Científicos explican cómo algunas bacterias podrían incrementar la agresividad de una plaga de los cereales

Investigadores de la Universidad de Talca estudian a las bacterias endosimbiontes de pulgones de los cereales tratando de encontrar nuevas estrategias de control

Los pulgones son importantes insectos plaga de cultivos agrícolas como los cereales. Son insectos pequeños de no más 5mm que forman colonias sobre el trigo, cebada y avena, entre otros, que se alimentan a través de un estilete que les permite chupar la savia de las plantas y transmitir virus fitopatogénicos.

Por otra parte, los endosimbiontes son microorganismos bacterianos o fúngicos conocidos por tener una relación mutualista cercana, interna y continua con su hospedero. En los pulgones existe un simbionte obligado, la bacteria uchnera aphidicola, la que es indispensable debido a que provee de aminoácidos esenciales que los pulgones no pueden obtener de las plantas; pero además, los pulgones pueden llevar distintas especies de bacterias endosimbiontes facultativas, cuyos efectos pueden ser beneficiosos para los pulgones, tales como capacidades para enfrentar mejor cambios ambientales, para cambiarse de planta y para protegerse de enemigos naturales.

La bióloga Daniela Sepúlveda, quien es candidata a Doctora en Ciencias Agrarias de la Universidad de Talca y Magíster en Genética, ha concentrado sus estudios de postgrado en los pulgones de cereales, particularmente investigando a las bacterias endosimbiontes y cómo estas serían en parte responsables de que los pulgones hayan invadido grandes extensiones geográficas en nuestro país.

La Dra. (c) Sepúlveda explica que “un aspecto bastante novedoso es el rol que cumplen los endosimbiontes de pulgones modificando rasgos agronómicamente relevantes de estas plagas, por ejemplo, entregándoles protección contra avispas parasitoides que son usadas como controladores biológicos”. Además, detalla que “la de los pulgones tiene relevancia respecto a la tolerancia al estrés térmico, por lo que se podrían anticipar brotes de poblaciones de estos insectos, y sus negativas consecuencias económicas sobre la agricultura, bajo un escenario de Cambio Climático”.

El estudio comenzó identificando la diversidad de especies de bacterias endosimbiontes presentes en las poblaciones de pulgones de cereales en Chile, lo cual permitió un primer reporte respecto a que Regiella insecticola y Hamiltonella defensa son las bacterias endosimbiontes facultativas más frecuentes, las que se transmiten principalmente por vía materna. Era fundamental comenzar con ese estudio para conocer qué tipo de rasgos en los pulgones podrían ser modificados por las bacterias, ya que se sabe que R. insecticola puede incrementar la tolerancia térmica, mientras que H. defensa está involucrada en protección contra el parasitismo, comentó la experta.

Con el estudio se logró determinar una fuerte variación geográfica respecto a la frecuencia de infecciones con endosimbiontes para el pulgón del grano Sitobion avenae. Por ejemplo, en la Región del Maule se observó una alta frecuencia de la bacteria R. insecticola, mientras que, en la Región de Los Ríos, el endosimbionte predominante fue H. defensa. Esto podría interpretarse en términos de variación climática entre regiones.

En Chile el control biológico de los pulgones de cereales ha sido bastante eficiente desde fines de los años 70s, cuando el SAG introdujo parasitoides desde Europa como parte de un plan de manejo. Si el equilibrio actual entre las poblaciones de pulgones y sus parasitoides se rompiera a consecuencia de, por ejemplo, el Cambio Climático, entonces aumentaría el riesgo de súbitos incrementos de esta plaga, lo que obligaría al uso de insecticidas sintéticos y todo lo que esto conlleva respecto a sus efectos no deseados.

Se muestrearon cuatro especies de pulgones de cereales en dos zonas geográficas, en la Región del Maule y en la Región de los Ríos. Las especies incluidas en el estudio fueron el pulgón del grano o también conocido como pulgón de la espiga (Sitobion avenae), el pulgón verde de los cereales (Schizaphis graminum), el pulgón ruso del trigo (Diuraphis noxia) y el pulgón amarillo de los cereales (Metopolophium dirhodum). La identificación de las bacterias endosimbiontes se realizó mediante el uso marcadores genéticos que permiten generar marcas diagnósticas específicas para cada especie bacteriana presente dentro de un pulgón individual.

Se trata de una investigación financiada por Fondecyt liderada por el Dr. Christian Figueroa, académico e investigador del Instituto de Ciencias Biológicas de la Universidad de Talca (UTAL), quien en colaboración con investigadores de la Universidad de Chile y del Institut National de la Recherche Agronomique de Francia, buscan descifrar los mecanismos que expliquen el éxito de las plagas invasoras de los agroecosistemas y desarrollar biopesticidas basados en bacterias.