SHORT COMMUNICATION

Efecto biofungicida del gel de Aloe vera sobre Mycosphaerella fijiensis, agente causal de la Sigatoka negra en Musa (AAA)

In vitro evaluation of the Aloe vera gel on Mycosphaerella fijiensis, causative agent of black Sigatoka disease in Musa (AAA)

 

Edwin Jaramillo Aguilar*; Salomon Barrezueta-Unda; Eduardo Luna Romero; Sara Castillo Herrera

Universidad Técnica de Machala, Unidad Académica de Ciencias Agropecuarias, Campus Universitario, Av. Panamericana km 5.5. Machala, El Oro, Ecuador.

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Resumen

El objetivo de este trabajo fue evaluar a nivel in vitro la actividad antifúngica del gel de Aloe vera sobre el crecimiento micelial de Mycosphaerella fijiensis. Se utilizó la técnica de envenenamiento en el medio de cultivo PDA para determinar la actividad antifúngica del gel. El diseño utilizado fue completamente al azar, con siete tratamientos y tres repeticiones. En los tratamientos se utilizó un fungicida químico comercial (propiconazol), a 250 ppm y 500 ppm; un biofungicida comercial (Trichoderma sp.) a 500 ppm y 1000 ppm; ambos productos se usaron como testigo químico y biológico, respectivamente; el gel de Aloe vera a 500 ppm y 1000 ppm; y un testigo absoluto. Se determinó diferencias significativas entre los tratamientos (ANOVA), El test de Tukey demostró que todos los tratamientos registraron diferencia significativa (p ≤ 0,05) con respecto al testigo absoluto. El propiconazol presentó el mayor porcentaje de inhibición del micelio (73,10%); el test de Tukey y el porcentaje de inhibición del micelio presentaron valores similares en el control del crecimiento del hongo a los 30 días de inoculación, en los tratamientos gel de Aloe vera y el T6 de Trichoderma sp. Los resultados sugieren que el Aloe vera podría ser un adecuado biofungicida para el control de Mycosphaerella fijiensis, agente causal de la Sigatoka negra.

Palabras clave: gel Aloe vera; Mycosphaerella fijiensis; Musa (AAA); propiconazol; Trichoderma sp.

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Abstract

The aim of this study was to evaluate in vitro antifungal activity of Aloe vera gel on mycelial growth of Mycosphaerella fijiensis. Poisoning technique was used in PDA growth medium to for determine antifungal activity of gel. The design used was completely random, with seven treatments and three repetitions. In treatments, it was used a commercial fungicide (propiconazole), 250 ppm and 500 ppm; a commercial biofungicide (Trichoderma sp.) at 500 ppm and 1000 ppm; both products were used as chemical and biological control, respectively; Aloe vera gel 500 ppm and 1000 ppm; and an absolute control. significant differences were detected in treatments (ANOVA), Tukey test showed that all treatments registered significant difference (p ≤ 0.05) with respect to absolute control. Propiconazole had the highest inhibition Percentage of mycelium (73.10%), The Tukey test and inhibition percentage of mycelium demonstrated similar values in the control of the fungus growth in the 30 days of the inoculation, in the Aloe vera gel treatments and the T6 Trichoderma sp. The results suggest that Aloe vera could be a suitable biofungicide to control Mycosphaerella fijiensis, causative agent of black Sigatoka.

Keywords: Aloe vera gel; Mycosphaerella fijiensis; Musa (AAA); propiconazole; Trichoderma sp.

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1. Introducción

La importancia del cultivo de banano (Musa AAA) en la mayoría de países la-tinoamericanos radica en la generación de divisas, empleo y seguridad alimentaria (Alvarez et al. , 2013) . Particularmente en el Ecuador, este cultivo se desarrolla en aproximadamente 220 mil ha, que repre-senta el 10% de la superficie agrícola del país (PROECUADOR, 2013) . Las condi-ciones climáticas, la variedad del cultivo, variabilidad del patógeno y manejo agro-nómico se relacionan directamente con la epidemiología de la enfermedad (Torrado et al., 2008). El hongo se puede propagar en estado sexual llamado Mycosphaerella fijiensis, caracterizado por la producción de esporas llamados ascosporas; y el estado asexual llamado Pseudocercospora fijiensis, que produce esporas denominados conidios (Merchan, 2000).

La Sigatoka negra (SN) es una enfermedad foliar que afecta el área fotosintética de las musáceas y por lo tanto los frutos tienen un menor peso en comparación de las plantas sanas, y en infecciones severas de SN ocasionan la madurez prematura del fruto. La SN tiene un gran impacto en la producción del cultivo del banano, que es causada por el hongo Mycosphaerella fijiensis (Churchill, 2011 ; Fon et al., 2013) . La aplicación aérea de fungicidas es la principal y más eficaz estrategia para controlar la SN, pero causa daños al medio ambiente (Castro et al., 2015) y la salud humana (Durán et al. , 2013) . La resistencia a fungicidas va en aumento y el control químico ya no es eficiente (Manzo et al., 2012; Martínez et al., 2012; Aguilar et al., 2014; Castro et al., 2015 ; Hanada et al., 2015) , surgiendo así el control biológico como alternativa al uso de productos de síntesis química ( Carr, 2012 ; Alvarez et al., 2013) . El biocontrol comprende el uso de hongos o bacterias antagonistas, productos orgánicos o extractos vegetales con efecto biocida (Romero et al. , 2011; Alvindia, 2012) .

En este contexto, Poveda (2010) propone el uso de plantas con actividad antifúngica, que han tenido efecto limitado in vitro, siendo necesario mejorar técnicas y dosis a nivel de laboratorio. Por lo tanto, de especies vegetales con propiedades de biocontrol, se busca extraer compuestos bioquímicos de bajo peso molecular, denominados metabolitos secundarios (Salinas, 2016) . El Aloe vera (AV) es una de las plantas medicinales más importantes en el mundo (Raksha et al., 2014). Zapata et al. (2013) reportan que el AV contiene compuestos bioquímicos capaces de atenuar la proliferación de bacterias, hongos y virus. Según Flores et al. (2016) reportan el efecto inhibitorio de la fracción líquida y gel del AV sobre el crecimiento micelial de Penicillium expansum y Botrytis cinerea. Asimismo, Oliveira et al. (2014) mencionan la actividad antifúngica de la fracción gel de AV a nivel in vitro en medio de cultivo PDA (papa dextrosa agar) y Zapata et al. (2013) reporta que la eficiencia de la actividad antifúngica del gel se relaciona con el incremento de la concentración de Aloina. Además de los extractos vegetales para inhibir el crecimiento fúngico, existen hongos con ésta misma propiedad tal es el caso del Trichoderma sp. (TS) (Kushwaha y Verma, 2014) , que en varias inves-tigaciones han demostrado ser un agente antagónico eficiente debido a la produc-ción de enzimas, producto de actividad antibiótica y mico-parasitismo ( Acosta et al., 2013; Castro et al., 2015; Cavero et al., 2015) .

En la búsqueda de información científica, se evidencia el efecto anti fúngico de AV sobre Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Alternaria alternata, Penicillum digitatum, Dreschlera hawaiensis, Penicillum citrinum, Alternaria citri, Cladosporium sp., Fusarium sp. (Bajwa et al 2007; Sitara et al., 2011; Chauhan et al., 2014; Sajadi et al., 2015). Debido a la limitada información del efecto de AV en el control de la SN se planteó esta investigación.

Así, en este trabajo se presenta una evaluación a nivel in vitro de la actividad antifúngica del gel de Aloe vera sobre el crecimiento micelial de M. fijiensis (MF).

Los resultados de la investigación se contrastaron utilizando un fungicida químico comercial (Propiconazol, PC) y un biofungicida comercial (Trichoderma sp.).

2. Materiales y métodos

Ubicación del experimento

El estudio se realizó en el Laboratorio de Sanidad Vegetal (Área de Fitopatología) de la Unidad Académica de Ciencias Agropecuarias, perteneciente a la Univer-sidad Técnica de Machala (UTMACH), ubicada en el cantón Machala, provincia de El Oro, Ecuador. Localizada en las coordenadas geográficas 3º17’ Latitud Sur y 79º54’Longitud Oeste, a una altitud de 10 msnm.

Obtención del material vegetal y aisla-miento del fitopatógeno

Para la investigación se utilizaron dos tipos de material vegetal. El primero, hojas de AV que se lavaron con agua potable y secaron al ambiente; en la cámara de flujo laminar se desinfestaron por 10 minutos con hipoclorito de sodio al 2% y se enjuagó en agua destilada estéril; secado el material vegetal se extrajo la fase gelatinosa, y posteriormente se filtró con una gasa triple (estéril) y almacenó en un frasco de vidrio color ámbar.

El segundo material vegetal, hojas de banano enfermas con síntomas del tercer, cuarto y quinto estadio de SN (Stover modificada por Gauhl), las cuales fueron recolectadas en las parcelas de la Granja Experimental "Santa Inés" de la UTMACH, y transportadas al laboratorio en fundas de papel. Posteriormente, se cortaron fragmentos de hoja (3x3 mm) con tejido enfermo y en la cámara de flujo laminar se desinfestaron con: etanol al 70% e hipoclorito de sodio al 1%; conse-cutivamente se enjuagaron con agua desti-lada estéril y secadas en papel filtro estéril. Los fragmentos se colocaron en placas Petri, con el envés frente al medio de cultivo papa dextrosa agar (PDA), medio recomendado por Acosta et al. (2004), y fueron incubadas a 25 °C por 15 días para el crecimiento del hongo MF.

Diseño experimental

Los tratamientos aplicados fueron: gel de AV en concentraciones de 500 y 1000 ppm, un fungicida químico comercial del grupo de los Triazoles (PC) a 250 y 500 ppm (utilizado como testigo químico), un biofungicida comercial (TS) a 500 y 1000 ppm (utilizado como testigo de biocontrol), y, adicionalmente se usó un testigo absoluto. El diseño experimental utilizado fue completamente al azar con siete trata-mientos y tres repeticiones, la combinación de los tratamientos y repeticiones produ-jeron 21 unidades experimentales. La unidad experimental estuvo constituida por una placa Petri, la misma que contiene el PDA y un disco del fitopatógeno.

Desarrollo del ensayo

La evaluación de la inhibición de creci-miento radial del micelio (CRM) del hongo fitopatógeno MF para las dosificaciones de los tratamientos, se realizó mediante la técnica de medio envenenado (Landero, 2013; Peñuela s et al., 2015) , que consistió en adicionar en el PDA (esterilizado por 20 minutos a 15 lb pulg-2) los diferentes productos (PC, AV, TS) según los trata-mientos, y se vertió en las placas Petri. Un disco de micelio de 5 mm de diámetro tomado del aislamiento de MF de 15 días de crecimiento, se colocó en el centro de la placa Petri de cada una de las unidades experimentales.

El registro de la información de la actividad antifúngica de los productos se determinó midiendo el CRM en dos diámetros cruzados (Peñuelas et al., 2015) a los 10, 20 y 30 días después de la incubación (ddi).

Análisis estadístico

Los datos obtenidos se sometieron a un análisis estadístico con el programa SAS (Sistema de Análisis Estadístico, por sus siglas en inglés), versión 9.1, realizando un análisis de varianza (ANOVA) para determinar diferencia significativa entre los tratamientos; y el test de Tukey para comparar las medias entre los tratamientos y determinar la diferencia estadística, con un nivel de significancia del 5%. Para complementar el análisis de los test estadísticos anteriormente mencionados, se utilizó el porcentaje de inhibición micelial (PIM), que determina la efectividad de los tratamientos, y se estimó con la siguiente ecuación (Pandey et al., 1982) :

PIM = (dc -dt / dc) x 100    (1)

Donde dc es el diámetro promedio de la colo-nia del testigo, y dt es el diámetro promedio de los tratamientos.

3. Resultados y discusión

El análisis de varianza determinó que existen diferencias estadísticamente signi-ficativas (p ≤ 0,05) entre los tratamientos, para el CRM (mm) a los 10, 20 y 30 ddi. Según el test de Tukey, todos los tratamientos registraron diferencia signifi-cativa (p ≤ 0,05) con respecto al testigo absoluto (T7). El tratamiento con PC (T1 = 250 ppm y T2 = 500 ppm) presentó mejores resultados entre los demás tratamientos en los tres tiempos de evaluación, pero el T2 mostró menor CRM (6,50 mm) a los 30 ddi (Tabla 1). Estos resultados se contrastaron con el PIM, que también reflejaron al PC con mejor efecto de control (T2 = 73,10%) (Tabla 2).

El T4 (1000 ppm) con gel de AV comparado con el testigo biocontrol (TS) en sus dosificaciones (T5 = 500 ppm y T6 = 1000 ppm), registra mayor inhibición de CRM a los 10 ddi (6,83 mm); pero en las dos siguientes etapas de evaluación la diferencia se reduce y llegando alcanzar valores homogéneos de significancia estadística, según el test de Tukey (Tabla 1). La Tabla 2 presenta la diferencia del AV sobre el TS a los 10 ddi que se validó mediante el PIM y es aproximadamente dos veces mayor el T4 (30,51%) frente el T5 y T6 (13,56%). En el presente estudio el AV evidenció su actividad antifúngica sobre el crecimiento micelial de MF, agente causal de la SN en banano (Musa AAA), sobre el cual la información existente es limitada.

Esta propiedad antifúngica del AV se ha demostrado en trabajos de investigación tales como Navarro et al. (2011) , Sitara et al. ( 2011) ; Sajadi y Bahramian, (2015) ; Flores et al. (2016) y Sales et al. (2016), quienes evaluaron ésta propiedad a nivel in vitro sobre distintas especies de hongos (Aspergillus niger, Alternaria alternata, Fusarium oxysporum, entre otros) que afectan a ciertos cultivos, en estos ensayos mostraron que a dosis creciente el AV presentó mayor inhibición sobre los fitopatógenos.

El T2 con PC registró mayor inhibición en el CRM en las tres etapas de evaluación, este fungicida químico es muy utilizado para el control de MF en las plantaciones establecidas, y su efectividad en esta investigación se verifica con lo reportado por Manzo et al. (2012); Martinez et al. (2012); Aguilar et al. (2014) y Hanada et al. (2015), quienes evaluaron la eficacia de fungicidas químicos, destacando el PC con mejores resultados.

El T4 con AV registró valores similares al T6 con TS en los dos tiempos de evaluación (20 y 30 ddi), estos trata-mientos reflejan su capacidad de biocontrol, por su moderado porcentaje de inhibición sobre MF. En el caso particular del TS (in vitro), los resultados obtenidos (entre el 13,56% y 38,62% de PIM) se relacionan a los reportados por Castro et al. (2015) quiénes demostraron la propiedad antifúngica de un bioproducto a base de TS (entre el 18% y 24,6% de eficacia de control en campo) en un cultivo de banano (cv. Williams), y, que lo compararon con fungicidas químicos con diferente mecanismo de acción (entre ellos el PC).

4. Conclusiones

El gel de AV presentó una moderada actividad antifúngica sobre el crecimiento micelial de MF a nivel in vitro en PDA, demostrada por el PIM (44,84%) que es aproximadamente la mitad del PIM del testigo químico (73,10%). Por lo tanto, los resultados sugieren que el AV podría ser un extracto vegetal adecuado para el control de la SN, pero se necesitará expe-rimentar concentraciones superiores a este trabajo experimental y con mayor número de repeticiones en futuras investigaciones.

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Received September 23, 2016

Accepted April 19, 2017.