Uso de quitosano para aumentar la formación de apresorios, el parasitismo de nematodos fitopatógenos y la colonización rizosférica por Pochonia chlamydosporia.
La presente invención se refiere al uso de quitosano para aumentar la formación de apresorios en Pochonia chlamydosporia y/o aumentar la patogenicidad de Pochonia chlamydosporia sobre huevos de nematodos.
La presente invención también se refiere al uso de quitosano para aumentar la colonización de raíces de plantas por Pochonia chlamydosporia sin afectar al desarrollo de las mismas.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201431399.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE ALICANTE.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: LOPEZ LLORCA,LUIS VICENTE, ESCUDERO BENITO,Nuria, LÓPEZ MOYA,Federico.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A01N43/16 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA. › A01N CONSERVACION DE CUERPOS HUMANOS O ANIMALES O DE VEGETALES O DE PARTES DE ELLOS (conservación de alimentos o productos alimenticios A23 ); BIOCIDAS, p. ej. EN TANTO QUE SEAN DESINFECTANTES, PESTICIDAS O HERBICIDAS (preparaciones de uso médico, dental o para el aseo que eliminan o previenen el crecimiento o la proliferación de organismos no deseados A61K ); PRODUCTOS QUE ATRAEN O REPELEN A LOS ANIMALES; REGULADORES DEL CRECIMIENTO DE LOS VEGETALES. › A01N 43/00 Biocidas, productos que atraen o repelen a los animales perjudiciales, o reguladores del crecimiento de los vegetales, que contienen compuestos heterocíclicos (que contienen anhídridos cíclicos, imidas cíclicas A01N 37/00; que contienen compuestos de fórmula , que no tienen más que un heterociclo en los que m≥1 y n≥0 y es una pirrolidina, una piperidina, una morfolina, una tiomorfolina, una piperazina o una polimetilenoimina, no sustituida o sustituida por un alcoilo, que tiene al menos cuatro grupos CH 2 A01N 33/00 - A01N 41/12; que contienen ácidos ciclopropanocarbhoxílicos o sus derivados, p. ej. ésteres con heterociclos, A01N 53/00). › con oxígeno como heteroátomo del ciclo.
- A01N63/04
- A01P21/00 A01 […] › A01P BIOCIDAS, SUSTANCIAS QUE REPELEN O QUE ATRAEN A ANIMALES NOCIVOS O PREPARACIONES O COMPUESTOS QUIMICOS CON ACTIVIDAD REGULADORA DEL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS. › Reguladores del crecimiento de vegetales.
- A01P5/00 A01P […] › Nematocidas.
- C12N1/14 QUIMICA; METALURGIA. › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA. › C12N MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS CONTIENEN; PROPAGACION, CULTIVO O CONSERVACION DE MICROORGANISMOS; TECNICAS DE MUTACION O DE INGENIERIA GENETICA; MEDIOS DE CULTIVO (medios para ensayos microbiológicos C12Q 1/00). › C12N 1/00 Microorganismos, p.ej. protozoos; Composiciones que los contienen (preparaciones de uso médico que contienen material de protozoos, bacterias o virus A61K 35/66, de algas A61K 36/02, de hongos A61K 36/06; preparación de composiciones de uso médico que contienen antígenos o anticuerpos bacterianos, p. ej. vacunas bacterianas, A61K 39/00 ); Procesos de cultivo o conservación de microorganismos, o de composiciones que los contienen; Procesos de preparación o aislamiento de una composición que contiene un microorganismo; Sus medios de cultivo. › Microorganismos fúngicos (cultivo de setas A01G 18/00; como novedades vegetales A01H 15/00 ); Sus medios de cultivo.
- C12N1/38 C12N 1/00 […] › Estimulación química del crecimiento o de la actividad por adición de compuestos químicos que no son factores esenciales de crecimiento; Estimulación del crecimiento por eliminación de un compuesto químico (C12N 1/34 tiene prioridad).
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Fragmento de la descripción:
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USO DE QUITOSANO PARA AUMENTAR LA FORMACIÓN DE APRESORIOS, EL PARASITISMO DE NEMATODOS FITOPATÓGENOS Y LA COLONIZACIÓN RIZOSFÉRICA POR POCHONIA CHLAMYDOSPORIA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se encuadra en el campo de la horticultura y agronomía en general, y en particular, se refiere al uso de quitosano para incrementar la infección de nematodos fitopatógenos y la colonización rizosférica de cultivos mediante hongos agentes de control biológico.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
El género de nematodos fitopatógenos más importante es Meloidogyne spp., ya que afecta seriamente tanto a la cantidad como a la calidad de las cosechas de numerosos cultivos agrícolas. Las cuatro especies principales de Meloidogyne: M. incognita, M. javanica, M. arenaria y M. hapla causan pérdidas a nivel mundial en torno al 30%, aunque las pérdidas agrícolas a nivel individual, en focos localizados, son mucho mayores.
La mayoría de cultivos agrícolas de importancia económica se ven afectados por al menos una especie de dicho género. El tomate es un buen huésped para los nematodos agalladores, se trata además del cultivo más ampliamente distribuido en la cuenca mediterránea (Ornat y Sorribas, 2008) .
Una de las especies más importantes de hongos parásitos de huevos de nematodos es Pochonia chlamydosporia (Goddard) Gams y Zare. Este hongo se ha estudiado como agente de control biológico contra nematodos debido a su amplia distribución mundial infectando especies de nematodos fitopatógenos de importancia económica (como Meloidogyne spp.) . Esta especie es común tanto en el suelo como en la rizosfera externa pero también tiene la capacidad de colonizar tejidos epidérmicos y corticales de la raíz de plantas, con interés económico, como el tomate y la cebada (Macia-Vicente, 2009a) . Esta capacidad de colonización radicular se ha sugerido como un prerrequisito importante para un buen agente de control biológico de enfermedades radiculares.
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Por otro lado, se ha comprobado que la colonización endofítica de las raíces por Pochonia chlamydosporia (P. chlamydosporia) conlleva beneficios para la planta huésped, como la promoción del crecimiento o protección frente a patógenos radiculares (Macia-Vicente y col., 2009b) . Todas estas características hacen de P. chlamydosporia una herramienta útil para el control de nematodos fitopatógenos en Agricultura Sostenible. Además su capacidad de colonización y establecimiento de forma endofítica en las raíces de cultivos podría suponer una ventaja para el hongo en los agroecosistemas facilitando su efecto antagonista frente a nematodos. El problema que presenta la aplicación de P. chlamydosporia en la rizosfera es la disminución de la colonización con el tiempo por la elevada tasa de crecimiento radicular respecto al crecimiento fúngico (Escudero & Lopez-Llorca, 2012) .
Químicamente la quitina es un β-1, 4-glucano formado por unidades de N-acetilglucosamina. La quitina forma parte de estructuras biológicas, como el exoesqueleto de invertebrados acuáticos (principalmente crustáceos y moluscos) y terrestres (insectos y nematodos) . También se ha observado en la pared celular de algunas algas verdes, así como en la pared celular de las hifas de los hongos verdaderos. El quitosano se sintetiza en dichos organismos por desacetilación enzimática de la quitina mediante las quitín desacetilasas.
Además de por mecanismos biológicos se puede obtener quitosano por procesos químicos, sometiendo la quitina a un medio básico muy concentrado (elevado pH) e incubándola a temperaturas superiores a 60º C. El quitosano obtenido en estas condiciones es similar al producido en la naturaleza.
En la actualidad el quitosano es un compuesto con un enorme potencial, del que se han descubierto diferentes aplicaciones, logrando importantes avances tanto en medicina como en agricultura. El quitosano es un polímero policatiónico que interacciona con moléculas con carga negativa, aspecto importante en el tratamiento de vertidos de aguas residuales. El quitosano es un compuesto que presenta un gran potencial como agente antimicrobiano por su actividad bactericida y fungicida por desestabilizar las membranas en hongos fitopatógenos sensibles (Palma-Guerrero J., Lopez-Jimenez J.A., Pérez-Berná A.J., Huang I., Jansson H., Salinas J., Lopez-Llorca L.V., 2010. Membrane fluidity determines sensitivity of filamentous fungi to chitosan. Mol Microbiol. 75 (4) , 1021-1032) . Sin embargo el quitosano es compatible con hongos agentes de control biológico (Palma-Guerrero J., Jansson H-B., Salinas J., Lopez-Llorca L.V., 2008. Effect of chitosan on hyphal growth and spore germination of plant pathogenic and biocontrol fungi. J. Appl. Microbiol., 104 (2) , 541-553) . En particular en los hongos nematófagos (incluyendo a P. chlamydosporia) y hongos P201431399
entomopatógenos el quitosano aumenta la esporulación.
Se hace necesario a la luz de lo anteriormente expuesto el aumentar la capacidad parasítica de Agentes de Control Biológico (como P. chlamydosporia) y su capacidad de colonizar 5 raíces de cultivos huéspedes (como el tomate) de dichos nematodos fitopatógenos (del género Meloidogyne y otros) .
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención soluciona los problemas descritos anteriormente ya que se refiere al uso del quitosano para aumentar la patogenicidad contra nematodos y la colonización de raíces de cultivos por P. chlamydosporia.
Mediante la presente invención se facilitala aplicación de P. chlamydosporia favoreciendo su 15 acción nematicida y promotora del crecimiento de cultivos en los agro-ecosistemas.
Así pues en un primer aspecto, la presente invención se refiere al uso de quitosano para aumentar la formación de apresorios en P. chlamydosporia y/o aumentar la patogenicidad de P. chlamydosporia sobre huevos de nematodos.
Por patogenicidad, la presente invención se refiere tanto a la incidencia de la infección (% huevos infectados) , como a la severidad de la misma (agudeza de la infección medida como número medio de hifas penetrando un huevo de nematodo) .
En una realización particular de la presente invención, el quitosano se encuentra en una concentración comprendida entre 0.1-2 mg/ml.
En otra realización particular de la presente invención, los nematodos pertenecen al género Meloidogyne.
En otro aspecto, la presente invención se refiere al uso de quitosano para aumentar la colonización de raíces de plantas por P. chlamydosporia sin afectar al desarrollo de las plantas.
En una realización en particular de la presente invención, el quitosano se encuentra en una concentración comprendida entre 0.01-0.1 mg/ml.
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En otra realización particular de la presente invención, el quitosano se aplica en pautas de riego.
Por quitosano en la presente invención se refiere a quitosano de origen biológico o de origen químico. En la presente invención por origen biológico se refiere a quitosano natural con un origen animal o fúngico y por origen sintético se refiere a un quitosano sintetizado en el laboratorio mediante procedimientos químicos o bioquímicos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1. En esta gráfica se observa que la aplicación de quitosano sobre conidios germinados de P. chlamydosporia aumenta significativamente la diferenciación de apresorios, estructuras necesarias para el parasitismo de huevos de nematodos por P.
chlamydosporia.
Figura 2. En esta figura se observa que el uso del quitosano aumenta el parasitismo de huevos del nematodo fitopatógeno M. javanica por P. chlamydosporia. En este experimento se ha medido tanto la incidencia (% huevos infectados) como la severidad (agudeza de la infección medida como número medio de hifas penetrando un huevo de nematodo) .
Figura 3. En esta figura se observa el efecto de la concentración de quitosano en el riego sobre el desarrollo de plantas de cebada a los 21 días de tratamiento continuado.
Figura 4. En esta figura se analiza el efecto de la concentración de quitosano en el riego sobre el desarrollo de plantas de cebada: (a) peso fresco y seco aéreos y peso fresco radicular, (b) longitud máxima aérea y radicular.
Figura 5. En esta figura se observa el efecto de la concentración de quitosano en el riego 30 sobre el desarrollo de plantas de tomate a los 21 días de tratamiento continuado.
Figura 6. En esta figura se analiza el efecto de la concentración de quitosano en el riego sobre el desarrollo de plantas de tomate: (a) peso fresco y seco y peso fresco radicular, (b) longitud máxima aérea y radicular.
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Reivindicaciones:
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1. Uso de quitosano para aumentar la formación de apresorios en Pochonia chlamydosporia y/o aumentar la patogenicidad de Pochonia chlamydosporia sobre huevos de nematodos.
2. Uso según la reivindicación 1, donde el quitosano se encuentra en una concentración comprendida entre 0.1-2 mg/ml.
3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los nematodos pertenecen al género Meloidogyne.
4. Uso de quitosano para aumentar la colonización de raíces de plantas por Pochonia 10 chlamydosporia sin afectar al desarrollo de las plantas.
5. Uso según la reivindicación 4, donde el quitosano se encuentra en una concentración comprendida entre 0.01-0.1 mg/ml.
6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 4-5, donde el quitosano se aplica en pautas de riego.
7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el quitosano es de origen biológico o sintético.
8. Uso según la reivindicación 7, donde el quitosano es de origen animal o fúngico.
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