Zubía 23-24 27-58 Logroño 2005-2006 AISLAMIENTO, IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA DE NEMATODOS ENTOMOPATÓGENOS DE LA RIOJA RAQUEL CAMPOS-HERRERA*1,2 MIGUEL ESCUER* SONIA LABRADOR* CARMEN GUTIÉRREZ*2 RESUMEN El ecosistema edáfico es un sistema complejo con un alto grado de diversidad, donde los organismos interactúan en complejas redes tróficas de las que depende la productividad de los ecosistemas naturales y agrarios. El aislamiento, identificación y estudio bioecológico de algunos de estos organismos puede proporcionar las bases para desarrollar nuevas tecnolo- gías para el control de insectos plaga. La finalidad de este estudio es rea- lizar las investigaciones básicas para identificar las poblaciones autóctonas de nematodos entomopatógenos (NEPs) de La Rioja que proporcionen las bases para su desarrollo como productos de biocontrol, compatibles con el medioambiente. Se estudió la distribución, frecuencia de recuperación y abundancia de los NEPs en los tipos de hábitat naturales y márgenes de los cultivos más representativos de La Rioja y el efecto de las variables ambien- tales, de vegetación y edáficas en las poblaciones de NEPs en quinientas muestras de suelo procedentes de cien localidades, utilizando la técnica de la trampa de Galleria. La presencia de NEPs fue registrada en un 14% de las localidades y en un 5,4% de las muestras estudiadas, identificándose un total de 11 poblaciones de Steinernema feltiae, 2 de S. kraussei y 2 de S. carpocapsae. El género Heterorhabditis no fue recuperado en este estudio. * Departamento de Agroecología, Centro de Ciencias Medioambientales, CSIC. C/ Serrano 115 Dpdo, 28006, Madrid, España. Tlf: 91 745 25 00, fax: 91 564 08 00. 1. Investigador agregado del IER, Área de Recursos Naturales. 2. Autores para la correspondencia: - Carmen Gutiérrez: e-mail de contacto: [email protected] - Raquel Campos-Herrera: e-mail de contacto: [email protected] Artículo presentado en formato resumido en el XXVII European Society of Nematologysts (ESN) Internacional Symposium, celebrado del 14 al 18 de junio de 2004 en Roma (Italia), bajo el título “Distribution of entomopathogenic nematodes in La Rioja, Spain”, de los mismos autores. Subvenciones: • Ayuda para la realización de estudios de temática riojana convocatoria de 13 de junio de 2002, BOR nº 72. • Proyecto CICYT, Plan Nacional De Recursos Naturales 2002, REN2002-02550/ GLO. • Beca FPU del Ministerio de Educación, Cultura y Deportes (2002-2005). 27 Raquel CAMPOS-HERRERA, MigUEL ESCUER, Sonia LABRADOR Y CARMEN GUTIÉRREZ Se observó una mayor presencia de NEPs en las zonas de márgenes de cultivo de tipo anual, aunque esta tendencia no resultó estadísticamente significativa ni en el estudio de la abundancia ni en la frecuencia de recupe- ración, sugiriéndose un incremento del esfuerzo de muestreo para mejorar el análisis estadístico. Palabras clave: Steinernema carpocapsae, Steinernema feltiae, Steiner- nema kraussei, distribución, agricultura ecológica, España, La Rioja. The soil ecosystem is complex with a large degree of biodiversity. Orga- nisms interact in complex trophic webs, which depend on the productivi- ty of natural and agricultural ecosystems. The isolation, identification and bioecological study of some of these organisms could lead to the development of new technologies for insect pest control. The aim of this study is to perform basic studies to isolate native strains of entomopathogenic nematodes (EPNs) from La Rioja, which provide a basis for the development of biocontrol agents which are environmentally friendly. We studied the distribution, recovery frequency and abundance of EPNs in natural habitats and crop field ed- ges, taking into account environmental, vegetation and soil variables. Five hundred soil samples from hundred sites were assessed for the occurrence of EPNs using the Galleria baiting technique. Entomopathogenic nematodes were recorded from 14% sites and 5.4% samples, and they were identified 11 Steinernema feltiae strains, 2 S. kraussei strains and 2 S. carpocapsae stra- ins. Heterorhabditis genus was not recovered in this survey. It was observed higher EPN occurrence in annual crops field edges, although this trend was not statistical significant neither abundance nor recovery frequency study. Increasing sample effort is suggested to improve the statistical analysis. Key words: Steinernema carpocapsae, Steinernema feltiae, Steinernema kraussei, distribution, organic agriculture, Spain, La Rioja. 0. INTRODUCCIÓN El grave impacto ambiental y sanitario ocasionado por la utilización indiscriminada de fitosanitarios de síntesis en la agricultura convencional (Edwards, 1993; Georghiou, 1990; Metcalf, 1993), ha dado lugar a que la Unión Europea trate de adaptar su producción agrícola a la de la agricultura sostenible, cuyo objetivo es producir alimentos de calidad a un costo acep- table para la sociedad y el medioambiente (Wijnands y Kroonen-Backbier, 1993). Este sistema de producción evita, en el caso de la agricultura ecológi- ca, o restringe, en el caso de la producción integrada, la utilización de fito- sanitarios, y se basa en el uso de prácticas agrícolas tales como la rotación de cultivos, la utilización de variedades resistentes y fechas de siembra, el empleo de fertilizantes orgánicos y residuos de restos de cosecha, el manejo de enemigos naturales, etc., con el fin de mantener la producción, la estruc- tura y fertilidad del suelo y controlar las plagas de insectos. En la actualidad se están desarrollando nuevas tecnologías con gran po- tencial para el control de insectos que se basan en la búsqueda de enemigos 28 núm. 23-24 (2005-2006), pp. 27-58 Zubía ISSN 0213-4306 AISLAMIENTO, IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA DE NEMATODOS ENTOMOPATÓGENOS DE LA RIOJA naturales como virus, bacterias, hongos y nematodos, producción masiva de los mismos y desarrollo de formulaciones para su aplicación en campo. De estos grupos, los nematodos entomopatógenos (NEPs) están considerados actualmente como una de las alternativas con más futuro para el control de insectos ya que poseen características comunes a depredadores, parasitoi- des y patógenos (Gaugler y Kaya, 1990; Poinar, 1990). Estos organismos son capaces de localizar activamente a su hospedador, resultan muy virulentos a muchas especies de insectos provocando su muerte en 24-48 horas, tienen un alto potencial reproductivo, pueden criarse masivamente in vitro, son fáciles de aplicar y no presentan riesgos sanitarios ni medioambientales. Los NEPs se incluyen en las familias Steinernematidae y Heterorhabdi- tidae, que presentan una asociación simbióntica con bacterias entéricas de los géneros Xenorhabdus y Photorhabdus, respectivamente, que les confiere una gran virulencia frente a insectos (Boemare, 2002; Boemare et al., 1997). Los juveniles infectivos que se corresponden al tercer estadío juvenil (J3), se encuentran de forma natural en el suelo. Cuando localizan a un insecto hospedador, penetran por los orificios naturales (boca, ano y espiráculos), hasta localizar el hemocele donde liberan la bacteria simbionte que portan en la parte anterior del tubo digestivo. La bacteria digiere los tejidos del insecto, se multiplica y provoca su muerte por septicemia. El nematodo se alimenta de los tejidos degradados, completa su desarrollo y se reproduce durante 2 o 3 generaciones dentro del hospedador en función del alimento disponible. Los juveniles infectivos (JIs) de la última generación vuelven a incorporar las bacterias en su tubo digestivo y salen al exterior en busca de un nuevo hospedador (Adams y Nguyen, 2002; Boemare, 2002). La supervivencia, virulencia y potencial reproductivo de estos organis- mos son características que dependen de la especie e incluso de la pobla- ción, estando además influenciadas por las condiciones ambientales (Ehler, 1990). Por ello, el aislamiento e identificación de poblaciones autóctonas de NEPs adaptadas a las condiciones locales es considerado una parte esencial dentro de los estudios encaminados a su utilización como agentes de bio- control (Bedding,1990). Además se evitarían los desequilibrios ecológicos que pudiesen ocasionarse al introducir NEPs foráneos que podrían afectar a otros organismos del suelo o desplazar parcial o totalmente a los NEPs autóctonos (Bathon, 1996; Ehlers y Hokkanen, 1996; Lynch y Thomas, 2000; Millar y Barbercheck, 2001). Estudios recientes muestran que los NEPs tienen una distribución mun- dial, aunque no han podido detectarse en la Antártida (Adams et al., 2006; Griffin et al., 1990; Hominick, 2002). Las especies identificadas en España se corresponden con Steinernema feltiae, S. carpocapsae, S. affine, S. kraus- sei, una especie del grupo de S. glaseri y Heterorhabditis bacteriophora en Cataluña (De Doucet y Gabarra, 1994; García del Pino y Palomo, 1996a, b; García del Pino, 2005), S. feltiae y S. arenarium (= anomali) en Salamanca (García del Pino, 1994; García del Pino y Palomo, 1995), y una especie del grupo de S. bicornotum, Steinernema spp. y Heterorhabditis spp. en Cana- rias (García del Pino, 2005; García del Pino y Palomo, 1996c; Nogueroles et 29 núm. 23-24 (2005-2006), pp. 27-58 Zubía ISSN 0213-4306 Raquel CAMPOS-HERRERA, MigUEL ESCUER, Sonia LABRADOR Y CARMEN GUTIÉRREZ al., 1992). Recientemente, se ha descrito el aislamiento directo de una pobla- ción de S. feltiae a partir de una agregado de larvas de Bibio hortulanus L. (Diptera: Bibionidae) en La Rioja (Campos-Herrera et al., 2006a). En nuestro país, se han realizado diversos estudios sobre la utilidad de los NEPs