Nematodos entomopatogenos paola b [modo de compatibilidad]
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NEMATODOS COMO AGENTES DE
CONTROL BIOLÓGICO
EDNA PAOLA BECERRA E
Ing. Agronómica
Seminario elementos de
microbiología agrícola 2008-II
CONTENIDO
� Introducción
� Familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
microbiología agrícola 2008-II
CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
microbiología agrícola 2008-II
INTRODUCCIÓN� Los nematodos son organismos invertebrados,
multicelulares de forma alargada y cilíndrica asemejándose a un gusano
� (Nematoda, del griego nema, "hilo", eidés u oidos, "con aspecto de").
Estos presentan cuerpo no segmentado y simetría � Estos presentan cuerpo no segmentado y simetría bilateral.
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NEMATODOS ENTOMOPATÓGENOS
�Agentes de Control Biológico
Organismos que parasitan larvas de insectos causando su muerte.insectos causando su muerte.
� Fácil producción, adaptabilidad en campo, buena capacidad de búsqueda (Parada, 2001).
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CONTENIDO
� Introducción
� Familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
microbiología agrícola 2008-II
Familias
� Tetradonematidae
� Allantonematidae
� Sphaeruliidae
� Phaenopsitylenchidae Heterorhabditis megidis
� Mermithidae
�Heterorhabditidae
�Steinernematidae
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Heterorhabditis megidis
Steinernema feltiae
CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
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Plagas que controlan�Coleópteros
Chizas
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Phyllophaga spp. (Coleoptera:
Melolonthidae)
creatures.ifas.ufl.edu/field/white_grub4.htm
Ancognatha scarabaeioides
(Coleoptera: Scarabaeidae)
Plagas que controlan� Otros coleópteros de importancia económica
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Premnotrypes vorax
(Coleoptera: Curculionidae)
Hypothenemus hampei
(Coleoptera: Curculionidae)
Plagas que controlan � Lepidópteros
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Tecia solanivora
(Lepidoptera: Gelechiidae), Galleria mellonella
(Lepidoptera: Pyrallidae)
Phthorimaea operculella
(Lepidoptera: Gelechiidae)
Plagas que controlan
�Otras
Cyrtomenus bergi
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Cyrtomenus bergi
(Hemíptero: Cydnidae)
Chinche de la yuca
CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
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Ubicación taxonómica
� Reino: Animalia
� Phylum: Aschelmyntes (Nematoda)
� Clase: Secernentea
� Orden: Rhabditida� Orden: Rhabditida
� Familia: Heterorhabditidae y Steinernematidae
� Genero :Heterorhabditis y Steinernema
� Especie: spp.
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Especies
�Steinernema feltiae
�S. scarabaei
�S. carpocapsaeS. carpocapsae
�S. carpocapsae
�Heterorhabditis
Bacteriophora
H. megidisSeminario elementos de
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S. carpocapsae
H. bacteriophora
CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
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Ciclo de vidaCiclo de Nematodos
� Huevo JI
� Primera muda J2
� Segunda muda J3 (infectivo)
� Tercera muda J4 � Tercera muda J4
� Cuarta muda adulto
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El hospedante
muere y se
torna crema
Juveniles infectivos
Localizan el
1 Generacion
de adultos
hermafroditas
Eficiente reproducción
Y desarrollo de huevos
Ingresan por
la cutícula
JI liberan toxinas
Y fase I del
bacterio
produce
antibióticos
Y toxinas
Juveniles infectivos J3 emergen
Del cadaver del hospedante
Localizan el
hospedante
Fase I del
bacterio
Coloniza
nematodos
Y desarrollo de huevos
J1, J2, J3 y J4
2da Generación
De adultos
Tamaño 50% menor
Que la 1GEficiente
producción
Y desarrollo
de
Huevos J1, J2, J3Seminario elementos de
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CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
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RELACIÓN SIMBIÓTICA
• Photorhabdus luminiscens
Heterorhabditis
BACTERIAS
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luminiscens
• Xenorhabdus bovienii Steinernema
Bacteria simbionte
� Familia Enterobacteriaceae� Bacilos Gram negativos � Móviles por medio de flagelos o cilios � No se encuentran en estado libre en la naturaleza� Photorhabdus spp son bioluminiscentes y producen pigmentos
amarillos o rojos (no es común en Enterobacteriaceae)
� Fijan el cadáver del hospedante en color rojo purpúreo, anaranjado, amarillo, castaño.
� Produce antibióticos� Xenorhabdus spp presenta fase I y fase II ( estacionaria). es
catalasa negativa y no reduce nitrato (no es usual en Enterobacteriaceae)
� Se encuentra en el intestino posterior de los J3.
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Diferencias (Forst y Nealson, 1996)
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Relacion simbiotica
� Es incapaz de vivir en el suelo y se debe alojar en el intestino del juvenil
� Depende del juvenil infectivo para llegar al
� La bacteria mata al hospedante rápidamente y crea un ambiente conveniente para el desarrollo del nematodo, produciendo antibióticos que suprimen competencia de
BACTERIA NEMATODO
Fuente:
www.cost850.ch/welcome.html
� Depende del juvenil infectivo para llegar al hemocele (cavidad sanguínea) del hospedante
� Recibe protección del nematodo, el cual inhibe las defensas antibacterianas del hospedante.
que suprimen competencia de microorganismos.
� La bacteria transforma los tejidos del hospedante en una fuente de comida para el nematodo.
� La bacteria sirve como fuente de comida para el nematodo ( Parada et al 2002).
� La reproducción es optima cuando esta en simbiosis con la bacteria.
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� Heterorhabditis bacteriophora infected waxmoth larvae. 36 hours post-infection, these larvae glow due to the symbiotic bacteria, P. luminescens.
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Cranberry rootworm larvae and
pupa (middle) infected with
H. bacteriophora
http://www.oardc.ohio-
state.edu/nematodes/using_insect_parasitic_n
ematodes.htm
(a) Larva sana (crema);(b) Steinernema feltiae - cafe (c) Steinernema carpocapsae - infected (marron claro)
(d) Heterorhabditis bacteriophora -infectado (rojo) larvae of Galleria mellonella.
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Características de las bacterias bacterias simbiontes
Seminario elementos de
microbiología agrícola 2008-II(Forst y Nealson, 1996)
Características de las bacterias simbiontes (Forst y Nealson, 1996)
� Antibióticos: Xenorhabdinas, xenocumacinas, Hydroxistilbenes, Indoles derivados de antibióticos.
� Pigmentos: derivados de Antraquinona
� Menor actividad en la fase IISeminario elementos de
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Especies de bacteria y hospederos
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(Forst y Nealson, 1996)
A dissected Japanese beetle larva showing later stages
of the Heterorhabditis bacteriophora nematode.
http://www.pueblo.gsa.gov/cic_text/housing/japanese-beetle/jbeetle.htmlSeminario elementos de
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Fuente: http://el-atracio.blogspot.com/search/label/CuscoSeminario elementos de
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CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
microbiología agrícola 2008-II
Modo y mecanismo de acción� Búsqueda de su hospedero,
� Producción de secreciones enzimáticas para entrar al cuerpo a través de la boca, ano y espiráculos del insecto hasta llegar a la hemocele.hemocele.
� El nematodo obtiene el alimento de la hemolinfa
� El nematodo regurgita la bacteria
� El hospedero muere 48 horas posterior a la inoculación
� Los infectivos salen del cadáver a los 12-14 días después de la infección.
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CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
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Requerimientos medioambientales
Objetivo: mantener la movilidad y viabilidad del nematodo
�Temperatura: 12-18ºCTemperatura: 12-18ºC� Luz: Aplicación en la tarde para que la radiación UV no afecte los nematodos y aplicar con protectantes
�Humedad del suelo: capacidad de campo�Textura del suelo: no compactada
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Formulación Descripción Almacenamiento
Gel alginato Contenedor de 0,5 litros, 10
millones de nemátodos
atrapados en matriz.
Contenedor de 4 litros, 250
millones de nemátodos
atrapados en matriz.
5 meses a temperatura
ambiente, 12 meses con
refrigeración.
3 meses a temperatura
ambiente, 6 meses con
refrigeración.
Gel poliacrilamida 3 billones de nemátodos por
caja (25 x 40 x 60 cm), 109
5 días a temperatura
ambiente, 3 meses concaja (25 x 40 x 60 cm), 109
nemátodos atrapados en 2
kg.
ambiente, 3 meses con
refrigeración.
Arcilla 50 millones de nemátodos
dispersos en 80 g de arcilla.
3 meses con refrigeración.
Gel soluble 250 millones de nemátodos
suspendidos en matriz
encerrada en bolsa plástica
(40 x 50 cm).
3 meses a temperatura
ambiente, 6 meses con
refrigeración.
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Comercialización
� NemaSeek - Beneficial Nematodes - H. bacteriophora10 milliones de nematodos
� NEMOPAKH
heterorhabditis bacteriophoranematodos entomopatógenos de larvas de coleópteros.nematodos entomopatógenos de larvas de coleópteros.50 millones de larvas infectivas de nematodos
� B-Green
Dependiendo del envase, contiene 50 ó 500 millones de nemátodos juveniles. Los envases de 50 y 500 millones de nemátodos permiten respectivamente el tratamiento de una superficie de 100 m² y 1.000 m².
� PROBIONE
� Guardian T - Heterorhabitis bacteriorphoraProd. ID: 2210BT Seminario elementos de
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CONTENIDO
� Introducción
� Principales familias
� Plagas que controlan
� Ubicación taxonómica de los nematodos � Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos
� Ciclo de vida
� Relación simbiótica (Bacterias)
� Modo de acción
� Formulación y comercialización
� Estudio de casoSeminario elementos de
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Estudio de caso
�Aislamiento de Xenorhabdus bovienii, simbionte de Steinernema feltiae(Rhabditida: Steinernematidae), cepa (Rhabditida: Steinernematidae), cepa colombiana (Triviño et al., 2006).
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Aislamiento de Xenorhabdus bovienii, simbionte de Steinernema feltiae (Rhabditida: Steinernematidae), cepa colombiana
�Objetivo
Aislamiento de X. bovienii, simbionte de S. feltiae, cepa simbionte de S. feltiae, cepa colombiana como etapa
inicial para determinar la cinética de población en medios de cultivo.
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Introducción
� La bacteria presenta dos fases:
La fase I es de gran importancia en el proceso patogénico, provee mas nutrientes al nematodo.nutrientes al nematodo.
La fase II se observa cuando los nematodos abandonan el cadáver, en esta fase pierde algunas funciones metabólicas aun no es claro los mecanismos de variación de fase.
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Introducción
� FI forman colonias redondas pequeñas, adsorbe rojo neutral en McConkey y en NBTA adsorbe Azul de Bromotimol y degradan cloruro de trifeniltetrazoliocloruro de trifeniltetrazolio
� FII Las colonias son mas grandes y no adsorben colorantes pero se tiñes de rojo al degradarse el CTT
� Es un proceso reversible identificado como fase de variación inversa
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Materiales y métodos
� AISLAMIENTO:
Aislamiento a partir de hemolinfa de larvas de G. mellonella de ultimo instar.
� CARACTERIZACIÓN
Medio NBTA (agar + 0,0025% azul de bromotimol + 0,004% de cloruro de trifeniltetrazolio)
Agar McConkey para evidenciar las dos formas de la bacteria
Criterio de selección de la bacteria asimilación de azul de bromotinol a las 42 horas después de incubación.
Descripción de las colonias y pruebas bioquímicas
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Materiales y métodos
� El cultivo base se inicio transfiriendo una de las colonias aisladas a un medio liquido YS, incubando a 25ºC durante dos días, en agitación a 200rpm.
� Las bacterias Fase I y fase II fueron almacenadas en medio con glicerol al 15%, en Eppendorf a -80 ºC.glicerol al 15%, en Eppendorf a -80 ºC.
ACTIVIDAD ANTIBIOTICA:
Se evaluó en fase I sobre Bacillus cereus, inoculando una placa de esta con 24 horas de crecimiento en medio nutritivodistribuyéndolo en el agar.
Se pusieron discos de papel filtro impregnados con X. bovienii de 24 horas de crecimiento en medio nutritivo.
Registro del tamaño de las zonas de inhibición a las 24 horas.
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Materiales y métodos�Patogenicidad:
Soluciones (10ml) buffer fosfato (50nM)
90.000.000 - 900.000 - 90.000 - 9.000 - 900 - 9 células/ml. ( 25 larvas por dosis)
Fueron inyectadas vía oral con jeringa, en el hemocele de las larvas de últimos instares de G. mellonella.
Las larvas se dispusieron en cajas de petri y se incubaron a 21ºC en oscuridad.
Se registro la mortalidad y cambio de coloración de la cutícula durante 24 – 72 horas.
Control: solución salina
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Resultados y discusión� Aislamiento y caracterización de X. bovienii
Fase I Fase II
Descripción de la
colonia
circulares convexas,
granuladas, opacas,
Planas, traslucidas,
con margen regular y
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colonia granuladas, opacas,
con borde irregular
con margen regular y
mayor diámetro
Agar McConkey Coloración rojo y
rosado
Blancas o amarillas
Agar NBTA Color azul-verde con
zona clara alrededor
Rojas- marrón sin
zona clara alrededor
Resultados y discusiónNo Bioquímicas Aislamiento Literatura
1 Arabinosa + -
2 Manosa + +
3 Sacarosa - -
4 Melibiosa - -
5 Ramnosa - -
6 Sorbitol - -
7 Manitol - -
8 Adonitol - -
9 Galactosa - -
10 Inositol - -
11 p-n-p-fosfato + +
12 p-n-p-a- glucosido + +
13 p-n-p-galactosido + +
Bioquímicas complementarias
1 lactosa - -
2 sacarosa -
3 glucosa - +
4 producción de gas - -
5 rojo de metilo + -
6 voges Proskauer - -
7 sulfuros - -13 p-n-p-galactosido + +
14 Prolina nitroanilida - -
15 p-n-p-bis fosfato + +
16 p-n-p-xilosido + +
17 p-n-p-a-arabinosido + +
18 p-n-p-fosforilcolina + +
19 p-n-p-a- glucoronido - -
20 p-n-p-N- acetil glucosamida + +
21 L-glutamil p-nitroanilida + +
22 Esculina + +
23 p-nitro-DL-fenilalanina - -
24 urea + -
25 glicina + +
26 citrato - -
27 acido malonico - -
28 cloruro de trifenil tetrazolio D D
29 arginina + -
30 lisina - +Seminario elementos de
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7 sulfuros - -
8 indol D +
9 movilidad - +
10 nitratos + -
11 gelatina -
12 catalasa - -
13 oxidasa + -
14 patogenicidad en larvas + +
15
adsorcion de azul de
bromotinol + +
16
colonia en Agar
McConkey Roja Marrón
Resultados y discusión
� Actividad antibiótica
Se presentaron zonas de inhibición de crecimiento con áreas promedio de 0,43 cm2 de Bacillus cereus por actividad antibiótica de X. bovienii.actividad antibiótica de X. bovienii.
El control no presento crecimiento de B. cereus .
La actividad antibiótica permite un ambiente adecuado para el nematodo ya que infecta invasores secundarios.
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Resultados y discusión
� Patogenicidad
Transcurridas 24 horas se registro un 70% de mortalidad de larvas de G.mellonella.de larvas de G.mellonella.
Se obtuvieron cultivos puros de X. bovienii y se observo la rápida patogenicidad sobre el hospedante comparadas con otras sepas evaluadas por otros autores.
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Conclusiones Generales� Los nematodos son Agentes de Control Biológico que
pueden ser usados en MIP.
� Las principales especies son Heterorabditis bacteriophora y Steinernema spp.
� El Nematodo es efectivo gracias a las bacterias � El Nematodo es efectivo gracias a las bacterias simbiontes de los géneros Xenorhabdus y Photorhabdus.
� Se ha comprobado su acción en plagas de importancia económica.
� Es eficaz gracias a que el nematodo busca a su hospedero y la bacteria permite la entrada y muerte del mismo.
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GRACIAS
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