"Trichoderma"

Por Alfredo Norte
Índice General

1. Antecedentes
2. Que es Trichoderma
3. Limitaciones, Mitos y Falsas Expectativas del Uso de Trichoderma
4. Mecanismos de Acción de Trichoderma sp. como Biopesticida
5. Otras Propiedades de Trichoderma sp.
6. Aplicaciones Biotecnológicas

1. Antecedentes

   Durante los últimos 25 años se viene investigando intensivamente en la utilidad de diversos microorganismos tales como Trichoderma sp. Bacillus sp. Aspergillus sp. Pseudomonas sp. para aumentar la eficacia de los tratamientos, reduciendo las peligrosas contraindicaciones derivadas del control de distintas patologías vegetales tales como:
Armillaria spp., Botrytis cinerea, Colletotrichum gloeosporioides, Cylindrocladium scoparium, Fusarium oxysporum (Fusariosis), Macrophomina phaseolina. (Mildiu), (Oidio), Phytophthora infestans, Phytophthora spp., Pythium spp., Rhizoctonia solana, Rosellinia necatrix, Verticillium dahliae (Verticiliosis).
   Con esta nueva estrategia se reducirían sensiblemente el empleo abusivo de pesticidas químicos, y con ello el gran impacto medioambiental que estos productos ocasionan, y las peligrosas consecuencias para la salud humanas derivadas de la exposición a estas sustancias.

   De todos los microorganismos mencionados, es el género Trichoderma el más ampliamente utilizado debido a los siguientes motivos:

Gran versatilidad, gracias a su triple acción: Biopesticida, Biofertilizante y Bioestimulante.
Gran adaptación y supervivencia a las diversas condiciones edafológicas de los suelos de destino.
Sencillez en su manipulación y multiplicación biotecnológica.

2. Que es Trichoderma

   Trichoderma sp. es un hongo perteneciente a la subdivisión Deuteromicete que se caracterizan por no presentar un estado sexual determinado. Se encuentra representado en un número importante de suelos naturales, tanto de origen forestal, como de otros substratos orgánicos cuyo componente principal sea la lignina o la celulosa.
   Trichoderma sp. ha evolucionado en la naturaleza hacia esta estrategia nutricional donde la competencia con otros microorganismos es muy escasa, si bien tiene sus limitaciones en momentos puntuales, donde existan muchos nutrientes presentes en el suelo, ya que puede verse desplazado por los denominados microorganismos oportunistas, con una capacidad de multiplicación más rápida con respecto a Trichoderma sp.
   Su desarrollo se ve favorecido por la presencia de altas densidades de raíces, las cuales, son colonizadas rápidamente por estos microorganismos.
   La utilización de Trichoderma sp., siempre que esta se haga de forma correcta, conlleva una clara disminución de la necesidad de tratar con plaguicidas, fertilizantes o compuestos de origen químico, cuyos efectos negativos sobre la calidad medioambiental y la salud humana, están ampliamente demostrados por diversos estudios científicos.
   El género Trichoderma cuenta con más de 30 especies diferentes, más de 100 subespecies, de las cuales más de 400 cepas, están depositadas en organismos oficiales como la CECT (Colección Española de Cultivos Tipo); en Europa, la ECCO (European Culture Colection Organization) o en EEUU la ATCC (American Type Cultivo Colection).
   Las especies de Trichoderma más ampliamente representadas, dada sus cualidades son: Trichoderma hamatum, Trichoderma harzianum, Trichoderma koningii, Trichoderma pubescens, Trichoderma reesei, Trichoderma virens y Trichoderma viride. 
  Trichoderma sp. es un género microbiano caracterizado por estar ampliamente adaptado a todo tipo de hábitat, encontrándose cepas o aislados de Trichoderma sp. en ambientes muy diversos. Si bien tiene unas condiciones óptimas de crecimiento que cuando no se dan tiene la capacidad de crear formas latentes o de resistencia denominadas clamidosporas. La variabilidad genética presente en este género hace difícil el establecimiento de unas condiciones de crecimiento óptimas, variando esta en función de la especie e incluso de la subespecie en estudio. Las condiciones adecuadas para el género Trichoderma son las siguientes:

1. La temperatura de crecimiento óptima es de 25ºC, si bien el rango de crecimiento está entre 15º y 35ºC. Por debajo o encima de esta temperatura, Trichoderma sp. se caracteriza por producir formas de resistencia.
2. Las condiciones de humedad adecuadas están entorno al 70% de la capacidad de retención hídrica, si bien es capaz de crecer entre el 20% el 80%.
3. Es un microorganismo anaerobio facultativo. lo que le confiere la capacidad de actuar tanto en condiciones de aerobiosis (suelos muy porosos), cuyas condiciones son óptimas para su crecimiento, si bien también puede crecer en medios con elevada actividad microbiana, puntualmente deficientes en oxigeno.
4. El pH adecuado para el desarrollo de Trichoderma sp. se sitúa entre 6 y 6,5, si bien pueden vivir en rangos superiores, pues la mayor parte de las especies de Trichoderma tienen la capacidad de acidificar el pH de su entorno edafológico mediante la liberación de ácidos orgánicos.
5. La fuente de carbono principal para su desarrollo metabólico es la celulosa o lignocelulosa.
6. El contenido en nitrógeno en suelo es un factor limitante, siendo la dosis adecuada el de 100 mg. N por kg. de suelo, pudiendo sobrevivir en concentraciones menores. La forma que mejor asimila el nitrógeno es en forma orgánica, aunque también tolera la forma mineral como es la amoniacal, no tolerando la presencia de nitrógeno nítrico.
7. El contenido en fósforo varía según la especie, estando entorno a 2 mg. P por kg. de suelo. Este microorganismo tiene la capacidad de asimilar nitrógeno mineral en forma de fosfato, si bien también puede mineralizarlo de formas orgánicas, facilitando su absorción por parte de la planta.
8. El contenido en micro nutrientes y oligoelementos son necesarios para el crecimiento de Trichoderma sp., si bien no necesita de aportes adicionales pues estos se encuentran suficientemente representados en el suelo.
9. En general Trichoderma sp. es tolerante a la aplicación de pesticidas químicos, aunque su crecimiento se ve reducido por los metales pesados presentes en los citados pesticidas.
10. La presencia en el medio a inocular de una elevada actividad microbiana dificulta también el establecimiento y supervivencia de Trichoderma sp.

     

 

3. Mitos y Falsas Expectativas del Uso de Trichoderma

Las principales causas que limitan la eficacia de Trichoderma sp. son:
Información incorrecta en las recomendaciones del preparado comercial. (Sobre valoración del amplio espectro)
Alteración de las condiciones del preparado comercial por una manipulación deficiente del personal comercial, distribuidor o usuario final. (Alteración de las condiciones físicas o por Mezclar indebidamente con productos fitosanitarios)
Mala aplicación del preparado comercial por el usuario final. (Variación de las condiciones “in vitro-in vivo”, Bajo porcentaje de concentración o por Aplicación a un árbol enfermo)

Mecanismos de Acción de Trichoderma sp. como Biopesticida

   La utilización de Trichoderma sp. como biopesticida, destacando sus propiedades como fungicida biológico (Foto 1). Su modo de acción es variable dependiendo de la especie y las condiciones, siendo estas: antibiosis, micoparasitismo, competencia, e hipovirulencia.

   La eficacia de estas cepas para actuar como biopesticida, depende de multitud de variables tales como lugar de aislamiento, lugar de aplicación, fin para los que se destine, etc. El Grupo de Investigación liderado por el Dr. José Antonio Pascual (CEBAS-CSIC) cifra la viabilidad de actuación frente a fitopatógenos en torno al 10-20%, dato obtenido a partir de ensayos “in vitro” frente a distintos microorganismos patógenos. (Foto 2)

   Existen varios mecanismos demostrados de actuación de Trichoderma sp. frente a microorganismos patógenos, como son:
A. MICOPARASISTISMO: debido a estímulos quimiotrópicos, producidos por el patógeno, las hifas de Trichoderma sp. crecen hasta ponerse en contacto con el patógeno. Una vez que ambos microorganismos se han puesto en contacto, las hifas de Trichoderma sp. se enrollan alrededor de las del patógeno o se le adhieren por medio de estructuras especializadas. Posteriormente a estas interacciones el micoparásito penetra en el micelio del patógeno, degradando, aparentemente, de manera parcial su pared celular (Foto 2).

 

   En el micoparasitismo son varias las enzimas producidas por Trichoderma sp. capaces de hidrolizar las paredes celulares de numerosos hongos. Estas enzimas son inducidas por los diferentes polímeros componentes de la pared de los hongos diana u objetivo.
   Este proceso puede ser dividido en cuatro fases principales:

1. CRECIMIENTO QUIMIOTRÓFICO: Los exudados del patógeno atraen a Trichoderma sp.                            
2. RECONOCIMIENTO: Algunos aislamientos de Trichoderma sp. son específicos a algunos fitopatógenos, y es en esta etapa donde el fenómeno de especificidad de ataque se define.
3. PENETRACIÓN: Una vez que Trichoderma sp. ha reconocido al patógeno lo envuelve y se adhiere a las hifas cubriéndolo totalmente. Las hifas de Trichoderma sp. penetran en las del patógeno engrosándolas y produciendo austorios, a la vez que provoca la desorganización del contenido celular.                                                                                                                          
4. SECRECIÓN: El paso final es la degradación de la pared celular del hongo fitopatógeno por medio de la producción y secreción de enzimas micolíticas.
5. LISIS: Algunos resultados que apoyan esta hipótesis han mostrado que Trichoderma sp. produce extracelularmente una serie de sustancias que dan lugar a la lisis de la pared celular del huésped en los puntos de interacción con el antagonista, a la vez, provocando su rápida desintegración.
B. ANTIBIOSIS: Esta ocurre cuando hay producción de metabolitos tóxicos o antibióticos, ya sean de naturaleza volátil o no volátil, de un organismo con acción directa sobre otro. No obstante para este hongo en particular la producción de metabolitos está fuertemente ligada a la producción de enzimas propias del proceso de micoparasitismo. Por otra parte, está bien establecido que los enzimas hidrolíticos de la pared celular tiene un efecto sinérgico con los antibióticos, siendo la acción antifúngica de ambos compuestos muy superior a la de cualquiera de ellos por separado (Foto 3). Algunas de las especies de Trichoderma sp. se caracterizan por presentar una alta producción de sustancias gaseosas de origen antibiostatico con un pronunciado aroma a coco.
C. COMPETENCIA: Un factor esencial para que exista competencia es la escasez o limitación de algún elemento esencial. Principalmente se produce una competencia directa por el espacio y los nutrientes entre el microorganismo antagonista y el patógeno. En algunos casos Trichoderma sp. actúa sobre algunos patógenos debido a su capacidad de colonizar rápidamente el sustrato. La zona colonizada por Trichoderma sp. no podrá ser ocupada por ningún patógeno.
D. RESISTENCIA INDUCIDA: Cuando Trichoderma sp. entra en contacto con la planta activa su sistema de defensa, fundamentalmente por inducción de su sistema enzimático oxidativo, preparando a la planta frente a los posibles ataque de patógenos.
Los mecanismos de acción anteriormente expuestos no son excluyentes, sino que actúan de forma sinérgica en el control de patógenos. La importancia relativa de cada uno de ellos depende del sistema antagonista-patógeno que se esté estudiando, ya que no todas las cepas de Trichoderma sp. presentan la misma capacidad antagónica frente a un patógeno determinado, por lo que a la hora de crear un producto biotecnológico a partir de Trichoderma sp. se debe de conocer frente a que patógeno o grupo de patógenos se quiere utilizar, eligiendo aquellos más adecuados.

5. Otras Propiedades de Trichoderma sp.

   Como hemos comentado anteriormente, el principal uso biotecnológico de Trichoderma sp. es el control biológico de enfermedades, si bien existen otros que también pueden ser de utilidad y que a continuación se comentan:
A. PROMOCIÓN DEL DESARROLLO VEGETATIVO: Durante muchos años ha sido conocida la habilidad de estos hongos para incrementar la tasa de crecimiento y desarrollo vegetal. Trichoderma sp. actúa como bioestimulante del crecimiento radicular, pues promueve el desarrollo de raíces debido a la secreción de fitohormonas, lo que permite, debido al incremento de masa radicular, una mejor asimilación de nutrientes y de humedad, aumentando la resistencia frente a situaciones de estrés biótico.
B. FACILITA LA SOLUBILIZACIÓN Y ABSORCIÓN DE NUTRIENTES: Trichoderma sp. necesita para desarrollar su metabolismo fuentes de carbono difícilmente biodegradables  como ligninas y celulosas. Por ello es capaz de movilizar nutrientes del suelo mediante excreción de enzimas extracelulares que transforman compuestos nitrogenados orgánicos en inorgánicos, fundamentalmente amonio, compuestos fosforados orgánicos en fósforo inorgánico, etc. Esta solubilización de nutrientes, permite al árbol utilizar parte de estos, aumentando su salubridad y resistencia al ataque de microorganismos patógenos.
C. BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS: Trichoderma sp. es capaz de degradar compuestos órgano clorados, cloro fenoles, y otros insecticidas como el DDT, endosulfán, pentacloronitrobenceno, aldrin y dieldrin, además de herbicidas como trifluralin y glifosato. Este hongo posee enzimas que ayudan a la degradación inicial del material vegetal y por último enzimas de mayor especialización que contribuyen a la simplificación de moléculas complejas como pesticidas.
D. ACTIVIDAD INDUSTRIAL: Trichoderma sp. es un productor eficiente de muchas enzimas extracelulares, se emplea comercialmente para la producción de celulasas y otras enzimas que degradan polisacáridos complejos. Son usadas con frecuencia en la industria textil y alimenticia para estos propósitos. Por ejemplo, las celulasas se utilizan en el proceso de prelavado de las telas de jeans para conferir con mayor facilidad la textura de desteñido. También forman parte de alimento para aves con el fin de incrementar le digestión de las hemicelulosas de la cebada y otros cereales. En la industria panificadora se utiliza para potenciar el uso de las levaduras.

6. Aplicaciones Biotecnológicas

   Trichoderma sp. agrupa diversas especies y cada una de ellas presenta una afinidad distinta frente a determinados hongos fitopatógenos, de igual forma, requieren diferentes condiciones ambientales. Cuando el hongo antagónico se encuentra en un medio favorable puede actuar de forma rápida y eficaz, en casos donde las condiciones no son las óptimas, Trichoderma sp. requiere un periodo de adaptación para mostrar su potencial como controlador. Por  tanto, parece lógico y necesario, el conocer la especie, subespecie e incluso la cepa que se pretende inocular, con el fin de saber, a priori, si esta va a reunir las condiciones para el fin que se le pretende exigir. En este punto, cabe incidir que es muy importante que el manipulador biotecnólogo sepa exactamente las especificaciones de su cepa y recomiende su uso para aquello que haya sido testado. El Grupo de investigación del CEBAS-CSIC, ha identificado este como uno de los problemas básicos que tiene la comercialización de preparados a base de Trichoderma, la cual se pretende que sea la solución para todos los problemas del cultivo, puede darse el caso que la cepa que se comercializa no sea eficiente, dada la variabilidad genética existente no solo dentro del género, sino a nivel de especie, subespecie y cepa, como se ha comprobado en numerosas investigaciones.
   Trichoderma sp. posee resistencia innata a la mayoría de los productos fitosanitarios, incluyendo a los funguicidas. Sin embargo, el nivel de resistencia difiere entre cepas. 
   Trichoderma sp. también se utiliza con frecuencia para el control de patógenos radiculares, a través de su aplicación en combinación con enmiendas orgánicas. Con lo que, además de mejorar la calidad del suelo, debido a su carga orgánica, nutricional y microbiológica, se consigue dar al compost la capacidad de actuar como bioplaguicida, bioestimulante y biofertilizante.
   Existen diferentes formulaciones en el mercado de Trichoderma sp. que se presentan en gránulos, polvos mojables o como recubrimiento de semillas. Este tipo de formulaciones son realizadas con aislamientos de Trichoderma sp. competentes, los cuales son capaces de colonizar totalmente las raíces del cultivo, confiriéndole a la planta una mayor resistencia ante el ataque de determinados hongos fitopatógenos.
   Para uso comercial, el material seco es el preferido por la importancia del peso y la fácil manipulación de los productos durante la comercialización. Las hifas son poco resistentes al secado, por lo que estos productos contienen principalmente conidias y clamidosporas, presentándose en:

1. FORMULACIONES SÓLIDAS: Utilizan como soporte de inoculación sustancias adhesivas, como la goma arábiga o carboximetilcelulosa especialmente recomendadas para la inoculación de semillas, también se pueden utilizar arcillas o mezclas compuestas por nutrientes y compuestos estructurantes. En el mercado se pueden encontrar las siguientes formulaciones:
POLVOS MOJABLES: Que se pueden aplicar por aspersión a la parte aérea de la planta o a través del sistema de riego.
-Ventajas: fácil almacenamiento, transporte y manejo, menos peligro de absorción por la piel y los ojos en el momento de aplicación.
-Inconvenientes: requieren de una agitación constante. Existe un riesgo potencial por inhalación.
POLVO SECO:
-Ventajas: No necesita ser diluido antes de utilizarlo.
-Inconvenientes: riesgo de inhalación o adhesión a la piel.
CAPSULAS: Una de las sustancias más utilizadas es el alginato sódico, ya que debido a sus características permite generar gránulos de alginato con un alto contenido de unidades formadoras de colonias de Trichoderma sp.
-Ventajas: se produce una liberación gradual del microorganismo.
-Inconvenientes: la agitación del producto antes de su aplicación debe ser constante.
GRÁNULOS: Se aplican directamente al sustrato.
-Ventajas: dosificación más fácil, reducción de la cantidad de producto adherido a los envases y menos riesgos para los operarios que se encargan de su aplicación.
-Inconvenientes: liberación lenta del microorganismo.

2. FORMULACIONES LÍQUIDAS: Adecuadas para aplicarlas mediante pulverizaciones a la parte aérea de la planta, o directamente al sustrato a través del sistema de riego.