biología de hongos entomopatógenos
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Roberto Montesinos Matías
Colección de Hongos Entomopatógenos del CNRCB
12 de junio del 2017
Biología de hongos entomopatógenos
Mosca del vinagre de alas manchadas
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Escenario de riesgo 1,274 plagas reglamentadas Grupo
epidemiológico Número
Insectos 405
Hongos 370
Virus 156
Malezas 111
Bacterias 97
Nematodos 43
Ácaros 27
Cromistas 27
Mollicutes 18
Viroides 16
Moluscos 3
Protozoo 3
Alga 1
57 tratados comerciales
1,000 plagas reglamentadas están AUSENTES http://sinavef.senasica.gob.mx/SIIVEF/PlagasBajoVigilancia.aspx
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FACTORES QUE PONEN
RIESGO LA SEGURIDAD
ALIMENTARIA
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PLAGAS REGLAMENTADAS EN MÉXICO
Fuente: SINAVEF
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2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
38
30 30
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29
35
Estados No. de Plagas vigiladas
Plagas bajo vigilancia activa
http://sinavef.senasica.gob.mx/SIRVEF/
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Plaga presente en México, sujeto a Control Oficial (NIMF No. 8)
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Drosophila suzukii: impacto
PERDIDAS
• Cerezas, 26-100%, a nivel mundial
• Mora azul, la plaga más importante
• E.U.A. 80 % daño en cerezas, 40% en mora azul y 70 % otras especies de moras
• Mexico, cultivos, huesped, cereza, fresa, zarzamora, uva, arándano, frambuesa, hospedants secundarios manzano, durazno y tomate
Área: Vigilancia Epidemiológica Fitosanitaria Código EPPO: DROSSU Fecha de actualización: Agosto, 2017
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Hospedantes y distribución nacional
>Rango de hospedantes: 13 familias botánicas
> Hospedantes primarios:
epicarpio y pulpa suave
• Mayor densidad de hospedantes: BC, Sonora, Zacatecas y Michoacán
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Ciclo completo
Máxima actividad de adultos es a 20°C Se detiene por arriba de 30 °C
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Síntomas y daños • Las larvas ocasionan el
principal daño, se caracteriza por la presencia de zonas suaves y hundidas en los frutos, lo que favorece que otras plagas y patógenos oportunistas, provoquen daños mas severos, afectando la caldad del fruto
Dispersión: La dispersión de adultos de D. suzukii, se debe principalmente a las actividades humanas, turismo, y el comercio internacional, y no a la capacidad natural de vuelo que posee el insecto.
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Medidas fitosanitarias • Control Cultural
– Remoción y destrucción de frutos infestados (maduros, sobremaduros y podridos), sirven como hospedantes de la plaga
– Vigilar cuando en la cercanía hay cultivos susceptibles en etapa de fructificación
• Control químico
– Varios productos con diferentes modos de acción
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• Control Biológico
– Familia de parasitoides que atacan a especies de Drosophila spp.
– Depredadores, Orius insidiosus y Dalotia coriaria
– Nemátodos entomopatógenos, Heterorhabditis bacteriophora, Steinernema feltiae y S. carpocapsae
– Hongos entomopatógenos, Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Paecilomyces fumosoroseus
Medidas fitosanitarias
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HONGOS ENTOMOPATÓGENOS
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ORGANISMOS ENTOMOPATÓGENOS
1650 especies de virus
100 especies de bacterias
750-1000 especies de
hongos en 100 géneros
300 protozoos
30 familias Nematodos, 7
familias con potencial
bioinsecticida
Candas (2002), de Faria y Wraight (2007) ,
Khachatourians, (2009), Vega et al. (2012)
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Growth in microbial pesticides could reach 3% of the pesticide market. European legislation to restrict residue levels of most synthetic chemical pesticides. These regulations are increasingly requiring farmers growing horticultural produce for sale in the European Union (EU) to drastically reduce use of conventional broad spectrum chemical pesticides. Of the several commercially produced MCAs, Bacillus thuringiensis has the majority of market share.
Mercado mundial de biopesticidas
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ORGANISMOS ENTOMOPATÓGENOS
1650 especies de virus
100 especies de bacterias
750-1000 especies de
hongos en 100 géneros
300 protozoos
30 familias Nematodos,
7 familias con potencial
bioinsecticida,
Candas (2002), de Faria y Wraight (2007) ,
Khachatourians, (2009), Vega et al. (2012)
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PATOLOGIA DE INSECTOS
Entomología económica
Control Biológico
Morfología
Fisiología
Ecología
Taxonomía
Histología
Entomología médica
Genética Microbiología Biotecnología
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VÍAS DE INFECCIÓN EP
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Saprobios
Facultativos (endófitos)
Materia orgánica en descomposición
Scully y Bidochka (2005)
Comportamientos de desarrollo:
Hongo generalistas Beauveria y Metarhizium: Host-chifts
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Patógeno Obligado:
Entomophthorales
Entomophthora muscae
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Ciclo epizóotico
-Población del patógeno -Población del hospedero -Transmisibilidad -Ambiente
Componentes epizootia:
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Desarrollo de la enfermedad
Kaya y Vega (2012)
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Ciclo de infección
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Generación de tecnología para el control biológico
EVALUACIÓN DE CAMPO
EXPLORACIÓN
PRUEBAS DE BIOSEGURIDAD
SELECCIÓN DE CEPAS
EVALUACIÓN EQUIPOS DE APLICACIÓN
EVALUACIÓN DE FORMULACIÓN
EVALUACION DE RENDIMIENTO DE
PRODUCCIÓN
GENERACIÓN DE TECNOLOGÍA HE
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Accesiones, Enero de 2017
40 60
145
198
231 258 267
328 320 312 308 300
351
390
442
585 600
0
100
200
300
400
500
600
700
91 92 94 96 98 00 02 04 06 08 10 12 13 14 15 16 17
No
. de
ais
lad
os
año
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Beauveria, 38.00
Metharhizium, 36.67 Isaria, 6.24
Hirsutella, 5.48
Lecanicillium, 1.51
Aschersonia, 0.76
Purpureocillium, 0.19
Enthomopthora, 0.19
Cordyceps, 0.19
Acanthomyces, 0.19
Gibellula, 0.19
Otros,10.40
PORCENTAJE DE AISLADOS QUE CONFORMAN LA COLECCIÓN DE HONGOS ENTOMOPATÓGENOS DEL CNRCB
ARSEF
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Isaria
Ataca ninfas y adultos, con apariencia polvosa de color grisáceo, los adultos en posición de alimentación, con el abdomen cubierto por el hongo, en ninfas el desarrollo fue en la parte ventral, los insectos infectados no está firmemente adheridos al sustrato Presentaron célula conidiógena en forma de fiálide, con la porción basal ensanchada con cuello distintivo y conidios de forma cilíndrica a fusiforme en cadenas.
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Características
Conidióforos formando sinemas que forma
racimos verticilados o irregulares de
conidióforos. Célula conidiogena en forma de
fiálide con la porción basal ensanchada con
cuello distintivo. Conidios en cadena basipeta
Isaria
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Beauveria
Adultos con apariencia polvosa y de coloración que va de blanco o amarillo cremoso
Con estructuras reproductivas típicas del género, célula conidiógena con la base globosa en forma de botella, con un adelgazamiento en la parte superior formando un esterigma curveado en forma de zig-zag que se extiende apicalmente con un conidio por dentículo
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Metarhizium
![Page 32: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/32.jpg)
Proceso de infección
![Page 33: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/33.jpg)
Desarrollo de la enfermedad
Kaya y Vega (2012)
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conidio
Clavija
conidio
Clavija
Penetración cutícula
Perforación:
liberación de
hidrolasas
Hidrofobicidad
Germinación
Proteasas,
Pr1
Quitinasas
NAG
Presión ↑
79 Atm
Trehalosa (1-2 %)
Conidios Apresorios Epicutícula
Procutícula
Clavijas de Penetración
Epidermis
Hemolinf
a
Blastosporas
Tomas y Read (2007)
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Complejo Proteolítico
conidio
Clavija de conidio
conidio
Clavija de conidio
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Endoquitinasas
Exoquitinasas
N-Acetilglucosaminidasas
Quitina
Seidl (2008)
Conformaciones de la quitina
Artrópodos y hongos
Complejo de quitinasas
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• Rápida germinación
• Tasa alta de invasividad y esporulación
• Enzimas que facilitan la penetración hospedero
• Productos de genes que inactivan las defensas del huésped
• Toxinas (favorecen proceso infectivo)
Khachatourians, G. G., & Qazi, S. S. (2008)
Factores de virulencia:
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Metabolitos secundarios
![Page 39: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/39.jpg)
Metabolitos primarios
• Esenciales para el crecimiento
– aa
– proteínas
– Nucleótidos
– carbohidratos
Metabolitos secundarios
• No son esenciales crecimiento
• Propiedades medicinales para humanos (antibióticos)
• Tóxicos (micotoxinas-aflatoxinas)
HE producen diversos metabolitos secundarios
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Clasificación Metabolito secundario Hongos
No peptídicas
Oospereína B. tenella
Tenellina B. bassiana
Bassianina B. bassiana
Ácido oxálico B. bassiana
Ácido dipicolínico B. bassiana, Lecanicillium
spp.
Paecilomicinas Isaria tenuipes
Péptidos lineales Leucinostinas Isaria spp.
Efrapeptinas B. geodes
Peptídicas cíclicas
Beuvericina B. bassiana
Destruxinas Metarhizium spp.
![Page 41: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/41.jpg)
Respuesta inmune del insecto a la infección
![Page 42: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/42.jpg)
Peptidoglucanos
Β-1,3- glucanos
Especies reactivas de oxigeno
Lipopolisacáridos
Fagocitosis
Reconocimiento
Factores de opsonización
Péptidos antimicrobianos
Proteasas serin tripsina/serpinas
Coagulación
Encapsulación
Melanización
Modelo
Moléculas no propias
Melanization appears to be important in defense reactions of insects through its action in wound healing and pathogen sequestration.
![Page 43: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/43.jpg)
Rápido Lento
Específico
No específico
Inducido
Péptidos antimicrobianos
Lisozimas
Desprendimiento de células
Moléculas citotóxicas
Formación
de nódulos
Inducción en todo el sistema
de cascada de proFO
Encapsulación
Constitutivo
Inducción local en
cascada de proFO
Fagocitosis
Actividad FO
a fondo
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Factores ambientales que influyen en la estabilidad
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Modificado de Roy et al. (2010)
CONTEXTO TRITROFICO
Persistencia fúngica y contacto con el huésped: 1.- Cualidades de la superficie de la planta y microclimas 2.- Influencia de la planta en el
comportamiento del insecto
Germinación y penetración HE: 1.- Calidad de la cutícula; 2.- Ambiente físico; 3.- Substancias volátiles de la
planta (factores inhibitorios)
Resistencia del huésped y replicación fúngica: 1.- Factores inmunológicos
Temperatura
I. I. fumosorosea (20-30 °C)
II. B. bassiana (25-28°C)
III. Metarhizium (>30)
Radiación ultravioleta (UVB 280-315 nm)
DNA, proteína, lípidos
Membranas
-Disminuye la virulencia
-Retrasa la germinación
Humedad
Alta humedad →infección exitosa
Microclimas que rodea el conidio
en la cutícula
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![Page 47: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/47.jpg)
Importancia de determinación de los parámetros de control de calidad
![Page 48: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/48.jpg)
Hospedero
Huésped
Fernando Tamayo
![Page 49: Biología de hongos entomopatógenos](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022012806/61bd3dbd61276e740b10c6c1/html5/thumbnails/49.jpg)
Ciclo completo
Etapas susceptibles de ataque por hongos
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1) Los insectos plaga, son susceptibles a enfermedad por mo´s.
2) Las enfermedades son contagiosas en la naturaleza.
3) La manifestación de epizootias en el campo ocurre de manera natural.
4) Los insectos sirven como hospederos naturales de ciertas especies de hongos.
5) Los agentes de enfermedad pueden transmitirla de individuos sanos a enfermos.
6) Los microorganismos pueden ser producidos industrialmente para luego ser dispersados, inducir epizootias artificiales.
RESUMEN
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[email protected], [email protected]
Centro Nacional de Referencia de Control Biológico Colección de Hongos Entomopatogenos
CNRF-DGSV-SENASICA
GRACIAS!!
?
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Transferencia de tecnología