. HONGOS EN SUELOS AGRÍCOLAS

PARTE I

En gran parte de las regiones con agricultura templada se proyecta una expansión del área de cultivo, lo cual dará continuidad al proceso de intensificación. En los suelos cultivados, el Reino Fungi constituye la mayor parte de la biomasa microbiana total, aportando más del 50% de la biomasa en el suelo.

Con el afán de continuar con la difusión de diferentes actividades y resultados que se desarrollan en el ámbito de la Facultad de Agronomía, continuamos con el proyecto de divulgación a partir de extractos de trabajos científicos elaborados por docentes investigadores y publicados en diversas fuentes, como actas de congreso, revistas especializadas, libros. Escriben Virginia Moreno y colaboradores

En esta oportunidad se trata de la primera parte del capítulo "Diversidad de hongos en suelos agrícolas" presente en el libro "Microbiología Agrícola. Un aporte de la investigación en la Argentina" editado por Ada S. Albanesi a través de Ediciones Magna. Los autores son Virginia Moreno, M. Bianchinotti, Luciana Silvestro, M. Vázquez, Cristina Merlos y Sebastián Stenglein. En función de la extensión del trabajo lo ofrecemos en 2 semanas consecutivas.

Introducción

Los hongos son omnipresentes en la mayoría de los ambientes, donde suelen colonizar una amplia gama de sustratos, desempeñando papeles complejos y diversos en los ecosistemas y en la sociedad humana. Hasta el presente, se han descripto unas 100.000 especies en el Reino Fungi, pero su número se estima en unos 5 millones. El término Fungi abarca globalmente todos los organismos que pertenecen a los Eumycota (hongos verdaderos). El grupo Eumycota es monofilético y abarca unos 10 phyla, de los cuales los Ascomycota, Basidiomycota, P. Chytridiomycota y Glomeromycota son los más conocidos.
Entre los hábitats colonizados por los hongos, el suelo es considerado uno de los más complejos para estudiar. El suelo es un entorno dinámico en el que la actividad biológica se rige principalmente por los microorganismos. Cresswell y Wellington estiman la abundancia de microorganismos en los suelos en el orden de 105-108 unidades formadoras de colonias (ufc) para bacterias, 106-107 ufc para actinomicetos y 105-106 ufc para los hongos por gramo de suelo. El papel de los hongos es extremadamente complejo y fundamental para el ecosistema suelo. Ellos constituyen el 50 % de la biomasa microbiana del suelo agrícola, descomponen materia orgánica, proporcionan nutrientes a las plantas y actúan como indicadores de la salud del ecosistema. Diferentes estudios señalan la necesidad de ser cautos al estimar "la diversidad del R. Fungi en el suelo", especialmente teniendo en cuenta, el gran número de especies que en él habitan, las diferencias entre sitios de estudio, la falta de personal capacitado y de manuales de identificación correspondientes para caracterizar las especies. Entre otros, el tamaño y la heterogeneidad de las muestras han sido reportados como un punto crítico que afecta a la distribución y la densidad de los hongos del suelo recomendó que tanto inventarios como programas de muestreo, se deberían llevar a cabo en conjunto con un estudio exhaustivo de la variedad de nichos ecológicos disponibles para la colonización por los hongos.
Tradicionalmente, los hongos del suelo han sido estudiados a partir de aislamientos en placas de cultivo y, prácticamente toda la información sobre su existencia y la prevalencia, se ha rescatado a partir de estudios de cultivos "in vitro". Sin embargo,
muchos autores han enunciado las restricciones de este tipo de cultivo, señalando que el porcentaje de hongos cultivables varía desde un mínimo de <1% hasta un máximo de 100%, dependiendo de los organismos y del material estudiado. Se sabe que la identificación de los hongos puede requerir días a semanas, y son necesarios profesionales con experiencia para llevar a cabo una fiable identificación morfológica. Asimismo, algunos organismos sólo pueden ser identificados a nivel de género o de grupo, y algunos pueden permanecer morfológicamente indistinguibles en condiciones de laboratorio. Un gran número de hongos no han podido ser correctamente investigados, debido a que necesitan condiciones especiales durante el cultivo "in vitro", o bien no pueden ser cultivados, tales como aquellos hongos de nutrición biotrofica (ya sean parásitos o simbiontes). Por otra parte, muchos de los hongos o bien requieren más tiempo de cultivo o no producen estructuras fértiles que permitan su identificación. La investigación micológica de esta manera se ve obstaculizada por la falta de técnicas disponibles para llevar a cabo un aislamiento exhaustivo de los hongos del suelo. Con el fin de identificar una fracción más grande de especies en las muestras naturales, varias técnicas moleculares han sido desarrolladas durante los últimos 15 años. Estas técnicas también estuvieron, en un principio, limitadas por la escasa disponibilidad de datos de secuencias de referencia fiables. Los métodos moleculares más utilizados en los estudios de hongos incluyen reacción en cadena de la polimerasa convencional o cuantitativa (PCR-qPCR), con cenadores específicos para especies o grupos de hongos. La PCR con cebadores para regiones conservadas combinada con electrofóresis en gel de gradiente desnaturalizante o electroforesis en gel de gradiente de temperatura; el análisis de polimorfismo mediante el uso de variación de longitud de fragmentos terminales de restricción.
En los últimos años, técnicas como el análisis automatizado del espacio intergénico del ADN ribosomal (ADNr), han sido utilizados para el estudio de la diversidad de los hongos. Los métodos moleculares tienen la ventaja de obtener información acerca de los organismos no cultivables, pero también tienen limitaciones que no pueden ser ignoradas. Cómo por ejemplo, la falta de secuencias disponibles en las bases de datos, la correcta selección de los cebadores entre otras. Por lo tanto, es complejo concluir si una técnica para el estudio de la diversidad es más apropiada que la otra.
Esta nota ha centrado en los estudios de la diversidad de comunidades de hongos en los suelos agrícolas con herramientas tradicionales y/o moleculares.

Los hongos del suelo en los sistemas agrícolas

La biodiversidad agrícola está en gran parte determinada por las actividades humanas, tales como la introducción de germoplasma mejorado y las técnicas de manejo de los cultivos, que permiten ampliar las zonas de producción a otras zonas nuevas. Los principales países productores de cereales han aumentado su productividad a través de la aplicación de tecnologías que combinan principalmente nuevos desarrollos genéticos y ajustes más precisos en el manejo de los cultivos. Mediante la aplicación de distintas prácticas destinadas a conservar los recursos del suelo, tales como la rotación de cultivos, la labranza, cultivos de cobertura y la labranza reducida, entre otros, se evita la degradación de los recursos, utilizando un uso racional de los fertilizantes y permitiendo una reposición de los nutrientes del suelo exportados por los cultivos.
La importancia de los hongos del suelo está muy bien documentada y abarca una amplia gama de aspectos fundamentales en el funcionamiento de los ecosistemas, tales como la descomposición y la calidad de la agregación del suelo, los procesos de reciclaje de nutrientes, la estimulación del crecimiento vegetal, la patogenicidad y la supresión de la enfermedad. En los suelos cultivados, los hongos constituyen la mayor parte de la biomasa microbiana total en este entorno, contribuyendo con más del 50% de la biomasa en el suelo. La actividad fisiológica de los hongos aislados en diferentes ecosistemas depende del tipo de metabolismo de los hongos y el medio edáfico en el cual se están desarrollando. Las principales influencias internas que se imponen a la comunidad de hongos son: el nivel y el tipo de materia orgánica, el pH, la aplicación de fertilizantes orgánicos e inorgánicos, el contenido de humedad, la aireación, la temperatura, la profundidad en el perfil del suelo, la estación del año y la composición de la vegetación nativa o cultivada.
Los hongos son heterótrofos, usan el carbono orgánico para la síntesis celular, siendo capaces de degradar materia orgánica compleja. Entre las fuentes de carbono orgánico usan: azúcares, ácidos orgánicos, disacáridos, almidón, pectina, celulosa, grasas y lignina, siendo esta particularmente resistente a la degradación microbiana. Obtienen el nitrógeno del amonio o nitratos, así como de proteínas y otros compuestos orgánicos nitrogenados. La diversidad/abundancia de los distintos géneros fúngicos se relaciona con la disponibilidad de fuentes de carbono, algunos géneros aumentan su abundancia con la adición de fuentes orgánicas de carbono, otros la disminuyen después de un aumento inicial; mientras que otros mantienen elevadas densidades de población por periodos largos con la incorporación de restos vegetales. Así, en el suelo, los hongos son responsables de la mineralización de la materia orgánica sencilla y compleja participando en la formación de humus al degradar residuos vegetales y animales.
Las hifas contribuyen significativamente a la formación de agregados estables favoreciendo una buena estructura del suelo. Los hongos del suelo, así como otros microorganismos son críticos para el medio ambiente suelo pueden actuar tanto como fuente o sumidero para muchos elementos, así también como, agentes de transformación de nutrientes y degradadores de agroquímicos.
En las últimas tres décadas, numerosos estudios se han realizado para detectar el efecto de la agricultura ecológica y convencional sobre los hongos del suelo. Existen antecedentes del efecto de la labranza sobre los hongos patógenos de plantas, los formadores de micorrizas vesiculo-arbusculares y los entomopatógenos. En nuestro país, desde el 2000 a la actualidad, se han realizado trabajos con hongos de suelos agrícolas, principalmente sustentados por metodologías convencionales basadas en el uso de medios de cultivo para estudiar la diversidad fúngica.

Análisis de la comunidad fúngica

El análisis de la micobiota del suelo se realiza tradicionalmente empleando métodos de cultivo y observación directa. Ambos tipos de técnicas pueden resultar en la detección de un gran número de especies. Tradicionalmente, la diversidad de los hongos se evaluó mediante siembra en medios selectivos y recuentos viables directos de propágulos y esporas. El uso de estas técnicas permite conocer la diversidad de microorganismos asociados con diferentes parámetros de calidad del suelo, detectar suelos supresivos, analizar la descomposición de la materia orgánica, y corroborar el efecto de la
aplicación de fungicidas y herbicidas. Entre los métodos más usados se destacan la suspensión y posterior siembra por dilución del suelo. Esta técnica ha sido ampliamente discutida, se sabe que los hongos pueden existir en el suelo como micelio activo y como esporas inactivas, esta técnica no permite discriminar entre estas dos formas. En 1955, un autor propone como alternativa otra técnica para detectar sólo micelio activo asociado al suelo, la misma se ha seguido utilizando hasta el presente. Una técnica adicional a esta ha sido propuesta por Parkinson y Williams en 1961, siendo su aplicación masiva.
El medio de cultivo utilizado para el aislamiento de los hongos del suelo es de suma importancia. Probablemente, el uso de una amplia gama de medios selectivos sería el enfoque más eficiente para un estudio completo de la estructura de la comunidad hongos del suelo. Generalmente, cuando el objetivo principal del estudio es describir la comunidad de los hongos del suelo, los medios de cultivo seleccionados son agar papa glucosado, agar extracto de malta y Czapek-Dox. Los resultados obtenidos con estas técnicas han sido ampliamente publicados. El uso de las herramientas tradicionales debe considerarse como la principal herramienta de aproximación a la realidad.
En la próxima nota se aludirá a las herramientas moleculares para identificación de las especies de hongos.

El dato

Para mayor información, los interesados pueden comunicarse telefónicamente a la facultad (02281-433291) o por email a extensión@faa.unicen.edu.ar

Entre los hábitats colonizados por los hongos, el suelo es considerado uno de los más complejos para estudiar, por ser dinámico y la actividad biológica se rige principalmente por microorganismos.