ES2247009T3 - Composiciones pesticidas y antiparasitos. - Google Patents

Composiciones pesticidas y antiparasitos.

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ES2247009T3 ES01272600T ES01272600T ES2247009T3 ES 2247009 T3 ES2247009 T3 ES 2247009T3 ES 01272600 T ES01272600 T ES 01272600T ES 01272600 T ES01272600 T ES 01272600T ES 2247009 T3 ES2247009 T3 ES 2247009T3
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Eulogio Pimentel Vazquez
Armando Tomas Hernandez Garcia
Liuven Veloz Gonzales
Marieta Marin Bruzos
Oscar Compte Alberto
Marilin Domingo Puente
Licette Leon Barreras
Merardo Pujol Ferrero
Juan Diego Mencho Ponce
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Abstract

Una composición para uso agrícola o veterinario que comprende al menos un agente quitinolítico o agente inductor de actividad quitinolítica, y sulfuro o un agente productor de sulfuro.

Description

Composiciones pesticidas y antiparásitos.
Esta invención comprende varias composiciones sinérgicas, tipo pesticidas y antiparásitos, útiles para controlar los fitonematodos y zoonematodos parásitos, algunas enfermedades (fúngicas y bacterianas), y para controlar los trematodos parásitos (Fasciola hepatica).
Antecedentes
A los nematodos, se les consideran responsables de causar los mayores daños a la agricultura en regiones tropicales, subtropicales, y templadas en el mundo (Nickle W. R. (Editor) 1991, Manual of Agricultural Nematology, Marcel Dekker, Inc., Nueva Cork, N.Y. Pub. 1035 pp). Los ataques de los nematodos al llantén por si solo representan aproximadamente el 20% de las pérdidas de producción mundial, lo que corresponde a 178 millones de dólares cada año (Sasser J. N. y Freckman D. W., 1987. A World perspective on nematology: the role of the society. Vistas on nematology: a commemoration of the twenty-fifth anniversary of the Society of Nematologists /editores, Joseph A. Veech y Donald W. Dickson, p7-14). Plantaciones de llantén y plátano se ven afectadas de forma significativa por Radopholus similis.
Meloidogyne spp es el nematodo parásito más importante, debido a que es la causa de pérdidas de entre el 11% y el 25% de la cosecha en casi todas las regiones tropicales (Sasser J. N. 1979. Root-knot nematodos. Editores. F. Lamberte y C. E. Taylor, Academia Press, Londres, p359). Como consecuencia, existe una gran necesidad de controlar estos parásitos que, en el pasado, se combatían con nematicidas químicos. Estos compuestos pueden ser altamente eficaces; sin embargo, muchos de ellos pueden suponer un peligro importante para el medioambiente. En algunos casos, las autoridades reguladoras han impuesto un límite en la cantidad aplicada y/o la frecuencia del uso de estos compuestos, comprometiendo así su eficacia nematicida.
El control de los nematodos todavía es deficiente. El uso de nematicidas químicos está cada día sujeto a más limitaciones, porque contienen compuestos altamente tóxicos y de una amplia acción. Como consecuencia de ello, se ha hecho un esfuerzo para descubrir una forma eficaz para eliminar el daño provocado por los nematodos a la vez de reducir el uso de los pesticidas químicos. Un posible abordaje es el uso de pesticidas biológicos con mecanismos de acción específicos y unos perfiles toxicológicos relativamente más seguros, en vez de nematicidas químicos. Algunos de las nematicidas alternativos incluyen ABG-9008, un metabolito del hongo Myrothecium verrucaria y una combinación de avermectinas (o compuestos relacionados, tales como milbecinas) con ácidos graso (Abercrombie K. D. 1994. Synergistic pesticidal compositions. Patente US5346698. Mycogen Corporation. Sept. 13). Asimismo, un método que incluye la administración concurrente para eliminar los daños provocados por nematodos en plantas, el sitio, la tierra, o semillas que necesitan tratamiento con a) un metabolito del hongo Myrothecium verrucaria y b) un pesticida químico, junto con las composiciones sinérgicas de nematicidas útiles en este caso, se reivindica en una patente (Warrior P., Heiman D. F. y Rehberger Linda A. 1996 Synergistic nematocidal compositions. Abbott Laboratorios. WO 9634529, 11-07-1996)
Otro planteamiento es combinar las esporas de Pasteuria penetrans, un parásito bacteriano de los nematodos, con nematicidas organofosforadas (Nordmeyer D. 1987. Synergistic nematocidal compositions of Pasteuria penetrans spores and an organophosphorus nematocide. 1987 CIBA-GEIGY AG Patente AU 06057386A1. 29/01/1987).
Sin embargo, la preparación de esporas de P. penetrans a escala industrial se encuentra con el problema de que el organismo es un parásito obligado, conque tiene que cultivarse en nematodos in situ, aislado de las digestiones de raíces infestadas con nematodos.
Los hongos y las bacterias quitinolíticas que comparten el hábitat del nematodo pueden proporcionar cierto equilibrio biológico y de alguna manera restringir la proliferación de los nematodos. Se han reivindicado dos cepas de bacterias quitinolíticas (Toda T. y Matsuda H. 1993. Antibacterial, anti-nematode and/or plant-cell activating composition, and chitinolytic microorganisms for producing the same. Toda Biosystem Laboratory, Japan, Patent US5208159, 05/04/1993) como una composición antibacteriana, nematicida y/o activadora de células vegetales.
Existen unos ejemplos del efecto quitinolítico sobre los nematodos. Algunos de los más significativos son las cepas de nuevas bacterias (Suslow T. y Jones D. G. 1994. Novel chitinase-producing bacteria and plants. DNA Plant Technology Corporation, US04940840, 10/07/1990) que se crean mediante la introducción de ADN que codifica la producción de quitinasa, una enzima que puede degradar la quitina en hongos y nematodos. Las cepas son útiles en la producción de quitinasa para inhibir los patógenos de plantas. Se han descrito también nuevas plantas resistentes a los patógenos como resultado de la introducción de ADN que codifica la producción de quitinasa. Herrera-Estrella y Chet ("Chitinases in biological control", en Chitin and Chitinases, vol. 87, p171-184, 1999) analizaron el papel fisiológico de las quitinasas y su posible uso en la mejora de agentes de biocontrol y plantas de explotación mediante la ingeniería genética.
Otros ejemplos de microorganismos que reducen las poblaciones de nematodos que atacan a las plantas en condiciones naturales se han descrito.
Rodríguez-Kabana et al. (Rodríguez-Kabana R., Jordan J. W., Hollis J. P. 1965. Nematodos: Biological control in rice fields- role of hydrogen sulfide. Science. 148: 524-26); Hollis y Rodríguez-Kabana (Hollis, J. P., y R. Rodríguez-Kábana. 1966. Rapid kill of nematodos in flooded soil. Phytopathology 56, p1015-19) observaron una correspondencia entre la bacteria Desulfovibrio desulfuricans, la producción de sulfuro de hidrógeno y los nematodos parásitos de plantas, cuya población disminuyó en las plantaciones de arroz de Louisiana. Los sulfuros son inhibidores del transporte de electrones en el proceso de respiración del organismo aeróbico, igual que otros metabolitos producidos por ciertas bacterias del suelo (Rodríguez-Kábana, R. 1991 Control biológico de nematodos parásitos de plantas. NEMATROPICA, 21(1), p111-22). Topp et al. ("Effects of marigold (Tagetes sp.) roots on soil microorganisms" en Biology and Fertility of Soils, Vol. 27, Núm. 2, p149-154, 1988) concluyeron que la supresión de nematodos por caléndulas (del genio Tapetes) se debe a tiofenos, moléculas heterocíclicas que contienen sulfuro, que son abundantes en esta planta.
PAECIL^{TM}, también conocido como BIOACT o Nemachek, es una nematicida biológica que contiene una cepa patentada de Paecilomyces lilacinus en un concentrado seco y estable de esporas para el tratamiento del suelo y semillas. Esta especie de hongo se encuentra a menudo en los suelos de todo el mundo. La cepa patentada utilizada como el principio activo de PAECIL^{TM} es especialmente eficaz contra los nematodos parásitos de plantas. Se aisló por primera vez en la Universidad de las Filipinas, y se desarrolló posteriormente en Australia, Universidad de Macquarie. Además, se ha sometido a ensayos grandes para el control de varios tipos de nematodos que atacan plantas de explotación importantes en Australia, las Filipinas, África del Sur, y otros países. La formulación PAECIL^{TM} está disponible comercialmente como un pesticida registrado en las Filipinas, bajo el nombre BIOACT^{R}, en África del Sur bajo el nombre PL PLUS, y en Indonesia bajo el nombre PAECIL^{TM}. Actualmente, la Australian Nacional Registration Authority está evaluando el producto como un pesticida (Holland, R. PAECIL^{TM}. 1998. http://www.ticorp.com.au/article1.htm). Los ejemplos arriba mencionados fallan en su intento de solucionar todos los problemas de los parásitos de helminto. Por lo tanto, aún queda la necesidad de implementar mejores medios en el control de parásitos para sustituir los pesticidas químicos y productos antiparásitos.
Los trematodos causan daños económicos sustanciales en la producción de animales y en la salud humana. La diversidad de las especies, la patogenicidad relativamente benigna y el endemismo en algunas regiones aisladas parecen ser factores esenciales que contribuyen a la falta de conocimiento sobre los trematodos. En términos generales, los trematodos intestinales son zoonóticos y tienen un gran número de huéspedes de reserva en cada especie.
Desde el punto de vista económico, uno de los trematodos más importantes es la Fasciola hepatica, el primer trematodo parásito que se descubrió; afecta al hombre habitando los conductos biliarios. Sus huevos están entre los más grandes, ovoides y operculados de los helmintos, lo que provoca disfunción digestiva que consiste en dispepsia gástrica, disfunción de la movilidad del colón, dolor hepático y de la vesícula biliaria, fiebre y cólico hepático. Otros signos pueden incluir formas quísticas en los pulmones, ojos, cerebro, vena hepática, y otros tejidos (Saleha A. 1991. Liver fluke disease (fasciolosis) epidemiology, economic impact and public health significance. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health 22 supl. 1 dic p361-4).
Los zoohelmintos se han convertido en plagas importantes que afectan a ovejas y ganado. Existe una amplia resistencia a productos antihelmínticos, sobre todo en poblaciones de nematodos parásitos de rumiantes pequeños.
Se han desarrollado nuevas técnicas suplementarias, y se están investigando otras. El hongo Duddingtonia flagrans es un depredador que forma redes, produce esporas estáticas con paredes gruesas, las clamidoesporas, capaces de sobrevivir en el paso por el tracto digestivo del ganado, caballos, ovejas, y cerdos (Larsen M. 1999. Biological control of helminths. Int J Parasitol. Jan; 29(1): 139-46, y Larsen, M. 2000. Prospects for controlling animal parasitic nematodos by predacious micro fungi. Parasitology, 120, S120-S121).
Estudios sobre D. flagrans en Dinamarca, Francia, Australia, los EE.UU. y México han confirmado la fuerte potencial que tiene este hongo para el control biológico.
Como muchos otros países con una producción de ovejas importante, África del Sur atraviesa una gran crisis en cuanto a la resistencia antihelmíntica, sobre todo, en cuanto a nematodos gastrointestinales en ovejas o cabras. Los parásitos helmintos más importantes están involucrados en este fenómeno; sin embargo, este provoca un problema particular con el parásito hematófago del abomaso Haemonchus contortus. Los estudios apuntan a que más del 90% de las cepas de este parásito en las regiones de producción de ovejas más importantes de África del Sur muestran un cierto grado de resistencia química ante tres de los cuatro grupos antihelmínticos disponibles en el mercado en África del Sur. Incluso en áreas de pasto común en la Provincia del Norte, se detectó en cinco rebaños estudiados en el 1993 (van Wyk J. A., Bath G. G., y Malan F. S. 2000. The need for alternative methods to control nematodo parasites of ruminant livestock in South Africa. World Animal Review. http://www.fao.org/ag/AGA/AGAP/FRG/FEEDback/War/contents.htm).
El aumento en la resistencia se ha convertido en un problema serio, ya que ha aparecido también en otras áreas. Recientemente, se han realizado una serie de estudios antihelmínticos en cuatro países latinoamericanos: Argentina (Eddi, C., Caracostantogolo, J., Peya, M., Schapiro, J., Marangunich, L., Waller, P. J. y Hansen, J. W. 1996. The prevalence of anthelmintic resistance in nematode parasites of sheep in southern Latin America: Brasil. Vet. Parasitol., 62: 199-206); Paraguay (Maciel S., Giminez A. M., Gaona, C., Waller P. J. y Hansen J. W. 1996. The prevalence of anthel-
mintic resistance in nematode parasites of sheep in southern Latin America: Uruguay. Vet. Parasitol., 62: 213-222).
Uno de los nematodos responsables del mayor daño entre el ganado es Dictyocaulus viviparous, un parásito que llega a la madurez sexual y de adulto, se alberga en los pulmones del ganado, especialmente en el ganado joven. La enfermedad así provocada se llama bronquitis verminosa, o dictiocaulosis bovino, y la infestación se produce después de ingerir los 3 o larvas infectantes, presentes en los pastos. El tratamiento requiere antihelmínticos (Borgsteede F. H. M., de Leeuw W. A. y Buró W. P. J. 1988. A comparison of the efficacy of four different long-acting boluses to prevent infections with Dictyocaulus viviparus in calves. Veterinary Quarterly, Vol. 10, Núm. 3), pero este éxito se consigue a expensas de nuevas cepas resistentes a los fármacos, lo que dificulta tratamiento adicional de animales infestados. El alto coste de estos productos es un factor limitante en los países con un bajo nivel de recursos, y se producen efectos ecológicos nocivos por el uso de estas formulaciones.
El problema internacional de la resistencia antihelmíntica se acentúa por el hecho de que, mientras que la quimioterapia sigue siendo la piedra angular del control de parásitos, existe poca esperanza de descubrir agentes antihelmínticos nuevos y químicamente no relacionados durante por lo menos una década (Soll, M. D. 1997. The future of antihelmintic therapy from an industry perspectiva. En J. A. Van Wyk y P. C. Van Schalkwyk, editores, Managing antihelmintic resistance in endoparasites, p. 1-5. Proceedings of the 16th Internacional Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology, Sun City, South Africa, 10-15 August 1997).
En el caso de bacterias y hongos patógenos, existen informes extensos sobre los productos biológicos, cuya acción se basa principalmente en el antagonismo y muchos de éstos están disponibles comercialmente. Algunos de ellos son Conquer (Pseudomonas fluorescens que antagoniza Pseudomonas tolassii), Galltrol-A (Agrobacterium radiobacter, que controla los siguientes hongos: Phytophthora, Rhizoctonia solani, Pythium spp, Fusarium, Verticillium), Aspire (Candida oleophila 1-182 que controla Botrytis spp. y Penicillium spp.), etc.
Uno de las biofungicidas con una actividad más amplia es Trichoderma spp (Chet I, Invar. J. 1994 Biological control of fungal pathogens. Appl Biochem Biotechnol; 48(1): 37-43), un hongo cuyo mecanismo de acción se ha descrito extensamente, donde participan las quitinasas que degradan la pared celular del hongo huésped. Además, existe evidencia experimental de la acción quitinolítica de hongos y bacterias que se utilizan como biorreguladores de enfermedades fúngicas (Herrera-Estrella A., Chet I. 1999. Chitinases in biological control. EXS; 87: 171-84). Sin embargo, éste no sólo es el único mecanismo de acción de las bacterias sobre los hongos fitopatogénicos, existen otras maneras basadas en la producción de metabolitos secundarios, tales como cianuro de hidrógeno, que pueden inhibir hongos patógenos de las raíces (Blumer C. y Haas D. 2000. Mechanism, regulation, and ecological role of bacterial cyanide biosíntesis. Arch Microbiol Mar; 173(3): 170-7), en el caso particular de la cepa P. fluorescens CHA0.
El análisis de la interacción entre bacterias ha mostrado que existen tres tipos principales: antibiosis, competición por sustrato y parasitismo. En el caso de antibiosis, se sabe que algunas cepas liberan antibióticos con el fin de suprimir la actividad bacteriana alrededor, lo que puede utilizarse para el control bacteriológico de especies patógenas. Asimismo, la competición por sustrato es un mecanismo que puede usarse también para conseguir un control biológico adecuado, ya que el organismo biorregulador es capaz de sintetizar sideroforos, agentes quelantes de microelementos, lo que conduce a una deficiencia de microelementos, sobre todo, hierro, en el medio, inhibiendo así el crecimiento patógeno correspondiente (Ongena M. 1998. Conference on biological controls. Training program in the area of biotechnology applied to agriculture and bioindustry. Gembloux, Belgium).
Descripción de la invención
La invención se relaciona con una composición que contiene, al menos, un agente quitinolítico o un agente inductor de actividad quitinolítica, y sulfuro o un agente productor de sulfuro de microorganismos o compuestos químicos, en donde el agente quitinolítico o un agente inductor de actividad quitinolítica, y sulfuro o un agente productor de sulfuro de microorganismos o compuestos químicos, se aplican de forma concomitante en una cantidad sustancialmente menor que cuando cada componente se utiliza de forma independiente para conseguir un control efectivo sobre helmintos y agentes causantes de enfermedades bacterianas y fúngicas.
La invención también se relaciona con el uso de estas composiciones y/o la administración concomitante de dichos compuestos de distintas fuentes, tales como agentes biológicos y químicos para un control efectivo que abarca una amplia gama de nematodos parásitos (Meloidogyne spp, Angina spp, Ditylenchus spp, Partylenchus spp, Heterodera spp, Aphelenchus spp, Radopholus spp, Xiphinema spp, Rotylenchulus spp), nematodos parásitos y trematodos de animales (Haemonchus spp, Trichostrongylus spp, Dictyocaulus spp. y Fasciola hepatica), agentes bacterianos causantes de enfermedades (Erwinia chysranthemia, Burkholderia glumae) y agentes fúngicos causantes de enfermedades (Pestalotia palmarum, Alternaria tabacina, Sarcocladium orizae).
Los efectos de un agente quitinolítico o un agente inductor de actividad quitinolítica, o sulfuro o un agente productor de sulfuro sobre helmintos, bacterias y hongos se han descrito o demostrado previamente. En este estudio, sin embargo, por primera vez, se demuestra un efecto sinérgico cuando ambos componentes se aplican a la vez.
Cuando el agente quitinolítico, o un agente inductor de actividad quitinolítica, y el sulfuro o un agente productor de sulfuro se aplican por separado, los efectos son siempre menos acusados que cuando los agentes se aplican a la vez.
Cuando se aplica como una composición de la presente invención, el agente quitinolítico, o un agente inductor de actividad quitinolítica, y el sulfuro o un agente productor de sulfuro pueden mezclarse apropiadamente en forma de una solución, suspensión, emulsión, polvo o mezcla granulada, y se aplica a la planta o el suelo como un fertilizante, suelo previamente envasado, un dispositivo oculto de semillas, un polvo, un granulado, un nebulizador, una suspensión, un líquido, o cualquier forma indicada en cápsulas para el control de los helmintos parásitos, y las enfermedades bacterianas y fúngicas.
Los intervalos óptimos para la aplicación del agente quitinolítico, o un agente inductor de actividad quitinolítica, y el sulfuro o un agente productor de sulfuro para el caso particular de nematodos, trematodos, bacterias u hongos, y en el caso de condiciones específicas, los intervalos se determinan mediante estudios experimentales in vitro, en invernaderos, o en condiciones de campo.
Según los resultados descritos en la presente invención, un control significativo de los helmintos, bacterias y hongos se consigue con una mezcla de 1) un organismo productor de quitinasa a una concentración de entre 10^{7} unidades formadoras de colonias (UFC) y 10^{12} UFC de un microorganismo específico por gramo de composición o de quitina entre 1% y 50 de la composición; y 2) un microorganismo productor de sulfuro a una concentración de entre 10^{7} UFC y 10^{12} UFC de un microorganismo específico por gramo de composición, o cualquier agente químico productor de sulfuro, donde el sulfuro varía de 1.0 mg/minuto por gramo de composición.
Cualquier composición con un microorganismo a una concentración de entre 10^{7} UFC y 10^{12} UFC por gramo de composición que produce agentes quitinolíticos y el sulfuro simultáneamente es apropiada para el control de helmintos, bacterias y hongos. Las anteriores composiciones implican combinaciones de los siguientes agentes en las proporciones indicadas anteriormente:
1. Quitinasa y Na_{2}S
2. Quitinasa y FeS
3. Quitinasa y el microorganismo Desulfovibrio desulfuricans
4. Quitinasa y Na_{2}S
5. Quitinasa y FeS
6. Quitinasa y el microorganismo Desulfovibrio desulfuricans
7. Microorganismos que producen actividad quitinolítica y H_{2}S simultáneamente.
Las composiciones anteriores son efectivas contra una amplia gama de nematodos parásitos de plantas, que incluyen pero no se limitan a especies de Meloidogyne, tales como M. incognita; especies de Angina, tales como A. tritici; especies de Ditylencus, tales como D. dipsaci; especies de Pratylenchus, tales como P. coffee; especies de Heterodera, tales como H. glycines; especies de Aphelenchus, tales como A. avenae; especies de Radopholus, tales como R. similis; especies de Xiphinema, tales como X. index; especies de Rotylenchulus, tales como R. reniformis; zoonematodos tales como: Haemonchus spp, Tricholstrongylus spp, Ostertagia spp, Nemadodirus spp, Coopreria spp, Ascaris spp, Bunostomum spp, Oesophagostomum spp, Chabertia spp, Trichuris spp, Strongylus spp, Trichonema spp, Dictyocaulus spp, Capillaria spp, Heterakis spp, Toxocara spp, Ascaridia spp, Oxyuris spp, Anclyostoma spp, Uncinaria spp, Toxascaris spp y Parascaris spp; trematodos tales como Fasciola hepatica; bacterias patógenas de plantas tales como Erwinia chrysanthemi, Burkholderia glumae, y hongos patógenos de plantas, tales como Pestalotia palmarum, Alternaria tabacina y Sarocladium orizae.
Ejemplos Ejemplo 1 Evaluación in vitro del efecto nematicido de sulfuro de hidrógeno de fuentes químicas y una enzima quitinilítica
Se utilizaron huevos de los zoonematodos Haemonchus spp., Trichostrongylus colubriformis y Dictyocaulus viviparus así como las larvas de fitonematodos parásitos (juveniles 2) de Melodoigyne incognita.
Las colecciones de nematodos Haemonchus spp. y Trichostrongylus colubriformis se extrajeron de abomaso ovino (ovejas) y bovino (ganado), respectivamente. Los nematodos hembras adultos se lavaron con una solución fisiológica y se trataron con "Hibitane" (Acetato de clorhexidina) al 0,5% durante un minuto, y el proceso se desarrolló a 37ºC. Aproximadamente 100 individuos previamente desinfectados se introdujeron en un matraz Erlenmeyer con 50 ml de solución del medio LB, se diluyeron 10 veces con agua estéril destilada, y se dejaron para que pusieran sus huevos durante la noche (8 a 10 horas).
Las colecciones del nematodo D. vivaparous se extrajeron del pulmón bovino infectado (ganado), que se había sacrificado previamente. Se siguió el mismo procedimiento para Haemonchus spp. y T. colubriformis; sin embargo, se permitió que las hembras pusieran sus huevos durante 2 a 3 horas.
A partir de este momento, la manipulación se llevó a cabo bajo condiciones asépticas en un flujo vertical laminar, con placas de cultivo de tejidos de 24 pocillos. El volumen total del medio que contenía las hembras y los huevos se filtró con una malla de tamización de 60 \mum. Los huevos de los nematodos quedaron atrapados en la malla de 30 \mum en una segunda tamización. Se introdujo en una solución de Hibitane al 0,5% durante 3 minutos, y a continuación, se lavó 3 veces con el medio LB diluido 10 veces en agua estéril destilada.
Una vez infectados, los huevos se eliminaron de la malla de tamización y se resuspendieron cuidadosamente con una solución del medio LB diluido 10 veces en agua estéril destilada. El resultado final de la distribución se comprobó mediante un recuento de los huevos en cada pocillo con un microscopio invertido Olympus; al mismo tiempo, también se realizaron observaciones de la uniformidad y el estado evolucionario en esta fase.
Los huevos de Haemonchus spp. y T. colubriformis se eclosionan después de 24 a 48 horas de incubación a 28ºC, mientras que los huevos de D. vivparus se eclosionan antes de 24 horas. Se consigue una preparación buena de la muestra cuando, en todos los controles no tratados, más del 60% se eclosiona dentro de los periodos anticipados anteriormente para cada especie.
La colección de masa de huevo de Meloidogyne incognita se llevó a cabo con raíces de calabacín (Cucúrbita pepo), previamente infectadas y cultivadas en invernaderos. Para esta operación, se utilizaron un microscopio estereoscopio y jeringuillas con puntas debidamente modificadas. Las masas se colocaron en agua destilada estéril en placas de Petri a 28ºC, con 50 masas por cada placa. Se realizaron observaciones a diario para comprobar la eclosión de los huevos. En aproximadamente 72 horas, hubo suficientes larvas como para empezar la recolección y la desinfección.
El volumen total de agua que contenía las masas de los huevos y las larvas se filtró a través de una malla de tamización de 60 \mum. A partir de este momento, toda manipulación se realizó bajo condiciones asépticas en un flujo vertical laminar, con placas de cultivo de tejidos de 24 pocillos. Los huevos que se despegaron de la masa no pudieron eclosionarse y permanecieron en la malla de tamización de 30 \mum; las larvas se recoleccionaron con otra malla de 5 \mum. Se introdujeron en la solución de Hibitane al 0,5% durante 3 minutos y a continuación se lavaron 3 veces con el medio LB diluido 10 veces en agua estéril destilada. Una vez desinfectadas, las larvas de Meloidogyne incognita se eliminaron de la malla de tamización y se resuspendieron cuidadosamente con una solución del medio LB diluido 10 veces en agua estéril destilada. Los resultados finales de recolección y desinfección se comprobaron mediante el recuento y el registro de las larvas vivas con un microscopio invertido Olympus.
Los huevos de las larvas del nematodo se colocaron con 100 individuos en aproximadamente 2 ml del medio LB diluido 10 veces. Este volumen se introdujo en válvulas de seguridad que permiten que el aire atraviese el líquido y, por lo tanto, los gases contacten con los huevos y las larvas. Cada válvula fue una réplica para cada tratamiento.
El sulfuro de hidrógeno se obtuvo de la reacción de ácido cloruro de dos sales sulfuros (Na_{2}S y FeS), y de la fermentación anaeróbica de la bacteria Desulfovibrio desulfuricans subesp. desulfuricans ATCC 27774 (aislada del rumen ovino). El enzima quitinolítico utilizado fue la quitinasa SIGMA 1650, de la bacteria Serratia marcescens.
Los huevos y las larvas de los nematodos del estudio se sometieron a los siguientes tratamientos durante 24 horas:
1.
Tratamiento de control: quitinasa no aplicada, y aire que circulaba a través de la válvula
2.
Tratamiento de quitinasa: quitinasa a una velocidad de 0,2 unidades por réplica
3.
Tratamiento de sulfuro: sulfuro de hidrógeno de Na_{2}S con un flujo de 0,2 a 0,3 mg/minuto
4.
Tratamiento de sulfuro: sulfuro de hidrógeno de Fe_{2}S con un flujo de 0,2 a 0,3 mg/minuto
5.
Tratamiento de sulfuro: sulfuro de hidrógeno de Desulfovibrio desulfuricans con un flujo de 0,2 a 0,3 mg/minuto
6.
Tratamiento combinado: aplicación simultánea de tratamientos 2 y 3
7.
Tratamiento combinado: aplicación simultánea de tratamientos 2 y 4
8.
Tratamiento combinado: aplicación simultánea de tratamientos 2 y 5
Todos los tratamientos arriba señalados tuvieron 4 réplicas.
Veinticuatro horas después de empezar el experimento, se realizó un recuento de las larvas emergentes (Haemonchus sp., T. colubriformis y D. viviparous) y el número de larvas vivas (Melodogyne incognita) en todos los tratamientos. Los resultados de eficacia (E) se presentan en la tabla 1. Este valor es el promedio de las 4 réplicas en cada tratamiento. El análisis de varianza (ANOVA) se aplicó a los resultados obtenidos en cada especie de nematodos en el estudio por separado; se utilizó la prueba de Duncan (Lerch G. 1977 La experimentación en las ciencias biológicas y agrícolas. 1ª edición, p.p. 203-308, Editorial Científico-Técnica, La Habana), que también se muestra en la tabla 1. Letras idénticas indican que no hubo diferencias significativas (p<0,05) entre los tratamientos.
TABLA 1 Eficacia del tratamiento (E)
\vskip1.000000\baselineskip
Eficacia del tratamiento (E)*
1. Ec 2 Eq 3 Esn 4 Esf 5 Esd 6 Eqsn 7 Eqsf 8 Eqsd
control (2+3) (2+4) (2+5)
Haemonchus 0.00 0.32 0.41 0.40 0.37 0.86 0.85 0.82
(a) (b) (c) (c) (b, c) (d) (d) (d)
Trichostrongilus 0.00 0.37 0.40 0.39 0.38 0.88 0.88 0.83
(a_{1}) (b_{1}) (b_{1}, c_{1}) (b_{1}, c_{1}) (b_{1}, c_{1}) (d_{1}) (d_{1}) (d_{1})
Dictyocaulus 0.00 0.35 0.44 0.42 0.40 0.91 0.90 0.86
(a_{2}) (b_{2}) (c_{2}) (c_{2}) (b_{2}, c_{2}) (d_{2}) (d_{2}) (d_{2})
Maloidogyne 0.00 0.39 0.51 0.52 0.47 0.95 0.93 0.90
(a_{3}) (b_{3}) (c_{3}) (c_{3}) (c_{3}) (d_{3}) (d_{3}) (d_{3})
* \begin{minipage}[t]{157mm} La eficacia (E) es el resultado de restar el valor de la frecuencia activa (F_{r}) para eclosión o de las larvas vivas de 1, según el caso. Fr es la relación entre el número de larvas emergentes o vivas en cada tratamiento (Ntto) y el número de larvas emergentes o vivas en el tratamiento 1 (Nc):\end{minipage}
E=1-Fr, donde Fr = Ntto-Nc; \hskip0,3cm por lo tanto, \hskip0,3cm E = 1-Ntto/Nc
Para determinar el efecto sinérgico de los tratamientos 6, 7 y 8, se ha supuesto que los acontecimientos que se producen durante los mismos no son mutuamente exclusivos.
Para este tipo de análisis, la eficacia esperada (EE) tiene que igualar a la suma de los efectos individuales (EI), dado por la eficacia debida a la acción de quitinasa (Eq) y la eficacia debida a la acción del sulfuro de hidrógeno (Esn, Esf y Esd), menos el efecto de intersección (ei) (Sigarroa, A. 1985. Biometría y diseño experimental. 1ª Parte. Minist. Educación Sup. Ed. Pueblo y Educación. Cap. 3. Pag 69-107).
EE = Eq + Es - ei, \hskip0,3cm donde \hskip0,3cm ei = Eq x Es
Si la eficacia experimental (E) en los tratamientos que combinan dos agentes nematicidos (los tratamientos 6, 7, 8) es mayor que la eficacia esperada (EE) para dichos tratamientos, puede suponerse que existe un sinergismo en cuanto a la actividad nematicida del agente quitinolítico (quitinasa) y el sulfuro de hidrógeno cuando ambos se aplican simultáneamente en el mismo tratamiento. Los valores obtenidos se resumen en la tabla 2.
TABLA 2 Eficacia experimental (E) y anticipada (EE)
\vskip1.000000\baselineskip
Eficacia experimental (E) y anticipada (EE)
Tratamiento 6 Tratamiento 7 Tratamiento 8
E EE E EE E EE
Haemonchus 0.86 0.60 0.85 0.59 0.82 0.57
Trichostrongilus 0.88 0.62 0.88 0.62 0.83 0.61
Dictyocaulus 0.91 0.64 0.90 0.62 0.86 0.61
Maloidogyne 0.95 0.70 0.93 0.71 0.90 0.68
En los tres tratamientos en los que se combinan simultáneamente la quitinasa y el sulfuro de hidrógeno, la eficacia experimental (E) fue mayor que la eficacia esperada (EE) para los cuatro nematodos estudiados, lo que demuestra estadísticamente la existencia de un sinergismo entre ambos compuestos (cuando actúan de forma concurrente), en cuanto a su actividad nematicida.
No se observaron diferencias estadísticamente significativas en cuanto al origen de los sulfuros y sus efectos nematicidos (tabla 1).
Ejemplo 2 Evaluación en invernadero del efecto nematicido de un agente inductor de actividad quitinolítica (quitinasa) y un agente productor de sulfuro de hidrógeno (Desulfovibrio desulfuricans subesp. desulfuricans ATCC 29677, aislado del suelo)
Se seleccionó suelo marrón con un pH neutral: se secó y se tamizó con una malla de 0,5 cm para eliminar partículas no deseadas. Se esterilizó en un autoclave vertical durante una hora a 120ºC y bajo 1 atmósfera (Sambrook J., Fritsch E. F. y Maniatis T. 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2ª edición. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y., EE.UU.). Se secó a temperatura ambiente durante 3 a 4 días para más adelante hacer las mezclas planificadas para los tratamientos con arena del río, humus de lombriz y quitina (Núm. de catálogo ICN
101334).
Se llenaron 20 tarros (diámetro 15 cm x 13 cm de profundidad y una capacidad de 1 litro) con las proporciones fijadas en los siguientes tratamientos:
1.
Tratamiento de control: suelo 70%, arena del río 25%, y humus 5%.
2.
Tratamiento de quitina: suelo 70%, arena del río 25%, humus 4%, y quitina 1%.
3.
Tratamiento microorgánico: suelo 70%, arena del río 25%, humus 5% y D. desulfuricans, aplicado a una concentración de 10^{10} ufc por tarro
4.
Tratamiento combinado: suelo 70%, arena del río 25%, humus 4%, quitina 1% y D. desulfuricans, aplicado a una concentración de 10^{10} ufc por tarro.
Cada tratamiento se llevó a cabo con 5 réplicas (tarros).
En los tratamientos 2 y 4, se produjo una pre-mezcla de humus con quitina a una proporción de 4:1, y a continuación, se produjo una mezcla final con el suelo y la arena. En los tratamientos 3 y 4, se aplicó D. desulfuricans con 100 ml de agua desionizada por cada tarro. Estos volúmenes se aplicaron uniformemente durante el primer
riego.
Para todos los tratamientos, 500 nematodos de la especie Radopholus similis, previamente recolectados de raíces de plátano naturalmente infectadas se inocularon en los tarros. Se utilizó la técnica de centrifugación-flotación (Jenkins, W.R. 1964. A rapad centrifugal-flotation technique for separation of nematodos from soil. Plant Disease Reporter, 48: 692); los especímenes se diluyeron en 5 ml de agua destilada y se aplicaron uniformemente a una profundidad de 5 cm por debajo de la superficie de la tierra.
Se colocaron los tarros en los invernaderos y, después de aplicar los tratamientos y de inocular con los nematodos, los tarros pasaron 3 días sin moverse. Se regó a diario en esta fase, para mantener las buenas condiciones de humedad. Antes del cuarto día de tratamientos, una variante de plátano Cavendish conseguido de un cultivo in vitro se transplantó en los tarros. A partir de este momento, se siguió un régimen estricto de riego, que permitió que la tierra tuviera su humedad habitual en el campo.
La valoración final se llevó a cabo tres meses después del inicio del experimento, y las raíces de las plantas se extrajeron cuidadosamente de la tierra. A continuación, se registró el número de especímenes (larvas y adultos) y nematodos vivos recogidos de las plantas utilizando la técnica de centrifugación-flotación (Jenkins, W. R. 1964. A rapid centrifugal-floatation technique for separation nematodes from soil. Plant Disease Reporter, 48: 692), y un microscopio invertido para los recuentos. Los resultados de eficacia para los diferentes tratamientos se muestran en la tabla 3. Los valores representan el valor medio de 5 réplicas por cada tratamiento. El análisis de varianza se aplicó a los resultados obtenidos (ANOVA), seguido de la prueba de Duncan (Lerch G. 1977. La experimentación en las ciencias biológicas y agrícolas. 1ª edición, p.p. 203-308, Editorial Científico-Técnico, La Habana), indicados en la tabla 3. Letras idénticas indican que no existieron diferencias significativas (p<0.05) entre los
tratamientos.
TABLA 3 Eficacia de los tratamientos (E)*
\vskip1.000000\baselineskip
Eficacia de los tratamientos (E)*
1. Ec 2. Eq 3. Esd 4. Eqsd
Radopholus similis 0,00 (a) 0,21 (b) 0,18 (c) 0,48 (d)
* \begin{minipage}[t]{155mm} La eficacia (E) es el resultado de restar el valor de la frecuencia activa (F_{r}) de 1. Fr es la relación entre el número de especímenes vivos en cada tratamiento (Ntto) y el número de especímenes vivos en el tratamiento 1 (Nc):\end{minipage}
E=1-Fr, donde Fr = Ntto-Nc; \hskip0,3cm por lo tanto, \hskip0,3cm E = 1-Ntto/Nc
Para determinar el efecto sinérgico posible en el tratamiento 4, se supuso que los acontecimientos (efecto nematicido) no son mutuamente exclusivos.
Como en el ejemplo 1, la eficacia esperada (EE) tiene que ser igual a la suma de los efectos individuales (EI), indicada por la eficacia atribuida a la acción de quitina (Eq) como inductor de la actividad quitinolítica de los microorganismos presentes en la mezcla de tierra y humus, y la eficacia atribuida a la acción de sulfuro de hidrógeno (Esd) de la bacteria D. desulfuricans; menos el efecto de intersección (ei) entre los dos tratamientos (Sigarroa, A. 1985. Biometría y diseño experimental. 1ª Parte. Minist. Educación Sup. Ed. Pueblo y Educación. Cap. 3. pág.
69-107).
EE = Eq + Es - ei, \hskip0,3cm donde \hskip0,3cm ei = Eq x Es
Si la eficacia experimental (E) en el tratamiento 4, donde se combinan los dos agentes nematicidos, es mayor que la eficacia esperada (EE), puede suponerse que existe un sinergismo entre el agente inductor de actividad quitinolítica (quitina) y el sulfuro de hidrógeno (de D. desulfuricans), cuando se aplican simultáneamente en el mismo tratamiento. Los valores conseguidos se presentan en la tabla 4.
TABLA 4 Eficacia experimental (E) y anticipada (EE)
\vskip1.000000\baselineskip
Eficacia experimental (E) y anticipada (EE)
Tratamiento 4
E EE
Radopholus similis 0,48 0,35
En el tratamiento 4, se combinan un inductor de actividad quitinolítica (quitina) y una fuente biológica de sulfuro de hidrógeno (D. sulfuricans). En este caso, la eficacia experimental (E) fue mayor que la eficacia esperada (EE), así demostrando la existencia de sinergismo (en cuanto a su actividad nematicida) entre los dos compuestos cuando se aplican simultáneamente en el suelo.
Ejemplo 3 Demostración de actividad quitinolítica y producción de sulfuro de las bacterias Corynebacterium paurometabolum C-924 y Tsukamurella paurometabola DSM 20162 Determinación de producción de sulfuro
En tubos de 100 ml para la recogida de gases, se recogieron muestras de la corriente de gas de la fermentación de cepas C-924 y DSM 20162 en birreactores de 5L. El tiempo total de cultivo fue de 24 h. La formación de sulfuro de hidrógeno se detectó por primera vez a las 16 h.
Las muestras se procesaron de la misma forma que para el patrón de H_{2}S generado. El análisis se llevó a cabo en un cromatógrafo Varian de gases, bajo las siguientes condiciones:
\bullet
Detector fotométrico de llama con filtro sensible a compuestos que contienen sulfuro.
\bullet
Patrón de sulfuro de hidrógeno: 43,2 ng/ml, en duplicado
\bullet
Muestras: en duplicado para cada tiempo de muestreo
\bullet
Inyección: 1 ml o \mul de espacio de cabecera
\bullet
Columna: DB-5 (15 m x 0,53 mm)
\bullet
Temperatura: 35ºC
\bullet
Vehículo de gas: Nitrógeno 1,5 ml/min
\bullet
Detector: FPD-S
\bullet
Gas de purga: Nitrógeno 30 ml/min
La tabla 5 muestra un resumen del análisis de los gases de sulfuro emitidos por las dos cepas en los diferentes tiempos.
TABLA 5 Análisis de los gases de sulfuro
\vskip1.000000\baselineskip
Flujo de H_{s}S mg/min (flujo de sulfuro detectado)
Cepa Muestra 16 horas 18 horas 20 horas 22 horas 24 horas
C-924 1 0.0.673 0,2208 0,4779 0,3578 0,0672
2 0,0659 0,2160 0,4755 0,3552 0,0680
DSM 29162 1 0,0231 0,0416 0,1014 0,1863 0,0009
2 0,0240 0,0422 0,1040 0,1887 0,0097
Ambas cepas producen sulfuros, pero C-294 produce un flujo mayor que la cepa DSM 20162.
Determinación de actividad quitinolítica
Se utilizaron las cepas Corynebacterium paurometabolum C-924, Tsukamurella paurometabola DSM 20162, Serratia marcescen ATCC 13880 y E. Coli ATCC 25922.
Los cultivos bacterianos de las cepas del estudio se cultivaron en medio LB a 28ºC y 100 rpm durante 24 horas, seguido de centrifugación a 3500 rpm. Los sobrenadantes se filtraron a través de dos mallas de 0,2 \mum. El producto filtrado se ensayó en placas preparadas con una suspensión coloidal de quitina (0,5%), con la adición además de agarosa, hasta el 0,8%, para conseguir que el medio formase un gel y para asegurar la porosidad para facilitar la difusión de la proteína. Después de formar el gel, se abrieron pocillos de 5 mm en donde se añadieron 100 \mul del sobrenadante de cada cepa bacteriana. Se utilizaron tres réplicas para cada placa, y se incubaron a 28ºC en la
oscuridad.
A partir de la hora 48, se observó una reducción en la turbiedad del medio que tenía la apariencia de un halo, lo que demostró hidrólisis de quitina. En la siguiente tabla (tabla 6), se muestran los resultados cualitativos de la aparición de un halo de hidrólisis a diferentes tiempos de incubación con el sobrenadante del cultivo de las diferentes cepas estudiadas.
TABLA 6 Aparición de un halo de hidrólisis
Cepas 24 horas 48 horas 72 horas
S. marcescen Negativo Positivo Positivo +++
C. paurometabolum Negativo Negativo Positivo ++
T. paurometabola Negativo Negativo Positivo +
E. coli Negativo Negativo Negativo
+++ se refiere al halo de hidrólisis más grande,
++ se refiere al halo de hidrólisis intermedio, y
+ se refiere al halo de hidrólisis más pequeño
Ambas cepas (C. Paurometabolum y T. Paurometabola) mostraron el halo de hidrólisis de quitina, igual que el control positivo utilizado (S. Marcescen); sin embargo, la cepa de E. Coli (control negativo) no produjo ningún halo de hidrólisis.
Ejemplo 4 Evaluación In Vitro de los efectos de sulfuros y quitinasas producidos por las bacterias Corynebacterium paurometabolum C-924 y Tsukamurella paurometabola DSM 20162 sobre el parásito Fasciola hepatica (trematodo)
Se utilizaron los huevos del parásito Fasciola hepatica. Las muestras de huevos se tomaron directamente de bilis bovina infectada (de ganado), que se había sacrificado anteriormente. El contenido de la bilis se resuspendió en tres volúmenes de agua destilada y se dejó en reposo durante 2 a 3 horas a 28ºC para conseguir la precipitación del huevo. A continuación, se eliminó el mayor volumen posible de líquido sobrenadante. El precipitado se filtró a través de una malla de tamización de 71 \mum, en donde se quedaron atrapados los huevos.
A partir de este momento, toda manipulación se realizó bajo condiciones estériles en un flujo vertical laminar, utilizando placas de 24 pocillos de cultivo de tejidos. El cribado con los huevos de F. Hepatica se introdujo en una solución de Hibitane a 0,5% durante 3 minutos, y a continuación, se lavó tres veces con medio LB diluido 10 veces en agua estéril destilada. Una vez desinfectada, se eliminaron los huevos del cribado y se resuspendieron cuidadosamente con solución del medio LB diluido 10 veces en agua estéril destilada. Los resultados finales de la recogida y la desinfección se comprobaron mediante el recuento y registro de las larvas vivas con un microscopio invertido Olympus.
También se registraron observaciones de la uniformidad del estado evolucionario en esta fase.
Los huevos de este parásito se eclosionan bajo las condiciones impuestas anteriormente en el experimento in vitro en aproximadamente 15 días de incubación a 28ºC; se considera una preparación buena de la muestra cuando más del 60% de los huevos se eclosionan al término del periodo de incubación.
Para desarrollar el experimento, los huevos desinfectados se colocaron en aproximadamente 100 individuos en 1 ml de medio LB diluido 10 veces. El volumen se introdujo de forma uniforme en las 20 válvulas de seguridad que permiten que el aire atraviese el liquido; así, los gases hacen contacto con los huevos. Cada válvula fue una réplica (4 por tratamiento) en cada uno de los cinco tratamientos.
Los huevos de F. Hepatica se expusieron a los siguientes tratamientos durante los últimos 4 días de incubación:
1.
Tratamiento control: adición de 1 ml de medio LB diluido 10 veces a cada válvula, sin quitinasa, y con el aire circulando.
2.
Adición a cada válvula de 1 ml de sobrenadante quitinolítico sin células bacterianas de un cultivo de 10^{10} unidades formadoras de colonias por cada mililitro (UFC/ml) de Corynebacterium paurometabolum C-924.
3.
Adición a cada válvula de 1 ml de sobrenadante quitinolítico sin células bacterianas de 10^{10} UFC/ml de Tsukamurella paurometabola DSM 20162.
4.
Se permitió que el flujo de gases de un cultivo continuo de Corynebacterium paurometabolum C-924 a 10^{10} UFC/ml atravesara las válvulas.
5.
Se permitió que el flujo de gases de un cultivo continuo de Tsukamurella paurometabola DSM 20162 a 10^{10} UFC/ml atravesara las válvulas.
6.
Tratamiento combinado: aplicación simultánea de tratamientos 2 y 4.
7.
Tratamiento combinado: aplicación simultánea de tratamientos 3 y 5.
Al cuarto día después del inicio del experimento, se contaron los huevos eclosionados. En el caso de F. Hepatica, no fue posible contar las larvas (miracidas) que salieron debido a su gran movilidad; por lo tanto, las observaciones a través del microscopio se han enfocado en los huevos. Se muestran los resultados de eficacia de los diferentes tratamientos en la tabla 7. Son valores medios para las 4 réplicas en cada tratamiento. Letras iguales indican una falta de diferencias significativas (p<0.05) entre los tratamientos.
TABLA 7 Eficacia del tratamiento (E)*
Eficacia de tratamiento (E)*
1. E 2. Eq 3. Eq 4. Es 5. Es 6. E. 7. E.
Control C-924 DSM20162 C-924 DSM20162 (2+4) (3+5)
Fasciola hepatica 0,00 (a) 0,18 (b) 0.11(c) 0.29 (d) 0.16(b, c) 0.52 (e) 0.28(d)
\begin{minipage}[t]{155mm} La eficacia* se calcula restando el valor de la frecuencia relativa de eclosión (Fr) de 1. Fr es la relación entre el número de huevos eclosionados en cada tratamiento (Ntto) y el número de huevos eclosionados en el tratamiento 1 (Nc):\end{minipage}
E = 1 - Fr, donde Fr = Ntto/Nc; \hskip0,3cm por tanto, \hskip0,3cm E = 1 - Ntto/Nc
Para determinar el posible efecto sinérgico en los tratamientos 6 y 7, se supuso que los acontecimientos (efectos antiparásitos) que se produjeron durante los tratamientos no son exclusivos.
Para este tipo de análisis, la eficacia esperada (EE) se calcula de la eficacia debida a la acción de quitinasa (Eq) y la eficacia debida a la acción de sulfuro de hidrógeno (Esn, Esf y Esd), menos el efecto de intersección (ei) (Sigarroa, A. 1985. Biometría y diseño experimental. 1ra Parte. Minist. Educación Sup. Ed. Pueblo y Educación. Cap. 3. pag 69-107).
EE = Eq + Es - ei, \hskip0,3cm donde \hskip0,3cm ei = Eq x Es
Si la eficacia experimental (E) en los tratamientos en donde se combinan dos agentes antiparásitos (tratamientos 6 y 7) es mayor que la eficacia esperada para dichos tratamientos, se puede suponer que existe sinergismo en términos de actividad antiparásita del agente quitinolítico (quitinasa) y sulfuro de hidrógeno cuando los dos se aplican simultáneamente en el mismo tratamiento. Los valores conseguidos se resumen en la tabla 8.
TABLA 8 Eficacia experimental (E) y esperada (EE).
Eficacia experimental (E) y anticipada (EE)
Tratamiento 6 Tratamiento 7
E EE E EE
Fasciola hepatica 0,52 0,31 0,28 0,25
En los tratamientos en donde se combinan quitinasa y sulfuro de hidrógeno, la eficacia experimental (E) fue mayor que la eficacia esperada (EE), que demuestra el sinergismo de los dos compuestos cuando actúan de forma concurrente en términos de su actividad nematicida.
Ejemplo 5 Evaluación del efecto in vitro de una cepa bacteriana (Corynebacterium paurometabolum C-924) que produce sulfuro de hidrógeno y que tiene actividad quitinolítica frente a varias bacterias y hongos
Se utilizaron las siguientes especies de hongo: Pestalotia palmarum, Altemaria tabacina, Sarocladium ozirae, Pitium debaryanum; y también se utilizaron las siguientes especies de bacteria: Erwinia chyrsanthemi, Burkholderia glumae, Serratia marcescen ATCC 13880, Bacillus subtilis F 1695 y Escherichia coli ATCC 25922.
A) Ensayo de hongos
La interacción de Corynebacterium paurometabolum C-924 sobre hongos se ensayó con estos tres hongos: Pestalotia palmarum, Alternaria tabacina, Sarocladium orizae y Pytium debayianum. La cepa de Serratia marcescen ATCC 13880 se utilizó como el control positivo para actividad fungicida y la cepa de E. Coli ATCC 25922 se utilizó como el control negativo para actividad fungicida. Los cultivos de bacterias se cultivaron en las condiciones estándar de agitación y temperatura para todas las especies durante 24 horas. Las diluciones necesarias se llevaron a cabo con absorción a \lambda 530 nm para asegurar una concentración de células de 10^{9} ufc/ml. Se colocaron en placas Petri que contenían medio PDA (agar-patata-dextrosa); los inóculos se recogieron de una línea central con la ayuda de un asa microbiológica. Las placas se incubaron durante 48 horas a 28ºC, y a continuación, se inocularon discos con un diámetro de 8 mm de las diferentes cepas de hongo anteriormente cultivadas (placas que contenían el medio PDA) y se colocaron en la superficie de la placa en cada eje con respecto a la línea central de las bacterias inoculadas. Se utilizaron tres réplicas para cada hongo en estudio y se incubaron durante 10 días a 28ºC. Los resultados se leyeron en el día cinco desde el comienzo del experimento.
B) Ensayo de bacteria
La aparición de interacción de Corynebacterium paurometobolum C-924, E. Coli ATCC 25922 y Bacillus subtilis F 1695 se estudió en las siguientes bacterias: Erwinia chrysanthanem y Burkholderia glumae. La cepa de Bacillus subtilis F 1695 se utilizó como control positivo para el antagonismo con otras bacterias, para el control negativo, se utilizó la cepa de E. Coli ATCC 25922. Las cepas bacterianas se cultivaron en el medio LB bajo las condiciones habituales de temperatura y de agitación durante 24 horas. De estos cultivos, se llevaron a cabo las diluciones necesarias, con lectura previa de absorción a \lambda 530 nm para asegurar una concentración de células de 10^{9} ufc/ml. En el caso de C-924, gotitas de 5 \mul se aplicaron a tres sitios distintos en placas con medio LB, a dos sitios distintos para el control positivo y a dos otros sitios distintos para el control negativo. Las placas se incubaron a 28ºC durante 48 horas. Al cabo de este periodo, se trataron con vapor de cloroformo a 28ºC durante 3 minutos (para desactivar y evitar la dispersión en los siguientes pasos), y a continuación, las placas de dejaron en el flujo laminar, medio abiertas, para eliminar el exceso de gas. La inoculación de las cepas de exposición Erinia chrysanthemi y Burkholderia glumae se realizó, partiendo de cultivos puros de cada microorganismo del que se extrajeron las cantidades necesarias para proporcionar una concentración celular de 10^{9} ufc/ml, después de añadir hasta tres mililitros de medio LB parcialmente sólido (0,1% agar técnico núm. 3). La mezcla se dispersó sobre las placas que contenían las cepas de exposición, y a continuación, se incubaron a 28ºC durante 48 horas para evaluar los resultados.
La tabla 9 muestra la descripción de los resultados conseguidos durante los ensayos de interacción descritos anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 9 Resultados conseguidos durante los ensayos de interacción
Especie Descripción Efecto antagonista
de la cepa C-924
Pestalotia palmarum \begin{minipage}[t]{80mm}Hongo, Deuteromiceto, fitopatogénico para hojas y frutas\end{minipage} + + +
Alternaria tabacina \begin{minipage}[t]{80mm}Hongo, Deuteromiceto, fitopatogénico para las hojas de tabaco\end{minipage} + + +
Sarocladium orizae \begin{minipage}[t]{80mm}Hongo, Deuteromiceto, fitopatogénico para el arroz, está involucrado en el complejo de acurus-hongo, que afecta a las semillas, la vaina y el cuello\end{minipage} + +
Pytium debaryanum \begin{minipage}[t]{80mm}Hongo, Oomiceto, vive en la tierra y forma parte del complejo nocivo de amortización\end{minipage} +
TABLA 9 (continuación)
Especie Descripción Efecto antagonista
de la cepa C-924
Erwinia chrysantemi \begin{minipage}[t]{80mm}Bacteria, aislada de los tallos de Dahlia con síntomas de podrido blando\end{minipage} + + +
Burkholderia glumae \begin{minipage}[t]{80mm}Bacteria, aislada de las plantas de arroz con necrosis atípica y marginal\end{minipage} + +
Bacillus subtilis Cepa F1695 \begin{minipage}[t]{80mm}Bacteria, aislada de la rizosfera de la patata en un campo afectado libre de podrido. Bioregulador\end{minipage} -
\begin{minipage}[t]{155mm} + + +: Se observa antagonismo fuerte si el crecimiento se termina y aparece un halo por el efecto de C-924. En el caso de los hongos, se inhibe el crecimiento radial típico.\end{minipage}
+ +: Efecto de antagonismo medio de C-924 sobre el microorganismo.
+: Efecto de antagonismo leve de C-924 sobre el microorganismo.
Tal como se indica en la tabla 9, existe un efecto antagonista acusado de la cepa Corynebacterium paurometabolum C-924 sobre el hongo Pestlotioa palmarum, Altemaria tabacina y Sacrocladium orizae, que se caracterizan por tener un contenido alto de quitina en sus estructuras. Sólo se observó un antagonismo leve debido a la acción de sulfuro de hidrógeno. En el caso de interacción con las bacterias estudias, el antagonismo se observó en las dos cepas patógenas (Erwinia chrysanthemi y Burkholderia glumae), mientras que no se observó antagonismo en el caso de Bacillus subtilis, ya que se aisló de una tierra antagonista con otros microorganismos y, por lo tanto, era más resistente a los factores medioambientales adversos.

Claims (22)

1. Una composición para uso agrícola o veterinario que comprende al menos un agente quitinolítico o agente inductor de actividad quitinolítica, y sulfuro o un agente productor de sulfuro.
2. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho agente quitinolítico es una quitinasa.
3. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho agente quitinolítico es un agente productor de quitinasa.
4. Una composición según la reivindicación 3, en donde el agente productor de quitinasa es un microorganismo que contiene entre 10^{7} unidades formadoras de colonias (UFC) y 10^{12} UFC de dicho microorganismo por gramo de composición.
5. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho agente productor de actividad quitinolítica es quitina.
6. Una composición según la reivindicación 5, en donde el intervalo de quitina es del 1% al 50%.
7. Una composición según la reivindicación 1, en donde dicho agente productor de sulfuro es un microorganismo.
8. Una composición según la reivindicación 7, que contiene entre 10^{7} UFC y 10^{12} UFC de dicho microorganismo por gramo de composición.
9. Una composición según la reivindicación 1, en donde dichos agentes productores de sulfuro son agentes químicos.
10. Una composición según la reivindicación 1, en donde la producción de sulfuro está entre 0,1 mg/minuto y 1,0 mg/minuto por gramo de composición.
11. Una composición según la reivindicación 1, en donde el agente quitinolítico y el agente productor de sulfuro son un microorganismo.
12. Una composición según las reivindicaciones 1 a 11, para el control de zoonematodos parásitos.
13. Una composición según la reivindicación 12, en donde los zoonematodos parásitos son Heamonchus spp, Tricholstrongylus spp y Dictiocalus spp.
14. Una composición según las reivindicaciones 1 a 11, para el control de nematodos parásitos de plantas.
15. Una composición según la reivindicación 14, en donde los nematodos parásitos de plantas son Meloidogyne spp y Radopholus similis.
16. Una composición según las reivindicaciones 1 a 11, para el control de bacterias patógenas de plantas y animales.
17. Una composición según la reivindicación 16, en donde las bacterias patógenas son Erwinia spp. y Burkholderia spp.
18. Una composición según las reivindicaciones 1 a 11, para el control de hongos patógenos de plantas y animales.
19. Una composición según la reivindicación 18, en donde los hongos patógenos son Pestalotia palmarum, Alternaria tabacina y Sarcocladium orizae.
20. Una composición según las reivindicaciones 1 a 11, para el control de trematodos parásitos.
21. Una composición según la reivindicación 20, en donde el trematodo parásito es Fasciola hepatica.
22. Una composición para el uso agrícola y/o veterinario según las reivindicaciones anteriores, en donde dicho vehículo puede ser un fertilizante, una tierra precintada, un dispositivo para el encubrimiento de semillas, un polvo, un granulado, un nebulizador, una suspensión, un líquido, o cualquiera de las formas indicadas, en una formulación encapsulada para el control de helmintos, bacterias y hongos parásitos.
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