Introducción
⌅El cultivo de la caña de azúcar es considerado de vital importancia a nivel mundial ya que aporta economía en diferentes países, tanto así para el desarrollo de la producción agrícola de Ecuador, a través de la generación de empleo e ingresos para el sector agropecuario (11. Vera J, Lazo R, Barzallo D, Gavin C. Caracterización química y degradabilidad in situ de residuos orgánicos como alternativa alimenticia para bovinos. Ecuadorian Sci J. 2021;5(4):1-14. Available from: https://doi.org/10.21930/rcta.vol25_num1_art:3306274 ). La caña de azúcar está expuesta a múltiples factores que afectan su producción y entre ellos la presencia de numerosos patógenos que generan enfermedades impactando también sobre la calidad del producto final (22. Kong C-Y, Wickramasinghe KP, Xu C-H, Mao J, Liu H-B, Kumar T, et al. Recent advances in sugarcane leaf scald disease: Pathogenic insights and sustainable management approaches. Plants [Internet]. 2025;14(4):508. Available from: https://doi.org/10.3390/plants14040508 ).
En el cultivo de caña de azúcar se ha detectado diferentes afectaciones durante su ciclo fenológico de la etapa vegetativa y dentro de las principales enfermedades estas pueden ser provocadas por diversos agentes causales como (hongos, bacterias, virus, nematodos, entre otros) que afectan negativamente el rendimiento del cultivo (33. Jernisha J, Poorniammal R, Sivakumar U, Harish S, Sethuraman K. Plant growth promoting microorganisms and emerging biotechnological approaches for sugarcane disease management. J Pure Appl Microbiol [Internet]. 2024;18(4). Available from: https://doi.org/10.22207/JPAM.18.4.27 ). De las enfermedades fúngicas se encuentran identificados como agentes causales los del género Aspergillus, Fusarium, y Curvularia (44. Ahmad S, Wang M, Zhang H, Deng Y, Liang Q, He B, et al. Synergistic application of biochar and lime modulates rhizosphere microbiome, suppresses pathogens, and enhances disease resistance in sugarcane. BMC Microbiology [Internet]. 2025;25(1):622. Available from: https://doi.org/10.1186/s12866-025-04355-z ). El género Curvularia fue identificado por C. lunata, pertenece a la familia Pleosporaceae del orden Pleosporales (55. Guo Z-J, Amenyogbe MK, Chen S-Q, Rashad YM, Deng J-X, Luo H. Morphological and phylogenetic analyses reveal two novel species of Curvularia (Pleosporales, Pleosporaceae) from southern China. MycoKeys [Internet]. 2025;120:139. Available from: https://doi.org/10.3897/mycokeys.120.156570 ).
Esta especie de hongo pueden afectar diferentes tipos de pastos y cultivos de interés como, maíz, arroz, trigo o sorgo, provocando pérdidas significativas en la producción (66. Srivastava AK, Khan M, Li X, Misra P, Ashish, Kumar A, et al. Exploring the impact of Curvularia pathogens on medicinal and aromatic plants: insights into history, pathogenicity, and host-pathogen interactions. World J Microbiol Biotechnol [Internet]. 2025;41(7):252. Available from: https://doi.org/10.1007/s11274-025-04421-8 ). Curvularia petersonii es un hongo que puede generar necrosis foliares en diferentes tipos de gramíneas, de ahí la importancia de desarrollar estrategias de control efectivas (77. Singh V, Lakshman DK, Roberts DP, Ismaiel A, Abhishek A, Kumar S, et al. Fungal species causing maize leaf blight in different agro-ecologies in India. Pathogens [Internet]. 2021;10(12):1621. Available from: https://doi.org/10.3390/pathogens10121621 ). La aparición de estas especies fitopatógenas son una amenaza para los productores del cultivo de caña azucarera, lo que conlleva a efectuar investigaciones para el control y prevención de estas enfermedades de una manera eficaz y amigable con el ambiente (88. Yusifova A, Asadova B, Aslanova S. Evaluation of phytopathogenic fungi according to the degree of danger. Adv Stud Biol [Internet]. 2025;17(1):27-36. Available from: https://doi.org/10.12988/asb.2025.91987 ).
Para el control de enfermedades fúngicas, desde hace años se ha llevado un sistema de control a base de fungicidas químicos como tiofanato metílico, carbendazim, mancozeb, cobre y azufre, cuyas propiedades poseen efectos tóxicos con efectos adversos considerables sobre el ecosistema (99. Tongsri V, Apithanasakulngeon P, Songkumarn P, Suttiviriya P, Chanchula N. Fungicide resistance of chrysanthemum fungal pathogens and control of leaf spot disease in pot conditions using effective fungicides. Int J Agric Technol [Internet]. 2025;21(4):1577-96. Available from: https://doi.org/10.63369/ijat.2025.21.4.1577-1596 ). Su persistencia y acumulación en el ambiente puede afectar la cadena trófica, provocando un alto riesgo para la salud humana y fauna silvestre (1010. Rodríguez JHV, Sarango Y, Aveiga M del RV, Mata JDO, Sevilla-Carrasco JD, Cuesta JMD, et al. Effect of herbicides on the growth of beneficial microorganisms in rhizospheric soil. Rev La Fac Agron La Univ Del Zulia [Internet]. 2025;42(2). Available from: https://doi.org/10.47280/RevFacAgron(LUZ).v42.n2.VI ). Es imprescindible buscar nuevas alternativas para el control de fitopatógenos (1111. Karamchandani BM, Chakraborty S, Dalvi SG, Satpute SK. Chitosan and its derivatives: Promising biomaterial in averting fungal diseases of sugarcane and other crops. J Basic Microbiol [Internet]. 2022;62(5):533-54. Available from: https://doi.org/10.1002/jobm.202100613 ). Como control biológico, el uso de microrganismos antagónicos frente a hongos fitopatógenos es una técnica común donde diversas especies como (Trichoderma, Pseudomonas y Bacillus) pueden ser una alternativa viable (1212. Rodríguez JHV, Mercedes MMM, Fernanda AFA, Enrique BEB, Liliana RLR. Microorganismos benéficos, bioestimuladores de la germinación y emergencia de semillas de maíz (Zea mays L.). Multidiscip Collab J [Internet]. 2025;3(3):58-69. Available from: https://doi.org/10.70881/mcj/v3/n3/70 , 1313. Carpio M, Vera J, Yugsan F, Gavin C, Barzallo D. Biofertilizer enriched with Paenibacillus polymyxa and Trichoderma sp. for radish cultivation. Revista Caatinga [Internet]. 2025;38:e13759-e13759. Available from: https://doi.org/10.1590/1983-21252025v3813759rc ).
Estas especies de microorganismos han sido ampliamente estudiados en diferentes tipos de cultivos (1414. Vera Rodríguez JH, Barzallo D, Villamar Aveiga M del R, Barcia-Anchundia JX. Biostimulant effect of microorganisms on in vitro germination of hybrid pepper seeds. Rev Cienc y Tecnol Agropecu. 2024;25(1). ), para el control de enfermedades (1515. Ren Q, Khan A, Zhang J, Bao Y, Khan MT, Wang J, et al. Fungal community dynamics associated with the outbreaks of sugarcane root rot disease. Microbiol Spectr [Internet]. 2024;12(2):e03090-23. Available from: https://doi.org/10.1128/spectrum.03090-23 ), así como también para la mitigación del impacto ambiental (1616. Jeres-Caguana GA, Montaño-Roldan VL, Ordoñez-Zuñiga NL, Vera-Rodriguez JH, Lucas-Vidal LR. Efecto biorremediador de la espirulina y Trichoderma spp. en suelo contaminado con plomo (Pb). Multidiscip Collab Journal [Internet]. 2025;3(2):1-12. Available from: https://doi.org/10.70881/mcj/v3/n2/48 ), estas cepas tienen la capacidad de promover el crecimiento vegetal y mejorarar la condición estructural del suelo (1010. Rodríguez JHV, Sarango Y, Aveiga M del RV, Mata JDO, Sevilla-Carrasco JD, Cuesta JMD, et al. Effect of herbicides on the growth of beneficial microorganisms in rhizospheric soil. Rev La Fac Agron La Univ Del Zulia [Internet]. 2025;42(2). Available from: https://doi.org/10.47280/RevFacAgron(LUZ).v42.n2.VI ). Bajo este contexto, el presente estudio consistió en evaluar la capacidad antagónica de diferentes especies de microorganismos benéficos frente al hongo Curvularia petersonii bajo condiciones controladas.
Materiales y Métodos
⌅Ubicación y muestras del Ensayo
⌅El estudio se efectuó en el laboratorio de Biotecnología de la Universidad Estatal de Milagro, Ecuador. Con respecto al hongo patógeno se tomó una muestra para ser replicada de una cepa secuenciada con el 99,60 % de identidad para Curvularia petersonii (Nº Accesión NR_158448.1) aislada a partir de tejido necrótico foliar de caña de azúcar variedad ECU-08, mientras que para evaluar el enfrentamiento en cultivo dual se adquirieron cepas puras de (Trichoderma harzianum, Trichoderma asperellum, Bacillus subtilis y Pseudomona fluorescens) del Laboratorio de Microbiología Agrícola Microbiolab RUC 1713152047001 de la ciudad y Quito, Ecuador.
Manejo del Ensayo
⌅Para el experimento se planteó evaluar el antagonismo mediante enfrentamiento en cultivo dual entre 4 microorganismos benefices (T. asperellum, T. harzianum, P. fluorescens y B. subtilis) y una cepa patógena (C. petersonii) con 5 réplicas y sus respectivos controles en medio de cultivo PDA (Agar Dextrosa Patata) 39 g L-1, sumando un total de 45 unidades experimentales.
Para el ensayo de interacción antagónica dual de los hongos T. asperellum y T. harzianum frente al hongo C. petersonii, se efectuó el trasplante de porciones de 5 mm de las cepas de reserva y se depositaron en extremos opuestos de la placa, manteniendo una distancia de 20 mm del borde. Posteriormente, las placas fueron selladas con parafilm. La inoculación de las bacterias P. fluorescens y B. subtilis se llevó a cabo disolviendo un fragmento de cada cepa en agua peptonada dentro de un tubo de ensayo de vidrio. A continuación, con una micropipeta ajustada a 10 μL, se vertió la suspensión en la placa y se extendió por toda la superficie del agar con una espátula de Drigalski. Finalmente, los controles se sembraron en el punto central de la placa. Las cepas se incubaron a 32 ºC.
Registro de Datos
⌅El registro de datos se basó en evaluaciones diarias por un período de 16 días, empleando un calibrador mecánico Vernier para los hongos (Figura 1 A), mientras que las bacterias fueron evaluadas en función de sus unidades formadoras de colonias (UFC), en este apartado, se determinó la eficacia de supresión y la propagación superficial de los microorganismos en el agar (Figura 1 B).
Diseño Experimental
⌅Para representar el desarrollo de C. petersonii en entornos controlados y junto a sus antagonistas, se recurre a la ecuación diferencial logística. Dicha ecuación describe la dinámica de cambio poblacional en función del tiempo bajo condiciones dadas. Los cálculos para la simulación de las interacciones tienen su fundamento en el modelo de Lotka-Volterra para interacciones competitivas.
Resultados
⌅Efecto de C. petersonii sobre T. asperellum
⌅La Figura 2 representa la curva de crecimiento de dos hongos, C. petersonii (línea azul) y T. asperellum (línea roja), creciendo juntos en un ensayo de confrontación dual.
T. asperellum muestra un crecimiento exponencial y dominante, alcanzando casi 70 mm al final de la medición. Su curva asciende de forma muy pronunciada. C. petersonii experimenta una inhibición severa de su crecimiento. Su curva se aplana drásticamente y se mantiene alrededor de los 15 mm a partir de los 10 días de medición, indicando que su crecimiento se ha detenido o es insignificante.
Efecto de C. petersonii sobre T. harzianum
⌅La Figura 3 muestra la curva de crecimiento de C. petersonii (línea azul) en confrontación con T. harzianum (línea roja).
Ambos hongos muestran un crecimiento casi idéntico. Las curvas se superponen o están muy cercanas hasta aproximadamente los 10 mm. Esto indica que inicialmente crecen a un ritmo similar o que la interacción antagónica aún no es evidente. A partir de los 10 mm, las curvas comienzan a tener un crecimiento exponencial separándose aproximadamente a los 25 mm.
T. harzianum toma la delantera y muestra un crecimiento más rápido y acelerado, alcanzando casi 70 mm al final de la medición. C. petersonii también sigue creciendo, pero a un ritmo significativamente menor que Trichoderma. Su curva es más lineal y menos pronunciada, alcanzando alrededor de 45 mm a los 16 días de evaluación.
Efecto de C. petersonii sobre P. fluorescens
⌅La Figura 4 representa la interacción entre el hongo C. petersonii (línea azul) y la bacteria P. fluorescens, en un ensayo de confrontación en placa. La gráfica interpreta la curva del crecimiento/actividad relativa del antagonista.
Inicialmente ambos organismos muestran un crecimiento o actividad bajo y similar, las curvas se tocan o cruzan varias veces. C. petersonii experimenta un crecimiento inicial más rápido y fuerte que su antagonista, saltando de 2 mm a 13 mm. Alrededor de los 10 días, el crecimiento de C. petersonii se detiene bruscamente y se estabiliza alrededor de 14 mm. Este estancamiento súbito es una fuerte evidencia de una acción inhibitoria por parte de la bacteria, P. fluorescens comienza una fase de crecimiento exponencial y dominante, ascendiendo rápidamente hasta el final de la medición.
Efecto de C. petersonii sobre B. subtilis
⌅La Figura 5 representa la interacción entre el hongo C. petersonii (línea azul) y la bacteria B. subtilis (línea roja).
Ambos organismos muestran inicialmente una actividad baja, las curvas se mantienen muy juntas hasta el día 6. A partir del séptimo día B. subtilis toma ventaja y exhibe un crecimiento exponencial muy acelerado. C. petersonii continúa creciendo, pero a un ritmo muy lento y dominado, alcanzando solo 10 mm al final de la medición al día 16.
Discusión
⌅La figura demuestra que T. asperellum domina y suprime significativamente el crecimiento de C. petersonii en las condiciones de este experimento. Las especies de Trichoderma son agentes de control biológico conocidos por su micoparasitismo, que involucra la producción de enzimas como quitinasas que degradan la pared celular fúngica (1717. Cortés-Hernández F del C, Alvarado-Castillo G, Sánchez-Viveros G. Trichoderma spp., una alternativa para la agricultura sostenible: una revisión. Revista Colomb Biotecnol [Internet]. 2023;25(2):73-87. Available from: https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v25n2.111384 , 1818. Peralta JT, Guerra EG, Pruna DC, Erazo VS. Evaluación in vitro del antagonismo de cepas de Trichoderma contra hongos fitopatógenos foliares del cultivo de banano (Musa spp.). Agroindustrial Sci [Internet]. 2025;15(2):143-53. Available from: http://doi.org/10.17268/agroind.sci.2025.02.06 ). El rápido crecimiento y la colonización del sustrato confieren una ventaja competitiva a T. asperellum sobre patógenos de crecimiento lento.
T. harzianum es un antagonista efectivo frente a C. petersonii, dominando el crecimiento y superándolo. La variación en la cepa y la especie de Trichoderma puede resultar en diferentes niveles de antagonismo, variando desde la competencia pura hasta el micoparasitismo completo (1919. Martínez-Canto OJ, Cristóbal-Alejo J, Tun-Suárez JM, Reyes-Ramírez A. Detección de genes Epl1 y Sm1 en Trichoderma spp. antagonistas contra hongos fitopatógenos. Ecosistemas y Recursos Agropecurios [Internet]. 2021;8(2). Available from: https://doi.org/10.19136/era.a8n2.2791 ). Esta dinámica sugiere que la competencia por nutrientes y espacio es el mecanismo primario, posiblemente complementado por una antagonismo parcial o menos potente por metabolitos secundarios como lo indica la científica.
P. fluorescens demuestra ser un antagonista muy eficaz contra C. petersonii. El patrón de inhibición del hongo es similar al observado con T. asperellum, donde el crecimiento de C. petersonii se empezó a aplanar alrededor de los 13 mm. P. fluorescens es una rizobacteria promotora del crecimiento vegetal que actúa como biocontrolador mediante la producción de metabolitos secundarios con actividad antifúngica, como la pirrolnitrina y las fenazinas (2020. Álvarez-García J-A, Santoyo G, del Carmen Rocha-Granados M. Pseudomonas fluorescens: Mecanismos y aplicaciones en la agricultura sustentable. Revista Latinoamericana Recursos Naturales [Internet]. 2020;16(1):1-10. Available from: https://revista.itson.edu.mx/index.php/rlrn/article/view/286 ). El cese súbito del crecimiento de C. petersonii es una fuerte evidencia de la acción de metabolitos antibacterianos o antifúngicos de la bacteria. La competencia por nutrientes también podría contribuir, pero la inhibición categórica apunta a la acción de antibiosis.
B. subtilis es un antagonista eficaz contra C. petersonii bajo las condiciones de este experimento, limitando severamente el crecimiento del hongo fitopatógeno. B. subtilis es un agente de control biológico importante debido a su capacidad para secretar lipopéptidos cíclicos (iturinas y fengicinas) que actúan directamente sobre las membranas fúngicas (2121. de los M Orberá T, de Jesús Serrat M, Ortega E. Potential applications of Bacillus subtilis strain SR/B-16 for the control of phytopathogenic fungi in economically relevant crops. Biotecnol Apl [Internet]. 2014;31(1):7-12. Available from: https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumenI.cgi?IDARTICULO=48662 ). El dominio de B. subtilis es probablemente mediado por la producción de antibióticos.
Conclusiones
⌅Todos los microorganismos benéficos utilizados en el estudio poseen un efecto antagonista sobre C. petersonii. El hongo T. asperellum presentó mayor capacidad inhibidora, con una reducción significativa de la tasa de desarrollo del patógeno en contraste con el control. El T. harzianum también redujo el crecimiento de C. petersonii comparado con el control, pero a una menor magnitud.
Las bacterias P. fluorescens y B. subtilis también mostraron capacidades inhibidoras frente al patógeno. El análisis comparativo de las velocidades de crecimiento en ausencia y presencia de antagonistas sugiere que estos microorganismos tienen potencial para ser empleados como agentes de control biológico exitosos frente a C. petersonii.