Selección de cepas nativas de los hongos entomopatógenos Beauveria y Metarhizium para control biológico de hormigas cortadoras en plantaciones forestales de interés en la provincia de Misiones

Abstract

Las principales actividades económicas de la provincia de Misiones son la agricultura y la actividad foresto-industrial. En Misiones las hormigas cortadoras de hojas (Acromyrmex y Atta) constituyen los principales insectos plaga en plantaciones de pinos y eucaliptos. La agricultura tradicional emplea para el control de plagas grandes cantidades de pesticidas químicos, en detrimento del ambiente, de insectos beneficiosos e incluso de la salud humana. Actualmente estas prácticas están siendo orientadas hacia una agricultura sustentable, favoreciendo la búsqueda de nuevos compuestos de origen natural con actividad plaguicida. Una alternativa innovadora es el control biológico de insectos que emplea agentes biocontroladores como los hongos entomopatógenos. Las cepas fúngicas mejor estudiadas pertenecen a los géneros Beauveria y Metarhizium que pueden presentar cualidades como alta entomopatogenicidad, facilidad de multiplicación masiva y adecuada diversidad genética. Los objetivos del presente trabajo fueron aislar y caracterizar cepas nativas de hongos entomopatógenos pertenecientes a los géneros Beauveria y Metarhizium a partir de suelos e insectos parasitados de la provincia de Misiones y evaluar su capacidad de actuar como biocontroladores de hormigas cortadoras de hojas. A partir de más de 100 muestras de insectos y suelos de plantaciones agrícolas y forestales se aislaron cepas de hongos entomopatógenos pertenecientes a los géneros Beauveria (3 cepas) y Metarhizium (2 cepas). La caracterización morfológica permitió identificar a estas cepas fúngicas como pertenecientes a las especies B. bassiana y M. anisopliae. La contrastación con las bases de datos moleculares permitió corroborar la identificación de estas especies. Con el fin de lograr obtener un posible producto biológico controlador de hormigas cortadoras de hojas, se realizaron pruebas de entomopatogenicidad de las cepas aisladas. Se compararon los perfiles de Tiempo Letal TL50% y TL90% y Concentración Letal CL50% y CL90% entre todas las cepas. Se observó que en un máximo de 5 días todas las cepas fúngicas producían la mortandad de la mitad de las hormigas cortadoras tratadas. Además, se determinó que una concentración de 106 esporas/mL es adecuada para lograr la mortandad de la mitad de las hormigas cortadoras de hojas en un periodo corto de tiempo. Estos resultados permitieron concluir que las cepas nativas obtenidas en este estudio, presentaron un alto grado de virulencia contra hormigas cortadoras de hojas en condiciones de laboratorio y serían potencialmente viables para evaluar en pruebas a campo. Por tal motivo, se seleccionó una cepa nativa de cada género fúngico para la elaboración de un formulado biológico. Para iniciar los estudios de validación se identificaron nidos de hormigas cortadoras de hojas en parcelas de pino y eucalipto. Estos nidos fueron tratados con el producto biológico, registrándose la actividad de los nidos antes y después de la aplicación del formulado. Estos resultados preliminares mostraron que el formulado biológico podría ser empleado de manera promisoria para el control biológico de hormigas cortadoras de hojas de los géneros Acromyrmex y Atta. Será un desafío posterior, alcanzar la transferencia final de estos resultados para lograr un formulado comercial.

Agriculture and forest industry are the main economic activities of the province of Misiones. In Misiones leaf-cutting ants (Atta and Acromyrmex) are the main insect pest of pine and eucalyptus crops. Traditional farming for pest control uses large amounts of chemical pesticides that could affect negatively the environment, beneficial insects and even human health. Currently these practices are changing to a sustainable agriculture, encouraging the search for new naturally occurring compounds with pesticidal activity. An innovative alternative is the biological control of pest insects using entomopathogenic fungi as biocontrol agents. The best-studied fungal strains belong to the genera Beauveria and Metarhizium that can show high entomopathogenic activities, ease of mass multiplication and an adequate genetic diversity. The objectives of this study were to isolate and characterize native strains of entomopathogenic fungi belonging to the genera Beauveria and Metarhizium from soils and parasitized insects of the province of Misiones and evaluate their ability to control leaf-cutting ants. More than 100 samples of insects and soils from crops of Misiones were processed and three strains of the entomopathogenic fungi Beauveria and two strains Metarhizium were isolated. These fungal strains were morphologically and molecularly identified as B. bassiana and M. anisopliae. In order to achieve a possible biological product to control leaf-cutting ants, pathogenicity tests of the strains against leaf-cutting ants were done. The Lethal Concentration and Lethal Time of the entomopathogens were assessed and compared. It was observed that in a maximum of five days all fungal strains produced the mortality of more than a half of the leaf-cutting ants treated. In addition, in these laboratory tests it was determined that a concentration of 106 spores / mL could be enough to achieve the mortality of half of the leaf-cutting ants treated in a short period of time. We concluded that the native strains of the entomopathogenic fungi isolated in this study showed a high degree of virulence against leaf-cutting ants under laboratory conditions. One strain of B. bassiana and one strain of M. anisopliae were selected to be evaluated in field trials against leaf-cutting ants. Preliminary field validation studies were done on nests of leaf-cutting ants on plots of pine and eucalyptus. These nests were treated with the biological product and the activity of the nests was recorded before and after application of the formulation. The preliminary results showed that the biological product promising affected the activity of the nests. So the biological product could be used against nests of leaf-cutting ants of the genera Acromyrmex and Atta. These preliminary field validation studies need to be evaluated in more leaf-cutting ants and in more places to propose wider conclusions.