Washington, DC
March 30, 2009
Agricultural Research Service, USDA
By Jan
Suszkiw
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Soybean cyst nematode and egg. Magnified 1,000X.
Nematodo del quiste de la soya y un huevo de
nematodo, ampliados 1.000 veces.
(Plate # 10334, courtesy ARS Electron Microscopy
Unit). |
Beneficial bacteria, aided by a
"cocktail" of potent natural compounds, may offer a way to
biologically control soybean cyst nematodes and other
crop-damaging roundworms. That's the implication of ongoing
studies by scientists with the
Agricultural Research Service (ARS) and the
Donald Danforth Plant
Science Center (DDPSC) in St. Louis, Mo.
Petri dish tests and live-plant
experiments at the St. Louis research center showed that the
bacteria—members of the genus Pseudomonas—caused the
nematodes to stop moving and, in some cases, disintegrate.
Phenazines, hydrogen cyanide
and phloroglucinols are among the Pseudomonas compounds
being examined for their biocontrol activity against the
nematodes. However, no single compound has emerged as the sole
cause of the worms’ demise, notes plant geneticist
Patricia Okubara, with the
ARS Root Disease and Biological Control Research Unit in
Pullman, Wash.
Her DDPSC co-investigator,
Chris Taylor, isolated the Pseudomonads from the banks of
the Missouri and Mississippi rivers, farms and dried botanical
specimens. All told, his Pseudomonas collection totaled
63 strains. Of those, he chose 20 for their ability to infect
and kill the soybean cyst nematode (Heterodera glycines),
root-knot nematode (Meloidogyne incognita) and/or the
nematode Caenorhabditis elegans.
Washington State University
nematologist Ekaterini Riga showed that four of the 20 strains
were also active against M. chitwoodi or M. hapla
nematodes.
The cyst nematode is a top
target of the scientists’ bacteria-based approach because of the
substantial losses its feeding causes to America's $27 billion
soybean crop. Treating soil with pesticides, rotating crops and
planting resistant varieties help keep the pest's numbers in
check. But chemical control is costly, crop rotation isn't
always economically feasible, and resistant varieties are
eventually overcome by virulent new biotypes of the nematode.
Pseudomonads could also be used against quarantine pests,
including the potato cyst nematode, Globodera pallida,
recently found in Idaho.
According to Okubara, novel
controls are needed that can be used as part of an integrated
approach, with potential benefits including improved environment
health, longer-lasting crop resistance, and reduced production
costs.
Another, longer-term approach
is to engineer crop plants to produce the nematode-neutralizing
compounds themselves, adds Okubara, who began collaborating with
Taylor in 2007 under a three-year National Research Initiative
grant.
ARS is the principal
intramural scientific research agency of the
U.S. Department of Agriculture.
Algunas bacterias beneficiosas,
con la ayuda de una "mezcla" de potentes compuestos naturales,
podrían ofrecer una manera de controlar biológicamente los
nematodos del quiste de la soya y otros gusanos que dañan
cultivos.
Esta es la implicación de los
hallazgos de estudios en curso por científicos con el
Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y el Centro Donald
Danforth de la Ciencia de Plantas (DDPSC por sus siglas en
inglés) en San Luis, Misurí.
Pruebas en cajas de petri y
experimentos con plantas vivas en el centro de investigación en
San Luis mostraron que las bacterias—miembros del género
Pseudomonas—causaron que los nematodos dejen de mover y, en
algunos casos, desintegren.
Los investigadores están
estudiando los compuestos fenazina, cianuro de hidrógeno y
floroglucinol y otros producidos por las bacterias
Pseudomonas para determinar su capacidad de controlar los
nematodos.
Sin embargo, ningún solo
compuesto ha emergido como la única causa de la muerte de los
nematodos, según genetista de plantas
Patricia Okubara, quien trabaja en la
Unidad de Investigación de Enfermedades de Raíces y Control
Biológico mantenida por el ARS en Pullman, Washington.
Su colega del DDPSC, Chris
Taylor, aisló las bacterias Pseudomonas de las orillas de
los ríos de Misurí y Misisipí, granjas y especímenes botánicos
secos. En total, su colección de las bacterias Pseudomonas
incluyó 63 cepas. De esas, él escogió 20 cepas por su capacidad
de infectar y matar el nematodo del quiste de la soya (Heterodera
glycines), el nematodo agallador (Meloidogyne incognita),
o el nematodo Caenorhabditis elegans. Ekaterini Riga,
quien es nematóloga con la
Universidad Estatal de Washington, mostró que cuatro de las
20 cepas también fueron activas contra los nematodos
Meloidogyne chitwoodi o Meloidogyne hapla.
El nematodo del quiste de la
soya es el objetivo principal del intento de los científicos por
las pérdidas considerables causadas por la alimentación de este
gusano en el cultivo estadounidense de la soya, el cual tiene un
valor de 27 mil millones de dólares anualmente. Tratar el suelo
con pesticidas, alternar los cultivos y plantar variedades
resistentes ayudan a controlar esta plaga. Pero el control
químico es costoso, la rotación de cultivos no siempre es
económicamente viable, y las variedades resistentes
eventualmente son vencidas por nuevos biotipos virulentos del
nematodo. Las bacterias Pseudomonas también podrían ser
usadas contra plagas de cuarentena, incluyendo el nematodo del
quiste de la papa, Globodera pallida, recientemente
descubierto en Idaho.
Según Okubara, se necesitan
controles novedosos que podrían ser usados como parte de un
enfoque integrado, con ventajas potenciales incluyendo una mejor
salud ambiental, resistencia del cultivo que dura por más
tiempo, y costes reducidos de producción.
Otro enfoque de largo plazo es
desarrollar plantas de cultivo que pueden producir los
compuestos que neutralizan los nematodos, dice Okubara. Ella
comenzó a colaborar con Taylor en el año 2007 bajo una
subvención de tres años de la Iniciativa Nacional de
Investigación.
ARS es la agencia principal
de investigaciones científicas del
Departamento de
Agricultura de EE.UU. |
