Estandarización de la producción de biopesticidas a base de Bacillus Subtilis para el control de la Moniliasis

Abstract

El cacao, Theobroma cacao, es considerado como uno de los cultivos agrícolas de importancia mayor, a nivel mundial, debido a que es materia principal para elaboración de chocolate. En el Ecuador este rubro, además, es importante porque la producción agrícola se basa en cacao fino de aroma denominado sabor arriba de alta demanda internacional y que sitúa al país como el primer exportador de cacao con calidad gourmet. A pesar de la importancia del cacao, en las pasadas seis décadas la producción nacional se ha visto seriamente afectada por el impacto de enfermedades, especialmente fungosas. Entre estas enfermedades, la Moniliasis del cacao causada por Moniliophthora roreri y la Escoba de bruja causada por Crinipellis perniciosa merman drásticamente la producción debido a su acción destructiva principalmente localizada en los frutos, mazorcas, de todas las edades a lo largo del ciclo del cultivo. Esta ampliamente documentado que ambas enfermedades se las puede localizar en regiones productoras de la costa y amazonia del Ecuador causando pérdidas productivas y económicas de hasta el 100 por ciento. Por esta razón, diferentes centros de investigaciones nacionales e internacionales vienen trabajando en la búsqueda de métodos eficientes para control principalmente de la Monilla del cacao. Estos métodos involucran el uso de técnicas convencionales como podas fitosanitarias, aplicación de productos preventivos y químicos convencionales y uso de clones resistentes o tolerantes. Sin embargo, estos métodos generalmente no son suficientes para controlar el problema y las pérdidas en la producción. Actualmente, métodos y estrategias de manejo alternativo como control biológico se vienen trabajando como alternativas eficientes para las pérdidas en campo. Entre los métodos de control biológico de la moniliasis existen varios estudios que demuestran el potencial de agentes microbiológicos como bacterias y hongos para el control de la moniliasis. Algunos de esto estudios se han realizado hasta etapas de desarrollo de bioproductos a nivel artesanal. Debido a esto es indispensable que se desarrollen programas de investigación sobre procesos de producción y formulación, pero a nivel industrial que garanticen la efectividad de formulaciones comerciales. En este contexto, el objetivo el presente estudio fue optimizar la producción a nivel de laboratorio y planta piloto de la cepa Bacillus subtilis BSC1 que ha demostrado tener efectividad para el control de la moniliasis en varios materiales de cacao nacional y clones cultivados en diferentes regiones cacaoteras del Ecuador. Para cumplir este objetivo primero se caracterizó la producción de esta bacteria mediante la modelización del crecimiento, la duración de la fase de latencia, exponencial y estacionaria en relación al tiempo; así como de las concentraciones de células viables UFC ml a la menos 1 y metabolitos. Posteriormente, se evaluaron diferentes medios de cultivo de bajo costo que proporcionen un crecimiento alto y mantengan la eficacia de biocontrol. Los medios de cultivo fueron formulados utilizando fuentes de nitrógeno y de carbono económicas provenientes de productos comerciales y subproductos agroalimentarios. Finalmente, con los datos de optimización de medios se realizó el escalado de producción en un bioreactor de 5 L y se comprobó la efectividad de B. subtilispara el control de Moniliophthora roreri. Los resultados obtenidos en erlenmeyers demostraron que se pueden conseguir niveles de biomasa de 10 a la 9, FC ml a la menos 1 usando dos medios de bajo coste compuestos por harina de soja como fuente de nitrógeno en combinación con melaza a como fuente de carbono. La producción de B. subtilisBsC1 en un bioreactor de 5 L de capacidad a 30 grados Celsius, con agitación de 150 rpm y flujo de aire de 100 L h a la menos 1, mantuvo las concentraciones de la bacteria a 10 a la 9, UFC ml a la menos 1. Ensayos in vitro con B. subtilis BSC1crecido en el medio optimizado de bajo coste demostraron que ésta mantenía su eficacia de inhibición del crecimiento de M. roreri hasta el 0 por ciento comparada con el 90 por ciento del control. Estos resultados preliminares demuestran una base fiable para la producción industrial de B. subtiliseficiente en el control de la moniliasis a nivel industrial.