Gracias a una cepa local

Cululú podría ser la cuna del nuevo Bt

  • Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) trabajan en generar una colección de bacterias autóctonas de la provincia de Santa Fe con propiedades insecticidas. El objetivo es usarlas para crear biopesticidas para aplicar a los cultivos y para contrarrestar la resistencia que adquieren los insectos.
Cululú podría ser la cuna del nuevo Bt
 

Campolitoral

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La revolución de la tecnología Bt empieza a envejecer, con el desarrollo de resistencia a la toxina por parte de los insectos blanco, y los investigadores deben redoblar la apuesta para encontrar nuevas herramientas.

Es lo que están haciendo desde la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNL el microbiólogo y doctor en biotecnología Leopoldo Palma y el docente e investigador del CONICET Eleodoro Del Valle, quienes buscan cepas autóctonas del Bacillus thuringiensis para desarrollar bioinsecticidas -o nuevas plantas transgénicas- capaces de controlar las plagas que se han transformado en problema.

Hasta ahora dieron muy buenos resultados las cepas aisladas en la localidad de Cululú, que lograron una alta mortalidad en ejemplares de Spodoptera cosmioides, conocida como oruga del yuyo colorado, sobre la cual se lanzó un alerta por tener una alta tolerancia a la proteína Cry1Ac (la toxina de los materiales Bt).

Con el desarrollo de un bioinsecticida con una cepa nueva, “el primero que gana es el medio ambiente, porque se podría reducir el uso de productos químicos”, afirmó Palma, y arriesgó la posibilidad de llegar al consumidor en un plazo hipotético de 5 años.

Una bacteria codiciada

Oriundo de Rio Cuarto, Córdoba, Palma desembarcó en la UNL en enero de 2015 gracias a una beca de repatriación del CONICET, por la cual retornó al país tras 10 años en España, donde hizo su doctorado (Universidad de Navarra). Especializado en el estudio del Bacillus thuringiensis, su proyecto de vacancia en la facultad de Esperanza apunta a desarrollar bioinsecticidas en base a esa bacteria.

“El plan de trabajo que presenté proponía realizar aislamientos autóctonos de esta bacteria que pudieran tener alguna actividad insecticida”, explicó.

Cululú podría ser la cuna del nuevo Bt

De visita. Oriundo de Río Cuarto, cada vez que Leopoldo Palma visita la su familia lleva el barreno y aprovecha para tomar muestras. Foto: Gentileza Leopoldo Palma

El científico relató que las actividades a campo, junto a Del Valle, se iniciaron en el otoño, para luego comenzar a realizar los aislamientos en laboratorio “de manera muy rudimentaria porque no hay muchos recursos con la línea de vacancia”.

Palma explicó que la bacteria Bt es muy codiciada para hacer un control de plagas sustentable o ecológico, ya que logra el objetivo sin afectar otros insectos ni generar contaminación. “Existen varias cepas, que se vienen utilizando desde hace muchos años y están generando resistencia en algunas especies de insectos; por eso el interés de encontrar nuevas que no generen resistencia”, indicó.

Además explicó que la variabiliad genética es bastante amplia -incluso él mismo secuenció varios genomas- y que el trabajo consiste en aislar cepas para luego determinar si las proteínas pueden o no ser insecticidas.

Las pruebas sobre cosmioides se hicieron “porque era la única especie que teníamos disponible para hacer pruebas” y no porque fuera la que mostraba tolerancia a la tecnología Bt. “Dio la casualidad de que una compañera tenía una población ya instaurada en la Facultad”, precisó, y así se garantizó ejemplares estables y libres de enfermedades que pudieran alterar los resultados. “Estamos pensando también exptrapolar las pruebas a otras especies en un futuro cercano”, adelantó.

Letal para orugas duras

En base a los resultados morfológicos y por la toxicidad que demuestra, Palma está seguro de que la cepa de Cululú es Bt, aunque el protocolo indica que debe confirmarse con un análisis molecular, para lo cual “todavía no tenemos los insumos necesarios”.

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Zona relevada. En el mapa puede verse el circuito de muestreo realizado junto a Eleodoro Del Valle. Foto: Gentileza Leopoldo Palma

El investigador destacó que por su variabilidad genética estas bacterias son capaces de producir un gran número de proteínas tóxicas para los insectos con distintas especificidades. “Pueden actuar contra lepidópteros, coleópteros, otras plagas de los cultivos y mosquitos vectores de enfermedades. La idea es aislar nuestras cepas tratando de encontrar especificidades desconocidas hasta la fecha, porque serían un recurso autóctono de gran valor para nuestro país”, resumió.

Si bien comenzaron el muestreo en Esperanza, luego continuaron en toda la zona. Y la idea es llegar a tomarlas de diversos puntos del país para aumentar las posibilidades de encontrar cepas útiles. “Cuando visito a la familia en Córdoba -explicó- aprovecho para muestrear y si algún amigo viaja de vacaciones le pido también que me traiga un poquito de tierra, así es que tengo muestras de suelo de lugares tales como San Martín de los Andes”.

Hasta el momento, Palma y Del Valle aislaron 12 cepas tipo Bt, entre las cuales se destacan las de la localidad de Cululú, que provocó en laboratorio una mortalidad del 80% en larvas de Spodoptera cosmioides. “Hay que probar con más especies, pero al menos ya vimos que contra ésta funciona bien”, por lo que la posibilidad de que sea activa contra algunas especies relacionadas es bastante amplia, contó. Y agregó: “que tenga actividad contra esta oruga significa que, muy probablemente, funcione también contra otras especies de Spodoptera o Helicoverpa u otros insectos plaga importantes en el país o el mundo por el daño que producen”.

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En laboratorio. En placas de petri, donde se realizan los cultivos de bacterias, se observan las colinas de tipo Bt que se aislaron de suelo.

Potencial económico y ambiental

La patogenicidad del Bt contra algunos insectos se debe a la presencia de toxinas proteicas. “Una vez que ingieren una hoja contaminada por el bioinsecticida (o de una planta transgénica), las proteínas insecticidas se activan en el intestino del insecto y producen el efecto tóxico dañando el epitelio intestinal. Posteriormente la larva sufre parálisis intestinal, resulta incapaz de alimentarse y muere de inanición. Adicionalmente, las esporas de la bacteria pueden germinar y contribuir a la mortalidad por septicemia. Bt es una bacteria que puede producir cristales proteicos tóxicos generados durante la fase de esporulación ante condiciones adversas del medio ambiente. Son esos cristales y esporas los que se utilizan como la materia activa en formulados bioinsecticidas Bt (por ejemplo, DiPel o Crymax, en base a la subespecie kurstaki, o XenTari con la subespecie aizawai). Por otro lado, en los años 80 se comenzaron a utilizar los genes de las proteínas tóxicas para producir plantas transgénicas”, detalló.

Según manifestó el investigador, la exploración de recursos biológicos para la producción de nuevos formulados deviene de la tolerancia o resistencia que generan los insectos contra los biopesticidas más utilizados. “Hay bibliografía que demuestra que los insecticidas que se han estado utilizando desde aproximadamente unos 40 años ya están generando resistencia en algunas especies. Por eso es que buscamos soluciones y alternativas. Es un problema que requiere atención inmediata”, afirmó.

Palma aseguró que ni el insecticida ni las plantas tratadas genéticamente son nocivas para la fauna acuícola, los mamíferos o para el ser humano. “La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) aprobó la bacteria hace mucho tiempo para la producción de formulados. Por la especificidad que tienen sus componentes bioinsecticidas no producen ningún efecto negativo y son biodegradables”, apuntó.

El próximo paso es continuar con la recolección de muestras hasta lograr un mínimo de 100 aislamientos y conformar un pequeño cepario. Luego identificarán contra qué insectos son nocivas. Y finalmente determinarán el genoma de los aislados para deducir dónde residen sus propiedades insecticidas “para ver cuales son las proteínas que generan mortalidad en los insectos y descartar que sean idénticas a las que se vienen usando y que ya están patentadas”.

Con los recursos necesarios, en un año se podría determinar técnicamente si es explotable la cepa. Y luego seguiría el patentamiento “que lleva varios años”. A partir de ahi, el desarrollo podría usufructuarse directamente, vender la patente o bien coparticiparla con una empresa, sobre todo para poder producir un bioinsecticida a escala industrial. Además, “tendría impacto a nivel social porque generaría fuentes de trabajo, a partir de un producto comercial que incluso podría ser exportado”.

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Con aumento. Así se ven al microscopio los cristales (toxinas) teñidos de azul, las esporas y las células vegetativas. Fotos: Gentileza Leopoldo Palma

 

Son pocas, pero están

  • La susceptibilidad de la soja Bt que contiene la proteína Cry1Ac que se introdujo en Argentina, afecta a la mayoría de las especies de orugas comunes en este cultivo en el país. Sin embargo esta proteína (tóxica para las larvas), al menos en las concentraciones de los materiales actuales, tiene poco efecto sobre otras especies.
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En los últimos años, la ocurrencia de orugas del género Spodoptera está en aumento en el cultivo de soja. A la conocida Spodoptera frugiperda (la cogollera del maíz) se agrega Spodoptera cosmioides (la oruga del yuyo colorado), cada vez más frecuente.

El último reporte de trampas de feromonas realizado por los ingenieros María del Pilar Aramberri y Diego Hugo Perez en la zona de Gálvez indicó la detección de un ejemplar de Spodoptera cosmioides, en el marco de un crecimiento de la población de orugas. Desde que se inició el monitoreo sólo se detectaron 3 ejemplares de oruga del yuyo colorado, por lo que se considera la existencia de una baja población.

 

Otro descubrimiento, realizado por azar

  • Durante los relevamientos a campo, en busca de cepas de Bt en el suelo, Palma y Del Valle se encontraron con una novedad: hallaron un cultivo de soja atestado de larvas de Anticarsia gemmatalis (oruga de las leguminosas) atacadas por el hongo Nomuraea riley “que también se usa como bioinsecticida en otras parte del mundo”.
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La particularidad fue “haber encontrado la epizootia a campo totalmente natural, porque nadie había fumigado con el hongo”. De ahí que el descubrimiento tenga el potencial de identificar una cepa autóctona con la cual -al igual que sobre Bt- pueda desarrollarse un nuevo bioinsecticida. “Tengo guardadas las esporas porque no descarto en un futuro utilizarlas como segunda línea de investigación en mi trabajo”, indicó Palma, quien junto a Del Valle publicaron el hallazgo en la Revista Argentina de Microbiología.