Cómo rotar los fungicidas para evitar la resistencia

Sin duda, es consciente del daño que los hongos pueden causar a sus plantas y cultivos, y probablemente en algún momento ha experimentado la dificultad de controlar las infecciones.

También causan daños a escala global.

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En un Artículo en fronteras en microbiología Publicado en 2019, los autores Fausto Almeida, Marcio L. Rodrigues y Carolina Coelho discuten "el problema aún subestimado de las enfermedades hongos en todo el mundo", haciendo referencia a su papel en las enfermedades humanas y vegetales.

Un tercio de los cultivos alimentarios en todo el mundo se pierden por enfermedades causadas por hongos cada año.

Para dar un ejemplo de la escala del problema, veamos la situación con el trigo, el cultivo alimentario más grande del mundo, y la cebada, la sexta más grande.

Es posible que ya esté familiarizado con Rust, la enfermedad que puede cubrir sus plantas con un recubrimiento rojizo y "oxidado", que se desprende de su ropa mientras pasa.

Bueno, hay tres tipos diferentes de óxido que infectan los cultivos de trigo y cebada, y se ha estimado que se pierden más de $ 5 mil millones al año por infección por Solo estos tres.

Si bien no es probable que enfrente la destrucción en la misma escala, son Es probable que se encuentre con enfermedades fúngicas en su jardín, algunas de las cuales pueden ser devastadoras para sus cultivos o plantas ornamentales.

Dado que estos organismos pueden ser difíciles de controlar, existe una buena posibilidad de que tenga que recurrir al uso de fungicidas en algún momento.

Dada la variedad de productos disponibles, si ha tenido éxito con un tipo particular en el pasado, puede estar encantado de seguir usándolo, tal vez incluso como medida preventiva.

Sin embargo, al usar el mismo tratamiento químico de manera consistente, corre el riesgo de causar resistencia a los hongos.

Los hongos desarrollan resistencia a un químico por mutación. Y a medida que se reproducen, su descendencia también tendrá la misma mutación, creando una población de hongos resistentes.

El químico no solo ya no controlará la enfermedad en su jardín, sino que la resistencia puede propagarse por toda la población fúngica y amenazar los usos agrícolas de un producto determinado, o incluso el uso médico de fungicidas en la misma clase.

Nuestro objetivo es que este artículo le mostrará cómo variar los productos químicos fungicidas que usa en el jardín, en un esfuerzo por evitar que esto suceda.

Lo que aprenderás

• Resistencia natural de la planta
• Fungicidas ideales en un mundo no ideal
• Rotación de fungicidas
• El desarrollo de la resistencia a los fungicidas
• Ejemplos de fungicidas altamente específicos que se controlan de cerca
• Patógenos de hongos de alto riesgo y bajo riesgo
• Ejemplo de un plan de rotación para jardineros caseros
• Biofungicidas y compuestos de defensa de plantas
• La resistencia a las drogas y los pesticidas nos amenaza a todos

Resistencia natural de la planta

Es posible que no se dé cuenta de que las plantas tienen sus propios sistemas inmunes y pueden combatir varios patógenos diferentes.

Los criadores de plantas han estado aprovechando este proceso natural durante miles de años.

La reproducción formal de la planta no comenzó hasta mediados de 1800, cuando el monje Gregor Mendel crió sistemáticamente los guisantes y dedujo la presencia de genes.

Publicó los resultados de su trabajo en 1865, a un mundo muy poco apreciativo. Tanto es así que sus compañeros monjes quemaron sus trabajos de investigación después de su muerte!

Los científicos no descubrieron genes específicos para la resistencia a las enfermedades de las plantas hasta que Harold Flor publicó su innovadora investigación en 1941. Sus teorías llevaron a grandes avances en la cría de plantas para ser resistentes a ciertos patógenos.

Sin embargo, a pesar de nuestros mejores esfuerzos, los patógenos de las plantas a menudo evolucionan la resistencia a los mecanismos de una planta de controlarlos. Ahí es donde entran los fungicidas.

Fungicidas ideales en un mundo no ideal

Los productores astutos ya a principios de 1800 descubrieron que podían usar productos químicos como el azufre para controlar las enfermedades de las plantas. Sin embargo, muchos de estos productos químicos también son tóxicos para las personas.

Idealmente, queremos que los pesticidas maten al organismo objetivo sin tener un efecto perjudicial en personas, mascotas, abejas, peces y otros tipos de vida silvestre.

Los micólogos y los patólogos vegetales estudian los genes y el metabolismo de los hongos, y han identificado procesos bioquímicos específicos que no están presentes en personas u otros organismos de los reinos animales o vegetales.

Eso suena a perfección! Matar hongos mientras deja a todos los demás organismos en paz.

Sin embargo, hay un inconveniente de un enfoque tan lógico dirigido.

Los fungicidas se desarrollan para interrumpir ciertos procesos bioquímicos llamados "sitios objetivo."Algunos productos químicos se dirigen a un proceso específico, como la síntesis de la pared celular, por ejemplo.

En el ejemplo anterior, si un hongo desarrolla una mutación genética que permite que los procesos bioquímicos involucrados en la síntesis de la pared celular a pesar de La aplicación química, el organismo se vuelve resistente.

Si el químico que usa solo actúa en un sitio objetivo en el hongo, el organismo a menudo puede desarrollar resistencia con bastante rapidez.

La aplicación continua del mismo fungicida hará que los miembros mutados o resistentes de la población soporten y reproduzcan. Dado suficiente tiempo, la cepa resistente de los hongos será en la mayoría.

Una forma de hacer que ese proceso perjudicial sea menos probable es rotar productos químicos que se dirigen a diferentes formas de matar los hongos.

¿Cómo se supone que debes descubrir cómo hacer eso??

Afortunadamente, estamos aquí para ayudar.

Primero, hay una organización llamada la Comité de Acción de Resistencia de Fungicidas (FRAC) Eso clasifica todos los fungicidas disponibles comercialmente en grupos de acuerdo con su modo de acción, o cómo se dirigen a los hongos.

Los fungicidas en cada grupo también reciben un código FRAC.

Cada grupo puede incluir opciones que son muy diferentes en su estructura química, pero matan hongos de la misma manera, actuando en el mismo sitio objetivo.

FRAC actualmente enumera 16 grupos, más algunos que tienen un modo de acción desconocido.

De particular interés es el grupo M - para fungicidas multisitio. En contraste con aquellos productos químicos con un sitio objetivo específico, estos actúan en múltiples objetivos al mismo tiempo.

Al interferir con diferentes procesos bioquímicos simultáneamente, esto hace que sea mucho menos probable que un hongo desarrolle resistencia. Para hacerlo, el hongo necesitaría desarrollar todas las mutaciones necesarias al mismo tiempo.

Estos factores significan que los fungicidas multisitio son una excelente opción, no solo para alternarse con aquellos que tienen un alto riesgo de resistencia, sino también para rociar con ellos al mismo tiempo.

Rotación de fungicidas

Saber que la resistencia es o podría ser un problema con un producto químico particular le permite desarrollar un plan para alternar compuestos, ya sea con aquellos que son multisitio o que tienen diferentes modos de acción.

Los expertos en los programas de Gestión de Pests Integrados de la Universidad (IPM) o las oficinas del Comisionado de Agricultura del Estado pueden guiarlo en la selección de fungicidas apropiados para usar como alternativas.

Un principio que es absolutamente crítico es evitar el uso continuo de fungicidas con el mismo modo de acción.

Por ejemplo, no debe sustituir el propiconazol con tebuconazol. Como puede ver por el "azole" en sus nombres, estos productos químicos están estrechamente relacionados y tienen el mismo modo de acción.

Y si el término "azole" suena vagamente familiar, es porque muchos de los medicamentos antimicóticos utilizados para tratar las infecciones por levaduras humanas contienen estos grupos "azoles".

De hecho, muchas de estas drogas se han utilizado en la agricultura durante décadas. Pero esta no es una buena idea, en la era actual de la resistencia a múltiples fármacos.

El desarrollo de la resistencia a los fungicidas

El FRAC se centra en los fungicidas que tienen, o es probable que tengan problemas con la resistencia en los patógenos que pretenden erradicar.

Hay muchos factores en juego para determinar si un organismo puede desarrollar o no resistencia a un compuesto particular.

Algunos organismos pueden tratarse con éxito durante décadas sin desarrollar resistencia a un fungicida particular. Otros, como Botrytis cinerea o moho gris, puede volverse resistente en la primera temporada que se usa el compuesto.

Presión de selección es el término formal utilizado cuando la aplicación repetida de un químico predispone a un organismo para desarrollar resistencia a él.

Para ser más técnico, este término se usa cuando el fungicida mata a la población inicial, pero no tiene ningún efecto sobre la población cambiada (o mutada) que se ha vuelto resistente.

Algunos hongos producen esporas una o dos veces al año, mientras que otros (como Botrytis cinerea) produce esporas repetidamente durante toda la temporada. Aquellos que se reproducen rápidamente tienen más probabilidades de desarrollar una población resistente que los organismos que se reproducen más lentamente.

Algunos hongos pueden desintoxicar los productos químicos contenidos en estos productos. En algunos casos, utilizan el mismo mecanismo que usan nuestros hígados para desintoxicar compuestos tóxicos.

En otros casos, los fungicidas en realidad no funcionarán hasta que el organismo convierta el químico en forma activa. Si el organismo deja de hacerlo, el complejo no funcionará.

Como es el caso con la mayoría de los organismos, las células fúngicas tienen bombas que transportan productos químicos de las células.

Ocasionalmente, estos se adaptan para bombear una gran cantidad de fungicida afuera de la célula, y esto reduce la concentración en la célula a un nivel lo suficientemente bajo como para que ya no sea fatal.

Ejemplos de fungicidas altamente específicos que se controlan de cerca

Varias clases de fungicidas sintéticos modernos son mucho menos tóxicos para los humanos que las de épocas anteriores, pero tienen un mayor riesgo de producir poblaciones resistentes de hongos.

Algunos de estos se describen a continuación.

Inhibidores de la desmetilación (DMIS)

Este grupo de productos químicos incluye los fungicidas que contienen "azoles" como se mencionó anteriormente. Son inhibidores de la biosíntesis de esteroles.

Este grupo incluye docenas de productos químicos que son altamente efectivos para el tratamiento de enfermedades que atacan una amplia gama de cultivos, y algunos se usan para tratar infecciones fúngicas en humanos.

¿Por qué este grupo es tan específico?? Se dirige a un proceso bioquímico que los hongos usan en la creación de membranas celulares.

Las membranas celulares en diferentes tipos de organismos son similares en su estructura básica. Sin embargo, sus componentes individuales pueden variar.

Los componentes principales de las membranas celulares son las moléculas grasas, incluidos los grupos de esteroles (piense en el colesterol).

Bueno, los hongos no hacen colesterol. En cambio, hacen un compuesto similar llamado lanoterol.

Y estos productos químicos inhiben que la enzima que lleva a cabo una reacción clave en la fabricación de este esterol (lanosterol desmetilasa, es precisa).

De ahí el nombre, inhibidores de la desmetilación.

Quinona inhibidores externos (estrobilúres)

Estos compuestos se desarrollaron en la década de 1990 y en ese momento se consideraron "fungicidas de bajo riesgo."Se dirigen a la capacidad de un organismo para producir energía.

Son altamente específicos y se dirigen solo hongos. Sin embargo, solo se necesita un cambio particular, o mutación, en el ADN crear resistencia a este grupo de productos químicos.

Lo que esto significa en el campo es que es relativamente fácil para una población de hongos tratados con uno de los productos en este grupo para desarrollar resistencia.

Y lo que empeora las cosas es que los miembros de este grupo (código de frac 11) son resistente. La resistencia a uno de estos productos químicos permite que el organismo se vuelva resistente a todo de los productos químicos en este grupo.

Esto hace que sea crítico rotar este tipo de fungicida, o idealmente mezclarlo con un producto que actualmente consideramos que está en "bajo riesgo" de resistencia y aplicarlos a ambos.

Una nota de precaución: Si bien la investigación indica que las estrobilurinas solo afectan los hongos, los estudios en las células cerebrales de los ratones encontraron que estos compuestos podrían causar cambios celulares preocupantes.

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte encontraron que las células de ratón tratadas con este tipo de fungicida reaccionaron de manera similar a Las células de las personas con autismo y afecciones como la enfermedad de Alzheimer.

Estudios de laboratorio como estos a menudo no resultan imitar la situación en el mundo real cuando se estudian in vivo (i.mi. en humanos), pero la investigación sugiere que la precaución podría estar justificada.

Patógenos de hongos de alto riesgo y bajo riesgo

Algunos patógenos tienen un riesgo mucho mayor de desarrollar resistencia que otros. Muchos de los de alto riesgo causan enfermedades graves en cultivos agrícolas como el trigo y la cebada.

En el jardín local, es importante tener en cuenta los patógenos de alto riesgo y la necesidad de evitar que las poblaciones de hongos regionales desarrollen resistencia.

El uso excesivo del mismo tratamiento con fungicidas no solo puede reducir su eficacia en nuestros propios jardines, sino que también puede tener un efecto adverso en los jardines vecinos y los cultivos comerciales cultivados localmente.

Probabilidad de desarrollar resistencia

Los tipos comunes de hongos que probablemente se encuentran los jardineros caseros son los siguientes:

Riesgo bajo

• Rizoctonia spp.
• Fusario spp.
• Molde blanco (Esclerotinia esclerotiorum)
• Patógenos transmitidos por semillas

Alto riesgo

• Costra de manzana (Venturia inaequalis)
• Moldoso de vid downy (Plasmopora viticola)
• Molde gris (Botrytis cinerea)
• Moho polvoriento de cereales (Erysiphe graminis)

Ejemplo de un plan de rotación para jardineros caseros

Algunas de las recomendaciones más exhaustivas sobre cómo rotar los fungicidas provienen del Programa de Gestión de Plagas Integradas (IPM) de la Universidad de California.

Conocer el código FRAC MOA para el modo de acción, como se mencionó anteriormente, es un punto de partida importante para desarrollar su plan de rotación.

FRAC Proporciona una tabla que enumera todos los fungicidas disponibles comercialmente y sus códigos FRAC.

La consideración principal es evitar el uso sucesivo de tratamientos que tienen el mismo modo de acción.

Sus recomendaciones para tratar Botrytis (molde gris) en fresas se describen de la siguiente manera:

• Para productos con códigos FRAC 1, 4, 9, 11 o 17, solo haga una aplicación antes de girar a un fungicida con un código MOA diferente.

• Para fungicidas con otros códigos, no realice más de dos aplicaciones consecutivas antes de girar a un producto con un código MOA diferente.

Biofungicidas y compuestos de defensa de plantas

Además de los fungicidas sintéticos comúnmente utilizados, también hay microorganismos que inhiben los hongos que pueden usarse como fungicidas. Se llaman biofungicidas.

FRAC enumera varios microorganismos que pueden funcionar de manera efectiva en el campo, incluidas las especies del hongo Tricoderma y la bacteria Bacillus amyloliquefaciens.

Comenzamos este artículo hablando de cómo las plantas pueden defenderse. Muchos de estos mecanismos de defensa también pueden ser inducidos por fragmentos de células microbianas.

Las plantas han evolucionado la capacidad de reconocer estos fragmentos como amenazas potenciales y aumentar sus respuestas inmunes cuando se enfrentan a ellos.

Algunos de estos compuestos se utilizan para inducir la respuesta inmune de una planta, por lo que puede resistir el ataque por hongos. Los ejemplos incluyen paredes celulares de levadura y una tensión particular de Bacilo bacterias.

La resistencia a las drogas y los pesticidas nos amenaza a todos

Sin duda ha leído sobre las superbacterias: las bacterias resistentes a todos los tipos conocidos de antibióticos. Las infecciones causadas por estas bacterias pueden ser fatales.

La situación con los patógenos humanos fúngicos se dirige en la misma dirección.

El mismo principio se aplica con los fungicidas agrícolas: los productos químicos que son extremadamente efectivos para matar hongos se vuelven menos efectivos con el tiempo, a medida que los organismos evolucionan la resistencia a los productos químicos.

Saber esto probablemente nos brinde la oportunidad de hacer nuestra parte para tratar de prevenirlo, rotando los productos potenciales de los problemas con los que tienen mucho menos probabilidades de dar como resultado resistencia.

Y el uso de organismos biológicos proporciona aún más esperanza de que los jardineros y los productores puedan mantener la ventaja en la guerra siempre constante contra los patógenos fúngicos.

¿Has podido contrarrestar con éxito la resistencia en tu jardín?? Si es así, háganos saber cómo fue en los comentarios.

Y mira estos artículos a continuación para Más información sobre enfermedades de las plantas que son difíciles de tratar y pueden requerir el uso de fungicidas:

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