Title: Mecanismos de accin de agentes de biocontrol
1Mecanismos de acción de agentes de biocontrol
- Montevideo,
- 25 de febrero al 7 de marzo de 2008
2Mecanismos de acción
- B
- Interacción agente-patógeno
- Amensalismo
- Parasitismo
- Competencia por nutrientes
- Hipovirulencia
- A
- Interacción agente-huésped
- Inducción de resistencia
- Competencia por nutrientes
3Mecanismos de acción (I)Amensalismo
- Definición Producción por parte de un organismo
(antagonista) de sustancias inhibitorias o
tóxicas para otro tipo de organismo. - a)Antibióticos
- b)Bacteriocinas o toxinas killer
- c)Enzimas degradadoras de señales de quorum
sensing - d)Enzimas líticas de pared
4a) Antibióticos
- Productos del metabolismo secundario de un
microorganismo que provocan la muerte o la
inhibición del crecimiento de otro. - Compuestos orgánicos de bajo peso molecular
- Activos en bajas concentraciones (menores de 10
ppm) - Detección in vitro sencilla
- Cultivos duales
- Ensayos de difusión
5Antibióticos
6Problemas
- Producción muy dependiente de las condiciones de
cultivo - Pueden aparecer cepas resistentes
- Acción frente a flora benéfica
-
- Ejemplos
- Agrobacterium K84 Agrocin 84
- Pseudomonas fluorescens Pirrolnitrina
- Pseudomonas syringae Siringomicina E
- Aureobasidium pullulans Aureobasidina
7EjemploBiocontrol de Agalla de corona
- Producida por Agrobacterium tumefaciens
- Antagonista Agrobacterium radiobacter
- Descubierto por Kerr en 1970
8Agalla de corona
9Biocontrol de agalla de corona
- Agrobacterium radiobacter K84 produce un
antibótico (agrocin 84) activo contra
Agrobacterium tumefaciens - Esta información genética está codificada en un
plásmido - Agrobacterium radiobacter K84posee la información
necesaria para resistir a agrocin 84
10Biocontrol de agalla de corona
- Han aparecido cepas de Agrobacterium tumefaciens
resistentes al agrocin 84 por transferencia de la
información de resistencia - Se ha creado por ingeniería genética la cepa
Agrobacterium radiobacter K1026 a partir de la
cepa K84 impidiendo la transferencia de genes de
resistencia al agrocin 84 - Está registrada como biopesticida por la EPA
11b) Bacteriocinas
- Principalmente compuestos proteicos activos
contra bacterias muy relacionadas - Ejemplos
- Bacteriocina purificada de Pseudomonas syringae
pv. ciccaronei inhibe P. s. pv. savastanoi in
vitro y sobre planta.
12b) Toxinas killer
Toxinas de naturaleza peptídica, producidas por
levaduras.
13Toxinas killer
Toxinas killer de Saccharomyces codificadas por
ARN de doble cadena
14c)Producción de enzimas líticas
- Enzimas capaces de degradar compuestos de la
pared de patógenos fúngicos - Pueden provocar ruptura de pared y lisis celular
- Enzimas involucradas
- ß 1-3 y ß 1-6 glucanasas
- quitinasas
- proteasas
15Chitin
Chitin
16Pared fúngica
17Producción de enzimas líticas
Penicillium rugulosum en cultivo dual con
Monilinia fructicola
18Producción de enzimas líticas
- Cryptococcus laurentii productor de ß1,3
glucanasas
19- Aureobasidium pullulans productor de quitinasas y
ß1,3 glucanasas in vitro y en heridas de fruto
20d)Degradación de señales de quorum sensing
21Comunicaciones célula-célula en microorganismos
Sensores de quorum (Quorum Sensing,QS) o
autoinductores
Las células producen y detectan moléculas señal
mediante las cuales se dispara una acción
concertada de toda la población. Esta acción
comienza sólo cuando se alcanza una concentración
crítica de la molécula señal (que corresponde a
una concentración dada de células)
No hay respuesta concertada
22Degradación de señales de quorum sensing
Ensayos sobre papa de biocontrol de E.
carotovora 1 Control
2 Bacillus productor de lactonasa 3
Pseudomonas no controladora 4 Pseudomonas (3)
con plásmido para prod . de lactonasa
1 2 3 4 5 6 7
23Mecanismos de acción (II)Micoparasitismo
- Utilización del hongo patógeno como alimento por
el antagonista
24Micoparasitismo
- Implica la producción de enzimas degradadoras de
paredes fúngicas - ß 1-3 glucanasas,
- quitinasas,
- proteasas
- A veces está mediado por lectinas
25Micoparisitismo
Micoparisitismo de Pichia guillermondii a
Botrytis cinerea
26Mecanismos de acción (III) Competencia
- Comportamiento desigual de dos o más organismos
frente a un mismo requerimiento, cuando la
utilización del mismo por uno de los organismos,
lo vuelve insuficiente para los demás. - Competencia por
- Espacio
- Oxígeno
- Nutrientes Carbono, nitrógeno, hierro, etc.
27Colonización del sitio de acción
- Ejemplo Colonización de Aureobasidium pullulans
B23 en heridas de manzana Red delicious a 1ºC
28Producción de sideróforos
Competencia por hierro
Aureobasidium pullulans B produce sideróforos del
tipo hidroxamato
29Competencia
Inhibición germinación disminución promedio en
la germinación de las conidias de 30 por
Aureobasidium pullulans B21, comparando con
control
30Mecanismos de acción (IV) Hipovirulencia
- Disminución de la agresividad de un
- patógeno
- Ejemplo
- Control biológico cancro del
- castaño producido por Cryphonectria
- Agente de biocontrol
- Cepas hipovirulentas del patógeno
- portadoras de mycovirus
- Modo de control
- Pasaje del mycovirus a las cepas virulentas
31Mecanismos de acción (V)Inducción de resistencia
- Resistencia Capacidad de un organismo
sobreponerse completamente o en cierto grado a la
acción de un patógeno
32Interacciones planta patógeno
- Compatibles Se produce enfermedad
- Incompatibles La planta resiste. No hay
enfermedad - Resistencia
- Constitutiva
Inducida -
33Resistencia Inducida
- Reconocimiento planta-inductor
- Liberación de señales
- Activación de sistemas de defensa inducibles
34(No Transcript)
35Mecanismos de defensa inducibles
- Pueden activarse por
- Interacciones patógeno-planta
- Heridas (daño físico o químico)
- Inductores microbianos (controladores biológicos)
- Inductores químicos (BION)
36Mecanismos de defensa
Barreras estructuralesLignina, suberina
Enzimas PRP ß 1-3 glucanasaEndoquitinasas
InductoresFísicosQuímicosMicrobianos
Sustancias antifúngicasfitoalexinasradicales
libres
37LAR (Resistencia localizada)
24 horas después de la inoculación de heridas de
manzana con Aureobasidium pullulans L47 se
observó la producción de hidrolasas antifúngicas
(quitinasas, glucanasas) y de peroxidasa.Se
relaciona la actividad biocontroladora con la
inducción de resistencia
38Resistencia sistémica
Clarke et al. (2000) Plant Cell 12 2175
39Inductores químicos
- Ácido salicílico
- Acibenzolar-S-metil (BION)
- Ácido gama aminobutírico
- Quitosano y derivados
- Harpin (proteína producida por Erwinia amylovora)
(Messenger)
40Inducción de resistencia (Ejemplos)
- Inductores biológicos
- Candida saitoana induce resistencia en heridas
vecinas (El-Gaouth et al. 2001) - PGPR (Plant growth promoting rhizobacteria)
induce ISR en tomate contra Phytophtora infestans
(Yan et al. 2002)
41Ejemplos
- Control of postharvest decay of apple fruit with
Candida saitoana and induction of defense
responses. - ( El Gaouth et al. (2003) Phytopathology)
Inducción de resistencia a distancia
42(No Transcript)
43Conclusiones
- Los agentes de biocontrol pueden actuar por
varios mecanismos de acción - Se busca que el agente aplicado ejerza el
biocontrol por más de un mecanismo - Es posible combinar agentes que actúen por
mecanismos diferentes de forma de potenciar su
acción biocontroladora.