tecnologías para abordar la situación actual de plagas emergentes y problemas reales que los productores están enfrentando en sus huertos y cultivos, pero también el desafío de disminuir el uso de agroquímicos por los impactos ambientales y porque los ciudadanos quieren consumir alimentos inocuos, limpios y sin residuos”.

¿Por qué señala que el mayor problema se relaciona con el manejo de los agroquímicos?

“En primer lugar esto tiene que ver con la tecnología que se usa en el país para la aplicación de los plaguicidas. Es muy difícil dosificar y aplicar en menor cantidad con los equipos que usa el productor. Esto requiere de una política pública donde el agricultor pueda reemplazar sus maquinarias que muchas veces están obsoletas, que tienen problemas para una correcta calibración de los equipos y que tienen deficiencias en su funcionamiento.

En segundo lugar es el exceso de aplicaciones. Actualmente existe una brecha tecnológica en términos que el agricultor muchas veces aplica por calendario y no en referencia al manejo integrado de plagas donde las aplicaciones se hacen tomando en consideración la magnitud del problema que tienen que resolver. Se debe reconocer que existen plagas cuarentenarias que no pueden estar presentes en los productos que se exportan y muchas veces el exceso de celo para su control conlleva aplicar protocolos con una alta carga de agroquímicos.

En resumen habrían dos temas. Uno es tecnología de aplicación y otro el manejo de la plaga con excesos de aplicaciones. Nuestros estudios  en el caso de la fruticultura en manzana y uva de mesa han determinado que el número de aplicaciones es excesivo llegando a 15 ó 18 aplicaciones en circunstancias que con las tecnologías que ha desarrollado el INIA se puede reducir a la mitad o menos de la mitad”.

El escenario fitosanitario ha cambiado durante los últimos años dado que hay que alimentar una población mucho mayor?

“Es indudable que ha habido avances en temas  de tender a una  agricultura con menor uso de agroquímicos básicamente porque es una preocupación no solo por la productividad, sino por temas ambientales y de inocuidad. Hay nuevas herramientas que se están desarrollando, incluso las empresas que venden estos productos están mirando hacia productos más biológicos y amigables con el medio ambiente”.

Pero, también han ido apareciendo nuevos problemas en materia de sanidad vegetal en Chile.  ¿Ustedes como científicos cómo han ido abordando este aspecto?

“El tema de las plagas emergentes que se han generado por las variaciones del clima, condiciones, de temperatura, humedad que generan una dinámica distinta en las poblaciones de plagas en general. Por otra parte, un país abierto al ingreso de mercancías y personas es puerta de entrada relativamente fácil a macro y microorganismos. Además, Chile tiene un comercio internacional muy activo, situación que lo hace un país muy permeable al ingreso de nuevas plagas y enfermedades”. 

Cómo este grupo de investigadores vislumbra la sanidad vegetal de nuestro país de aquí a 20 años, en términos de generación de conocimientos y  problemas nuevos que resolver?.

Precisamente, el objetivo de la reunión fue pensar hacia adelante de imaginar o diseñar la agricultura que vamos a tener en 10 ó 20 años más. En ese sentido, las líneas de investigación principales que estamos planteando son Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades (MIPE),  análisis de riesgo de plagas y enfermedades emergentes, ecología química y evaluación de sustancias naturales en el control fitosanitario, sanidad vegetal y cambio climático, evaluación de agentes de control biológico y polinizadores y tecnologías de aplicación de plaguicidas.

En el manejo sostenible de la sanidad de los cultivos, las investigaciones se orientan a fortalecer la producción de alimentos de alta calidad e inocuidad, mediante estrategias de manejo integrado basadas en el uso de herramientas que involucren alternativas químicas, biológicas, culturales, genéticas y ambientales, de tal forma que los bienes a producir cumplan con todos los requisitos de calidad y que estén libres o bajos en residuos.

Hay cambios, pero esto es lento porque hay muchas amenazas y estas tienen que ser investigadas. Hay que conocer la magnitud, la biología, la dispersión, hay que monitorear y diseñar estrategias para controlar. Esto requiere de recursos y de una efectiva articulación del sector público y privado”.

Es optimista respecto a lograr una agricultura sustentable con menor carga de plaguicidas. Como fue la reflexión del grupo.

“Aquí hay un desafío enorme para nuestros investigadores en el sentido de la utilización de productos que sean amigables con el medioambiente, con una mirada de manejo integrado de plagas, de uso de bioinsumos como entomófagos y  hongos entomopatógenos. En Chile todavía se comercializan productos con etiqueta roja que son muy tóxicos y de alto impacto sobre el medioambiente, habiendo productos más amigables con el medio ambiente. Es un problema de costos y de capacitación de extensionistas y productores.

En eso hay una responsabilidad nuestra en el desarrollo y evaluación de productos y  realizar un proceso de transferencia de tecnologías que tomen en cuenta estos resultados y lo que están recomendando los extensionistas para el control de plagas.

Tenemos casos exitosos de uso de control biológico de muchas plagas en cultivos, hortalizas, frutales y especies forestales. Como los agroecosistemas son dinámicos,  existe consenso que hay que seguir impulsando fuerte el Manejo Integrado de Plaga y una política pública que apoye el uso de nuevas tecnologías en el campo y el reemplazo de las maquinarias de aplicación uso de productos de menor impacto ambiental, determinación de umbrales económicos que indican si es necesario aplicar o no, monitoreo de plagas, etcétera. Muchos proyectos del INIA en fruticultura, horticultura y cultivos lo han comprobado y hoy es un imperativo desarrollar estrategias adecuadas, para mantener a estos agentes competidores por debajo de los niveles de daño ecológico y económico”.