El cultivo de jitomate (Solanum lycopersicum) es uno de los más rentables y consumido por sus diversos productos, durante el 2021 se cosecharon 256 770 679.92 toneladas (FAO, 2023). Sin embargo, su producción se ha visto amenazada por el Tomato brown rugose fruit virus (ToBRFV), el cual fue reportado en 2014 en Israel y en 2015 en Jordania en plantas de jitomate (Luria et al., 2017; Salem et al., 2016). A partir de esa fecha, el ToBRFV ha sido detectado en 35 países de Europa, Asia, África y América del Norte, incluyendo México (Cambrón-Crisantos et al., 2018; Menzel et al., 2019; Fidan et al., 2019; Skelton et al., 2019; Yan et al., 2019; Ling et al., 2019; Panno et al., 2019; Alkowni, 2019; Caruso et al., 2022; EPPO, 2023).

El ToBRFV es un Tobamovirus con partículas de varilla rígida, genoma de ARN de cadena sencilla (+ssRNA) y se compone de cuatro marcos de lectura abiertos (ORFs) (Luria et al., 2017). Este virus se transmite fácilmente de forma mecánica ya que sus partículas son muy estables, por lo que las actividades culturales son la principal forma de diseminación en los invernaderos (Levitzky et al., 2019; Panno et al., 2020); aunado a que puede transmitirse por semilla (Davino et al. 2020). En el caso del ToBRFV, se han reportado porcentajes de transmisión del 1.8 % en semilla de jitomate y menos del 1 % en semillas de tabaco (Nicotiana rustica) (Davino et al. 2020; Zamora-Macorra et al., 2023); y se sabe que un porcentaje de transmisión tan bajo como 0.001 % tiene el potencial de iniciar con una epidemia (Mohan et al, 2020). Por lo anterior, el ToBRFV se ha diseminado ampliamente en México y se están buscando continuamente estrategias para prevenirlo pues para este tipo de patógenos, las tácticas de control directas y efectivas son limitadas; no obstante, se han explorado estrategias como el uso de variedades resistentes y la inducción de defensas naturales en las plantas (Kloepper et al., 2004).

La resistencia sistémica inducida en plantas es potenciada por microorganismo endófitos, epífitos y rizosféricos. Estos forman relaciones mutuas con las plantas, mejoran la asimilación de nutrientes, promueven el crecimiento, aumentan la tolerancia al estrés e induce las defensas contra microorganismos fitopatógenos (Umesha et al., 2018; Yadav et al., 2020). La mayoría de las bacterias que se han reportado como promotoras del crecimiento pertenecen a los géneros Pseudomonas y Bacillus, pero existen muchos otros (Vessey, 2003). Hay diversas investigaciones que demuestran que la inoculación de las cepas de microorganismos promotores del crecimiento en cultivos, incluyendo jitomate, mejora el desarrollo de las plantas e inclusive reduce la incidencia y severidad de las enfermedades virales (Samaniego, 2017; Kandan et al., 2005; Beris et al., 2018; Murphy et al., 2003; Dashti et al., 2012). Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de microrganismos aplicados a la raíz de plantas de jitomate infectadas con el ToBRFV, utilizando variables respuesta como crecimiento aéreo y radicular de la planta y la severidad observada.

Los tratamientos evaluados fueron: 1) Beauveria peruviencis en plantas enfermas, 2) Trichoderma longibrachiatum en plantas enfermas, 3) Pseudomonas sp. en plantas enfermas, 4) Agua en plantas sanas y 5) Agua en plantas enfermas. Las cepas de microorganismos utilizados fueron obtenidas de la colección del laboratorio de control biológico de la maestría en Protección Vegetal, de la Universidad Autónoma Chapingo. Se utilizaron cepas de 15 días de crecimiento en medio Agar Dextrosa Papa para T. longibrachiatum y Agar Dextrosa Saboraud para B. peruviencis. Las cajas Petri de ambos hongos se incubaron a 27 °C. La bacteria (Pseudomonas sp.) se sembró en Agar Nutritivo, incubado a 27 °C por 24 horas y para obtener una concentración más alta, se reaisló en medio líquido (Caldo Nutritivo) en agitación a 140 rpm, a temperatura ambiente. Posteriormente, los microorganismos se suspendieron en líquido para realizar conteos celulares con la cámara de Neubauer, usando diluciones seriadas. Las concentraciones utilizadas para los tratamientos fueron de 1X108 para los hongos y en el caso de la bacteria 1X109.

Los experimentos se realizaron de febrero a junio de 2023 en el invernadero del departamento de parasitología agrícola de la Universidad Autónoma Chapingo. En contenedores de 1 L, se sembraron plantas de jitomate saladette utilizando como sustrato peatmost previamente esterilizado. Cuando las plantas tuvieron dos foliolos verdaderos se les aplicaron 20 mL de los diversos tratamientos al suelo y dos días después se inocularon mecánicamente con el virus, para lo cual se provocó un daño subletal en las hojas con ayuda de carborundum 400 mallas e inmediatamente después se frotaron con un macerado de la fuente de inóculo en tampón de fosfatos pH 7.5. La fuente de inóculo del ToBRFV se obtuvo de la colección biológica del laboratorio de virus fitopatógenos del Colegio de Postgraduados. A los 41 días después de la inoculación mecánica (ddim), se volvió a aplicar 20 mL de la suspensión de los microorganismos al suelo de cada planta.

Se utilizó un diseño completamente al azar, la unidad experimental fue una planta de jitomate, y por tratamiento se tuvieron 13 repeticiones. A los 15 ddim y al finalizar el experimento se registró la altura de cada planta y su severidad, para lo cual se utilizó una escala progresiva, donde 1= sin síntomas, 2= ligera clorosis, 3= mosaico 4= reducción del crecimiento, 5= deformación de hojas y 6 = muerte. También se registró el peso fresco de la parte aérea y de la raíz de cada planta tratada al finalizar el experimento, que fue cuando inició la floración. A los 30 ddim, se tomaron muestras de las plantas enfermas tratadas para corroborar la infección viral mediante RT-PCR, utilizando los iniciadores descritos por Dovas y colaboradores (2004), los cuales amplifican una región conservada de 400 pares de bases de la replicasa viral (RdRp); también se analizaron muestras compuestas de las plantas testigo (sanas).

Los datos obtenidos fueron analizados con una prueba no paramétrica de medias, una vez que se identificó aquellas con diferencias significativas (α=0.05), se realizaron pruebas HSD de Tukey-Kramer por cada par.

Todas las plantas inoculadas con el virus mostraron síntomas sistémicos a los 15 días después de la inoculación (Figura 1); estos fueron similares a los reportados en plantas de jitomate, los cuales consistieron en mosaico clorótico y moteado de zonas verde oscuro, en hojas, ampollamiento e inclusive con estrechamiento de la lámina foliar (Fidan et al., 2019; Alkowni et al., 2019; Menzel et al., 2019). Respecto a la RT-PCR, solo se obtuvieron los fragmentos del peso esperado en las plantas enfermas tratadas por lo que se corroboró la infección.

Las plantas con el tratamiento de Agua-Sanas (plantas sanas) tuvieron el mayor desarrollo radical y aéreo, y todas las variables respuesta fueron estadísticamente diferentes al resto (p= <.0001) (Cuadro 1). Cuando se comparó el testigo enfermo

Figura del artículo
Figura 1: A: plantas enfermas con ToBRFV a las que se les aplicó diferentes microorganismos y el testigo enfermo al que se le aplicó solo agua. B: plantas sanas, utilizadas como testigo. C: comparación entre plantas enfermas con ToBRFV tratadas con diferentes microorganismos y D: síntomas ocasionados por el ToBRFV, donde se observa el mosaico en hojas a los 20 días después de la inoculación (ddi) y la deformación de brotes a los 35 ddi.

Variable respuesta Tratamiento Media Letras de uniónz
Altura (cm) Aguas-Sanas 55.5 A
Beauveria 35.3 B
Pseudomonas 32 B C
Thrichoderma 26.1 C D
Aguas-Enfermas 19.7 D
Severidad Thrichoderma 4.6 A
Aguas-Enfermas 4.3 A
Pseudomonas 4.2 A
Beauveria 4.1 A
Aguas-Sanas 1 B
Peso aéreo (g) Aguas-Sanas 26.1 A
Beauveria 11.7 B
Pseudomonas 11.45 B
Agua-Enferma 10.88 B
Thrichoderma 7.8 B
Peso raíz (g) Agua-Sanas 11.8 A
Beauveria 9.4 A B
Agua-Enferma 7.4 B C
Pseudomonas 7 B C
Thrichoderma 4.6 C
Cuadro 1: Comparación de medias de las variables respuesta (altura, severidad y peso de planta de jitomate) registradas por cada tratamiento evaluado, y letras de unión generadas mediante la prueba HSD de Tukey-Kramer.

(Agua-Enferma) con los tratamientos aplicados a las plantas infectadas, el que favoreció el crecimiento y desarrollo, y disminuyó la severidad fue B. peruviencis, seguido de Pseudomonas sp. (p < 0.0001 y p= 0.0016); aunque la severidad fue estadísticamente similar (Cuadro 1). Las plantas enfermas tratadas con T. longibrachiatum tuvieron el menor peso (7.9 g de parte aérea y 4.7 g de raíz) y mayor severidad (4.6), inclusive que las que solo se trataron con agua (testigo) (Figura 2).

Existen diversas rizobacterias promotoras del crecimiento que se han probado en cultivos y han disminuido la incidencia y severidad de las enfermedades virales; varias especies de los géneros de Pseudomonas, Bacillus y Azospirillum han demostrado ser efectivas en plantas infectadas por Cucumber mosaic virus (CMV), Tobacco mosaic virus, Tomato chlorotic spot virus, Tomato mottle virus y Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) (Dashti et al., 2007; Wang et al., 2009; Choi et al., 2014; Abdalla et al., 2017; Li et al. 2016; Beris et al., 2018). Por ejemplo,

Figura del artículo
Figura 2: Media de las variables respuesta, obtenidas al finalizar el experimento, por cada tratamiento aplicado en las plantas de jitomate infectadas con ToBRFV (enfermas) y sanas.

las aplicaciones de Pseudomonas fluorescens en semillas, plántulas, hojas y suelo, aumentaron la actividad de la peroxidasa y la fenilalanina-amoníaco-liasa, acumulando compuestos fenólicos, estimulando los fenilpropanoides, lo que provocó una reducción significativa de la severidad e incidencia ocasionada por Tomato spotted wilt virus (Kandan et al., 2005).

De igual manera, se ha observado que los hongos tienen también un efecto positivo en plantas infectadas por virus. Estudios realizados en plantas de peino con CMV demostraron que Trichoderma asperellum aumentó los niveles de transcripción de los genes relacionados con la resistencia (pr1, pal1, etr1, sod, rip y lox1), y enzimas (SOD, LOX1, POX, CAT) que inducen resistencia sistémica en la planta (Tamandegani et al., 2021). En el caso de T. longibrachiatum, se ha reportado como patógeno en el cultivo de otros hongos, como champiñón y Ganoderma (Zhang et al., 2018) e inclusive como agente de control biológico de Sclerotinia cepivorum en cebolla (Allium cepa) (Camacho-Luna et al., 2023) y de Thielaviopsis paradoxa en agave (Agave tequilana) (Sánchez y Rebolledo, 2010), y hasta esta investigación, se desconocía su efecto como endófito. Lo que se observó en el presente experimento, fue que provocó una mayor severidad en las plantas infectadas con el virus y redujo en 31% el crecimiento de las plantas comparadas con el tratamiento AguaEnfermas; para determinar los probables mecanismos involucrados y su efecto, es necesario mayor investigación con este hongo.

Por otro lado, se conoce que algunos hongos entomopatógenos son endófitos en plantas; se ha visto que B. bassiana pueden colonizar a varias especies vegetales, como: trigo, soya (Glycine max), arroz (Oryza sativa), frijol (Phaseolus vulgaris), cebolla (Allium cepa), jitomate (S. lycopersicum), palma (Elaeis guineensis), uva (Vitis vinifera), papa (Solanum tuberosum), algodón (Gossypium hirsutum) y maíz (Zea mays) (Vega, 2018; Liu et al., 2022; Jaber y Ownley, 2018). Cuando estos hongos son inoculados en semilla, foliarmente o al suelo, invaden el tejido de la planta y promueven su crecimiento (Jaber y Enkerli, 2017). Para el manejo de virus, El-Deeb y colaboradores (2021) aplicaron B. bassiana para evaluar resistencia al TYLCV y a la población de Bemisia tabaci, y realizaron aplicaciones por inyección al tejido vegetal para colonizarlo, al final observaron un aumento en el contenido de fenoles, mayor altura de la planta y rendimiento de frutos, baja incidencia del TYLCV y una disminución de población de mosquita blanca (B. tabaci). El aislamiento de B. peruviencis utilizado en el presente estudio se aisló de un picudo de las anonáceas (Optatus palmaris) (Hernández, 2023) y se desconocía su efecto como endófito en plantas. En la presente investigación, fue el tratamiento que favoreció más el desarrollo de plantas infectadas (79% más altas y 15% con mayor peso que el tratamiento Agua-Enfermas) y disminuyó la severidad, por lo que su potencial para futuras investigaciones es prometedor.