Estudiar la diversidad de hongos endófitos asociados a la especie nativa de pradera Bromus valdivianus, los efectos de la inoculación artificial y la mejora en tolerancia al estrés por déficit hídrico, son los objetivos de la tesis que está desarrollando Jorge Luna, estudiante del Doctorado en Ciencias Agrarias, programa impartido por la Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias de la Universidad Austral de Chile.
Su trabajo de investigación titulado «Endophytic fungi associated with Bromus valdivianus Phil.: diversity assessment, inoculation effects and enhanced water stress tolerance», lo ha realizado bajo la guía del Dr. Oscar Balocchi, del Instituto de Producción Animal, en tanto que la parte práctica la ha llevado a cabo en el Laboratorio de Fitopatología y el Laboratorio Fisiología Vegetal y Biología Molecular del Instituto de Producción y Sanidad Vegetal, como también en el Laboratorio de Forrajeras del Instituto de Producción Animal y en el Laboratorio de Productos Naturales del Instituto de Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias.
Producto de este trabajo Jorge ha publicado tres artículos en revistas de alto impacto científico (JCR, SJR): Journal of Fungi, Chilean Journal of Agricultural Research y recientemente en Fungal Biology.
Simbiosis
El primer artículo publicado en Journal of Fungi (Q1), se basó en una revisión sobre las simbiosis entre hongos endófitos Epichloë y especies del género Bromus.
Epichloë es un género de hongos endófitos que forma asociaciones sistémicas, de transmisión vertical y asintomáticas mutualistas con gramíneas de la subfamilia Pooideae. Estas simbiosis no son patógenas y tienen una importancia considerable en los sistemas agronómicos y ganaderos debido a su papel en la mejora de la aptitud del huésped bajo estrés biótico y abiótico.
“Esta revisión sintetiza la comprensión actual de las interacciones de Epichloë Bromus, enfatizando su relevancia ecológica y agronómica, especialmente en Sudamérica, examinando los factores clave que influyen en el establecimiento de estas simbiosis y se proponen futuras líneas de investigación para avanzar en el estudio de estas asociaciones”, señala Luna.
Especies de interés
“El segundo artículo fue publicado en el Chilean Journal of Agricultural Research (Q2), y este artículo hace parte de mi segundo capítulo de la tesis, registrando por primera vez 19 especies de hongos endófitos, de las cuales 5 son de interés para el manejo y producción de forraje”, explica el candidato a Doctor.
Los hongos endófitos desempeñan un papel crucial en las interacciones planta-huésped. Sin embargo, la diversidad endófita asociada con Bromus valdivianus Phil., especie forrajera de importancia agronómica, sigue siendo en gran medida inexplorada.
Por ello, en este estudio, se determinó la diversidad y función ecológica de hongos endófitos en B. valdivianus, en el sur de Chile, para lo cual se recogieron semillas y hojas de plantas silvestres en las regiones de La Araucanía, Los Ríos y Los Lagos durante 2022-2023.
Posteriormente se hicieron cultivos para luego efectuar su caracterización morfológica e identificación molecular, mediante amplificación por reacción en cadena de la polimerasa de la región interna del espaciador transcrito (rDNA-ITS), β-tubulina y factor de elongación 1-α. Se identificaron diecinueve especies de hongos endófitos: 18 del filo Ascomycota y una del filo Mucoromycota.
Se identificaron cinco especies de interés: Chaetomium subaffine, Beauveria bassiana, Penicillium sanguifluum, Trichoderma harzianum y T. koningiopsis.
Esta investigación proporciona la primera caracterización exhaustiva de hongos endófitos en B. valdivianus, sentando las bases para comprender las interacciones planta-endófita y aplicaciones en la gestión sostenible de pastizales en el sur de Chile.
Resiliencia y cambio climático
“El tercer artículo publicado recientemente en el Fungal Biology (Q1) hace parte de mi tercer capítulo de la tesis”, indica Jorge Luna.
“Esta investigación se enfocó en evaluar la inoculación artificial de endófitos Epichloë y especies nativas en Bromus valdivianus, encontramos resultados interesantes en la respuesta de esta especie forrajera con la inoculación, lo cual se vio reflejado en una alta frecuencia de inoculación del hongo en la planta como también en un aumento en el crecimiento”, indica.
Se trata de la primera inoculación artificial exitosa de Bromus valdivianus con Epichloë uncinata y cinco hongos autóctonos no Clavicipitaceae, revelando así nuevas vías para el desarrollo bioinoculante en gramíneas forrajeras del sur de Chile.
Para ello se utilizaron métodos de incisión en plántulas y aspersión de conidias, evaluando el éxito de la colonización, la producción de metabolitos fúngicos y los efectos sobre los rasgos agronómicos clave bajo condiciones controladas.
“Todas las plantas inoculadas mostraron altas tasas de supervivencia y exitosa colonización tisular, confirmadas por el nuevo aislamiento, cuantificación de ergosterol y microscopía electrónica de transmisión. Cabe destacar que Penicillium sanguifluum 012BV y Epichloë uncinata alcanzaron las frecuencias de colonización más altas (84%)”, agrega el estudiante de doctorado.
El rendimiento superior de P. sanguifluum y E. uncinata pone de manifiesto su utilidad como bioinoculantes para la producción forrajera sostenible, con implicaciones para la resiliencia de los pastizales ante el cambio climático.
Desde Colombia
Jorge se encuentra en la etapa final del Doctorado, próximo a rendir su examen de grado. Proviene de la ciudad de Santa Marta, Colombia, y se desempeña como académico de tiempo completo en la Universidad del Magdalena. Es biólogo egresado de dicha casa de estudios y Magíster en Microbiología de la Universidad Austral de Chile.
“Mi principal motivación para cursar el Doctorado en Ciencias Agrarias en la UACh fue profundizar y fortalecer mis conocimientos en el área de la micología avanzada y aplicada. Este proceso formativo me ha permitido consolidar competencias en el uso de herramientas biotecnológicas orientadas al aprovechamiento de los hongos en sistemas agrícolas, con énfasis en su contribución al desarrollo productivo y la sostenibilidad ambiental”, señala.
También destaca que a nivel académico y profesional, “el programa doctoral ha favorecido el fortalecimiento de mis capacidades investigativas, permitiéndome alcanzar un alto grado de autonomía en la formulación, gestión y dirección de proyectos de investigación, así como incrementar mi productividad científica en publicaciones de alto impacto”.