Cinética y patogenicidad de Photorhabdus luminescens akhurstii SL0708 durante la curva de crecimiento en medio de producción in vitro de Heterorhabditis indica SL0708

Abstract

El uso de nemátodos entomopatógenos (NEPs) como controladores biológicos en cultivos agrícolas es una alternativa al uso de pesticidas de síntesis química, los cuales han demostrado ser nocivos para el medio ambiente y el ser humano y además, han perdido efectividad por el fenómeno de resistencia. Para suplir la demanda de los NEPs en campo se ha desarrollado el método de producción in vitro, el cual a diferencia del convencional (in vivo) tiene mayor rendimiento y es menos dispendioso. Dicho método requiere el diseño de un medio de cultivo con composición similar al interior de las larvas de insectos y la capacidad de la bacteria simbionte (para Heterorhabditis sp. es Photorhabdus luminescens) de digerir la biomasa del insecto, en este caso los componentes del medio diseñado. Una de las mayores dificultades del método es determinar el tiempo de inoculación de juveniles infectivos (JIs) debido el cambio de metabolismo al cultivar la bacteria in vitro, donde la bacteria pasa de ser apta para digerir el medio (fase I) a no ser apta para esta función (fase intermedia y II). Esta capacidad está dada principalmente por la producción de enzimas líticas, antibióticos y “señales de alimentación”. Con base en lo anterior, en este trabajo se evaluó la cinética de crecimiento, patogenicidad en Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae) y cambio de fase I a intermedia y II de Photorhabdus luminescens akhurstii SL0708 en medio de producción in vitro de Heterorhabditis indica SL0708; con el fin de determinar en qué momento es oportuno inocular los JIs. Para lograr lo anterior se realizó una curva de crecimiento microbiano en medio de producción in vitro de H. indica SL0708 durante 96h a 28ºC y 150 rpm. Mediante un muestreo destructivo de cada 12 horas, se determinó la formación de biomasa (UFC/ml), características de las colonias en medio NBTA, luminiscencia cualitativamente y cuantitativamente (UAL: unidades arbitrarias de luminiscencia), pH y azúcares reductores equivalentes a glucosa (g/L). Adicionalmente, se hizo una valoración de asimilación de carbohidratos utilizando API 20NE y de la patogenicidad en larvas del último instar de G. mellonella. Cada ensayo se realizó por triplicado y la curva se hizo 3 veces en el tiempo. Como resultado se obtuvo que la cinética de P. luminescens akhurstii SL0708 en el medio evaluado consiste en una fase exponencial de 84 horas con dos velocidades de crecimiento diferentes y un periodo diaúxico entre estas, y una fase estacionaria a partir de las 84 horas. De acuerdo con la literatura revisada no se han reportado estudios con resultados cinéticos similares. Por otro lado se determinó que la diferencia de las velocidades de crecimiento coincide con el cambio de fase I a intermedia y II, y con el consumo de la mayoría de la glucosa (77,4%). Lo anterior resalta la importancia de la glucosa como sustrato que mantiene la fase I, la cual tiene una velocidad de crecimiento menor a la de la fase intermedia y II. Por último se observó que el cambio de fase I a intermedia y II de la bacteria, no tiene efecto sobre la patogenicidad en larvas de G. mellonella y la asimilación de carbohidratos.