Actividad nematicida de especies de la flora nativa argentina para controlar Meloidogyne incognita

Abstract

RESUMEN Las estrategias actuales de control de plagas (incluidos los nematodos fitoparásitos) se basan principalmente en la aplicación de plaguicidas de elevada toxicidad. Los nematodos fitoparásitos revisten una plaga agrícola de gran importancia económica de nivel mundial. En el marco de esta Tesis, se investigó por primera vez la actividad nematicida contra el nematodo agallador Meloidogyne incognita de decocciones (DE), exudados resinosos (EX), aceites esenciales (AE) e hidrolato (HL) obtenidos de trece especies nativas de Argentina que se mencionan a continuación: Azorella cryptantha, Baccharis grisebachii, Clinopodium gilliesii, Gentianella multicaulis, Larrea divaricata, Larrea nitida, Trichocereus terscheckii, Oxalis erythrorhiza, Seriphidium mendozanum, Tagetes filifolia, Tagetes minuta, Tessaria absinthioides y Zuccagnia punctata. Además, se complementó la evaluación nematicida, con el estudio químico de las especies que resultaron activas con el fin de determinar los compuestos presentes y los posibles mecanismos de acción. Para determinar la actividad nematicida se empleo un ensayo estandarizado in vitro sobre juveniles de segundo estadio (J2) de M. incognita aislados y tipificados de un cultivo de tomate de la provincia de San Juan, Argentina. Los preparados que resultaron activos con valores de mortalidad superior al 80 % fueron: DE-A. cryptantha y DE-Z punctata a 0,5 % mg/ml de concentración, EX-Z punctata a 0,04 % mg/ml, AE-A. cryptantha, , AE-T. minuta, AE-Z punctata a 0,5 % mg/ml, AE-T. filifolia a 0,25 % mg/ml e HL-Z punctata puro. Mediante un exhaustivo análisis por cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (UHPLCMS/MS LC) se identificaron tentativamente 51 compuestos en el EX-Z punctata, incluyendo flavonoides, chalconas, derivados del ácido cafeico y ésteres del ácido cumárico, entre otros. De los 51 compuestos, 31 se informan por primera vez para la especie. Adicionalmente el EX-Z punctata fue particionado en trece fracciones mediante percolación en Sephadex LH-20. Mediante un aislamiento bioguiado por ensayos de actividad nematicida, se aislaron e identificaron dos chalconas características de esta especie (2´,4´- dihidroxi-3´-metoxichalcona y 2´,4´-dihidroxichalcona), las cuales mostraron una potente actividad nematicida (96,60 % y 75,51 % respectivamente). Debido a la potencialidad integral de Z. punctata para controlar M. incognita in vitro, se llevó a cabo un ensayo exploratorio a escala piloto sobre un cultivo de tomate (Solanum lycopersicum) en maceta. El AE (0,5 % mg/ml) aplicado al suelo, ejerció un control comaprable con el nematicida comercial Abamectina, ya que redujo al mismo nivel, las poblaciones de M. incognita y el índice de agallamiento (< 1). Los resultados de esta tesis dan sustento científico para el desarrollo de un bionematicida a partir de la especie nativa Z. punctata. Estudios adicionales deben desarrollarse en ensayos a campo a mayor escala, como así estudios referidos a ecotoxicidad, mecanismos de acción y análisis económicos.

ABSTRACT Current pest control strategies (including plant parasitic nematodes) are mainly based on the application of highly toxic pesticides. Plant parasitic nematodes are an agricultural pest of great economic importance worldwide. Within the framework of this Thesis, the nematicidal activity against the root-knot nematode Meloidogyne incognita of decoctions (DE), resinous exudates (EX), essential oils (EO) and hydrosol (HL) obtained from thirteen species native to Argentina was investigated for the first time mentioned below: Azorella cryptantha, Baccharis grisebachii, Clinopodium gilliesii, Gentianella multicaulis, Larrea divaricata, Larrea nitida, Trichocereus terscheckii, Oxalis erythrorhiza, Seriphidium mendozanum, Tagetes filifolia, Tagetes minuta, Tessaria absinthioides and Zuccagnia punctata. In addition, the nematicide evaluation was complemented with the chemical study of the species that were active in order to determine the compounds present and the possible mechanisms of action. To determine the nematicidal activity, a standardized in vitro assay was used on second stage juveniles (J2) of M. incognita isolated and typified from a tomato crop in the province of San Juan, Argentina. The preparations that resulted in mortality values higher than 80% were: DE- A. cryptantha and DE- Z punctata at 0.5% mg/ml concentration, EX- Z punctata at 0.04% mg/ml, AE- A. cryptantha, AE- T. minuta, AE- Z punctata at 0.5% mg/ml, AE- T. filifolia at 0.25% mg/ml and pure HL -Z punctata. Through comprehensive liquid chromatography-mass spectrometry (UHPLCMS/MS LC) analysis, 51 compounds were tentatively identified in EX- Z punctata, including flavonoids, chalcones, caffeic acid derivatives, and coumaric acid esters, among others. Of the 51 compounds, 31 are reported for the first time for the species. In addition, the EX-Z punctata was partitioned into thirteen fractions by percolation on Sephadex LH-20. Through bioguided isolation by nematicidal activity assays, two characteristic chalcones of this species (2',4'-dihydroxy-3'- methoxychalcone and 2',4'-dihydroxychalcone) were isolated and identified, which showed potent nematicidal activity (96.60% and 75.51% respectively). Due to the comprehensive potential of Z. punctata to control M. incognita in vitro, an exploratory pilot-scale trial was carried out on a potted tomato (Solanum lycopersicum) culture. The EO (0.5 % mg/ml) applied to the soil exerted a control comparable to that of the commercial nematicide Abamectin, since it reduced the populations of M. incognita and the galling index to the same level (<1). The results of this thesis provide scientific support for the development of a bionematicide from the native species Z. punctata. Additional studies should be carried out in larger-scale field trials, as well as studies related to ecotoxicity, mechanisms of action, and economic analysis.