Pais: Brasil

Fecha: 09 de Noviembre del 2020

La invención puede estimular la expansión de la industria de plaguicidas biológicos en Brasil por Embrapa, Brasil

- El proceso FLS impulsa la multiplicación de hongos que pueden usarse en el control biológico de plagas y enfermedades de los cultivos.

- El método da como resultado células fúngicas más estables con una mayor capacidad de infección (más eficaz en el campo).

- La solución es más barata que el método convencional de producción de estos hongos, el ESF. 

- La producción de FLS dura entre dos y tres días, mientras que la FSE demora más de diez días, en el caso de la especie Beauveria bassiana.

-Los resultados generaron patentes en Brasil y Estados Unidos.

- La técnica ha tenido éxito con dos especies de hongos y puede adaptarse a otros hongos.

Científicos brasileños y estadounidenses lograron perfeccionar la técnica de fermentación líquida sumergida ( FLS ), con el objetivo de la producción a escala industrial de biomasa de hongos filamentosos, utilizada en la composición de plaguicidas biológicos para la protección de cultivos. El método está dirigido especialmente a hongos entomopatógenos y micoparásitos de importancia agrícola.

La producción de hongos por fermentación líquida se mejoró durante el doctorado del analista de  Embrapa Environment  (SP)  Gabriel Mascarin , en Estados Unidos, en 2015, supervisado por el investigador Mark Alan Jackson, del Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de Estados Unidos ( ARS-USDA ). La investigación tuvo éxito con los hongos  Beauveria bassiana  y  Trichoderma .

La investigación culminó con el registro de dos patentes de uso común en los países. La técnica también se puede adaptar para producir otros hongos beneficiosos, como  Cordyceps  ( Isaria ),  Akanthomyces  ( Lecanicillium ),  Hirsutella y Metarhizium , entre otros.

Mascarin destaca el valor estratégico del nuevo sistema para la industria, ya que posibilita la producción rápida y económica de altas concentraciones de células fúngicas más tolerantes a la desecación, más estables e infecciosas que las obtenidas por el proceso que ha utilizado la industria, es decir, la sistema de fermentación sólido-estático (ESF). En este segundo sistema, los granos de cereales húmedos se utilizan comúnmente como sustratos para la obtención de conidios, pero es un proceso costoso, lento, difícil de controlar y que requiere mucha mano de obra.

“Creemos que el avance generado puede revolucionar la industria de bioinsumos, ya que la tecnología abre el camino para reemplazar los procesos en la planta industrial, que actualmente se basan en la fermentación sólida, un método costoso y económicamente menos eficiente”.

Capaz de revolucionar la industria de bioinsumos

El científico explica que con la fermentación sólida, los conidios necesitan hasta 20 horas para germinar después de la rehidratación. Con la fermentación líquida, las blastosporas  de Beauveria , por ejemplo, alcanzan una tasa de germinación de hasta el 90% en solo siete horas. También es posible producir estos blatosporos en solo dos o tres días con FLS, mientras que en fermentación sólida, la producción demora más de diez días.

En el caso de la producción de microesclerodos de  Trichoderma , la biomasa fúngica se obtiene en un período de tres a cinco días, mientras que la fermentación sólido-estática puede tardar más de siete días. “Otro punto a destacar es el hecho de que los microesclerodos consisten en una estructura de resistencia nunca antes descrita para  Trichoderma . Su formación no tiene precedentes en condiciones de fermentación líquida sumergida. Por eso, estos microesclerodos son ideales para el tratamiento de semillas y su aplicación al suelo ”, revela.

Mascarin también señala que el dominio tecnológico del proceso ha venido demostrando su capacidad para satisfacer una demanda de la industria de plaguicidas biológicos, que anhela el desarrollo de métodos más eficientes y de bajo costo, capaces de hacer económicamente viable la producción a gran escala de estos hongos. biocontrol de plagas y enfermedades como alternativa al uso de plaguicidas químicos.

Dice que la nueva tecnología nació de la necesidad de superar las barreras limitantes impuestas por el método de fermentación sólida. “Nuestra investigación pudo demostrar la viabilidad técnica y económica de producir estas estructuras y, en el caso particular de  Trichoderma  y  Beauveria , esta es la primera vez que esto ocurre. Lo entendemos como un aporte de la ciencia a la sociedad, con un enorme potencial para impactar positivamente en todo el sector de las biodefensas, con impactos igualmente grandes en el mercado ”, predice Mascarin.

Para Amália Borsari, directora ejecutiva de biológicos de  CropLife Brasil, asociación que representa a los diversos sectores que componen la agroindustria, como la protección de cultivos, semillas, biológicos y biotecnología, “cualquier tecnología que reduzca los costos de producción, optimizando la efectividad de los activos biológicos, es muy bienvenida para el biodefensivas ”. Borsari señala que la mayoría de empresas viabilizan su producción de hongos vía fermentación en medio sólido, sin embargo necesitan más mano de obra, espacio físico, tiempo de fermentación, además de mayor rigor en el control de contaminantes y calidad. "Esta nueva tecnología de Embrapa es muy prometedora para el sector industrial, si es capaz de reducir estos factores adversos". También señala que es importante validar la tecnología en la industria para ajustes, dependiendo del activo biológico y del aislado.

La automatización de procesos reduce los costos

La investigación destaca al FLS como más moderno, flexible y adherente a la realidad industrial brasileña, ya que es superior en relación al método convencional. En FLS, el ambiente es más homogéneo y uniforme en cuanto a la distribución y disponibilidad de nutrientes en el medio para el crecimiento del hongo. Esta homogeneidad es posible porque el sistema es operado en biorreactores automáticos y controlado por computadoras.

Mascarin señala que este conjunto de características del método culmina en la facilidad de control de las variables físico-químicas del proceso, que pueden ajustarse a los mejores valores, resultando en una mayor eficiencia, calidad y productividad de la biomasa fúngica, incluso cuando se produce en grandes volúmenes.

Asociación con el sector privado

Empresas del sector de bioplaguicidas han estado buscando a Embrapa para desarrollar proyectos de optimización de FLS para hongos de control biológico de insectos, fitopatógenos y nematodos. “En este modelo de colaboración público-privada, pudimos realizar estudios a partir de pequeños volúmenes - a escala de mililitros - utilizando matraces agitados, incluso de pocos litros, en biorreactores de sobremesa, buscando siempre medios nutritivos de bajo costo que brinden mayor eficiencia y alto rendimiento en producción del propágulo de interés. Además, es fundamental que el propágulo producido sea probado para determinar su actividad biológica frente al objetivo para el que está destinado a ser utilizado ”, dice Gabriel Mascarin.

El siguiente paso es validar el proceso de fermentación con la empresa en su planta piloto, con el fin de ajustar los parámetros de producción a la realidad industrial, ligado también al diseño de estrategias de formulación luego de la producción del propágulo fúngico.

Perspectivas para el futuro

El sector biológico está evolucionando muy rápido. El crecimiento del mercado brasileño de plaguicidas biológicos sigue una tendencia mundial de reducción del uso de agroquímicos para combatir plagas y enfermedades en los cultivos. Según datos del sector, las perspectivas son positivas tanto en términos de mayor producción como expectativas de ventas, ya que el número de productos registrados está en constante expansión. En el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Abastecimiento ( Mapa ) existen actualmente 309 biodefensivos registrados. En 2019 se registraron 43 productos. En 2020, hasta finales de junio, el Mapa concedió 28 inscripciones. Estos datos indican un mercado con gran potencial de crecimiento.

Según Amália Borsari, hasta 2015 solo había 107 registros de productos biológicos en el país. Este es un hito para el sector. El programa ciertamente dará un nuevo impulso al uso de los recursos biológicos en la agricultura brasileña ”, dice.

Borsari también señala que ante la creciente demanda de productos biológicos, las empresas biodefensivas, de manera coordinada, se acercan al productor para ofrecerle información y asistencia técnica. Esto aumenta el interés por las soluciones biológicas ”, analiza.

Ella cree que la disponibilidad de productos más efectivos también contribuye a una mayor demanda. “El período de 2018 a mediados de 2020 representa el 40% de los productos registrados. Para el segundo semestre, CropLife Brasil, en alianza con el Programa Nacional de Bioinsumo del Ministerio de Agricultura, planea trabajar en un proyecto de extensión educativa para acercar el conocimiento tecnológico sobre biodefensivas a los productores rurales, lo que también puede contribuir a un aumento de la demanda. ”, Anuncia Borsari.

Investigación e innovación

Para el jefe general de Embrapa Medio Ambiente,  Marcelo Morandi , quien fue el coordinador de la Mesa de Control Biológico del Comité de Sanidad Vegetal del Cono Sur (Cosave), este es un momento muy especial.

“Brasil es líder en el desarrollo de tecnologías para la agricultura tropical y tiene el conocimiento y la estructura para emerger en el escenario mundial como un gran innovador en el desarrollo de productos biológicos, especialmente por su riqueza en biodiversidad. El país se ha convertido en uno de los pioneros a nivel mundial en la producción y uso de agentes de control microbiano y enemigos para controlar plagas y enfermedades en millones de hectáreas. El mercado brasileño de agentes de biocontrol ha crecido y se ha diversificado significativamente en los últimos años ”, dice Morandi.

“El control biológico hace tiempo que dejó de ser el 'patito feo' de la sanidad vegetal. Hoy es una ciencia sólida y reconocida. Las soluciones tecnológicas a los desafíos de implementar el control biológico en el campo están en pleno desarrollo en instituciones de investigación y empresas. El desarrollo y dominio de la técnica de fermentación líquida sumergida (FLS) es un hito en este proceso, tiene el potencial de revolucionar la producción de agentes fúngicos, dotando a los productos de mayor escala y calidad ”, concluye.

Las ventajas del proceso pueden impulsar la industria y el mercado de productos biológicos.

Los avances tecnológicos generados es revolucionario y ventajas del nuevo método se demostraron en la producción en masa de propágulos de conidios de los hongos  Clonostachys rosea , una eficaz y versátil agente de biocontrol del moho gris, causada por el patógeno  Botrytis cinerea , un hongo que es el origen la denominada "podredumbre gris" de las hortalizas y que ataca cultivos como el aguacate, fresa, lechuga, ajo, patata, berenjena, cebolla, zanahoria, manzana, mango, melón, naranja, limón, pepino, melocotón, pimiento, tomate, uva, entre otros.

La tecnología también mostró resultados robustos en la producción de blastosporas del hongo  Beauveria bassiana , utilizado en el control biológico de plagas como la mosca blanca ( Bemisia spp . Y otras especies), pulgones ( Aphis spp ., Etc.), trips ( Frankliniella spp . ,  Trips spp ., etc.), cochinillas ( Praelongorthezia praelonga , etc.) coleoborers ( Rhynchophorus palmarum ), broca del café ( Hypothenemus hampei ), gorgojo del eucalipto ( Gonipterus platensis ), vacas ( Diabrotica ,  Cerotoma ) insectos fitófagos ( Euschistus ,  Edesa,  Thyanta ,  Nezara ,  Piezodorus ), ácaros fitófagos ( Tetranychus urticae ,  Tetranychus evansi ,  Phyllocoptruta oleivora ), barrenadores de raíces o tallos ( ' Cosmopolites spp .', Bastón de gorgojo  'Sphenophorus levis' ).

También fue eficiente en la producción de propágulos estables de  Trichoderma spp ., El hongo más utilizado en el control biológico en Brasil, con el objetivo de proteger los cultivos contra diversas enfermedades radiculares causadas por  Fusarium ,  Cylindrocladium,  Rhizoctonia,  Verticillium ,  Pythium  y otros.

Según estimaciones, el área aplicada con  Trichoderm a en Brasil supera fácilmente los 3 millones de hectáreas y su potencial de uso debería continuar moviéndose.

Traducido del portugués.

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