ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov

Four yeasts and three bacteria that live on flowering wheat heads, but cause no harm there, have been patented by the U.S. Department of Agriculture (USDA) as biological control agents in the fight against Fusarium head blight (FHB).

Caused by the fungus Fusarium graminearum, FHB is among the most costly diseases of cereal crops worldwide, including wheat, barley and oats. From 1998 to 2000, FHB epidemics in U.S. small grains inflicted an estimated $2.7 billion worth of losses, notes David Schisler. He is a plant pathologist with the Agricultural Research Service (ARS), USDA's chief scientific research agency.

The fungus infects wheat through its flower tissues, including anthers. But competition for space and nutrients there is fierce, according to studies by Schisler and colleagues at the ARS National Center for Agricultural Utilization Research in Peoria, Ill., and at Ohio State University (OSU) in Columbus. Indeed, some of the bacteria and yeasts that the researchers isolated from wheat anthers secrete antibiotics, or use other means, to keep the fungus at bay--to the wheat plant's benefit.

To exploit this "natural antagonism," Schisler and OSU colleagues Michael Boehm and Naseem Khan devised fermentation procedures to culture quantities of the beneficial microbes for application to flowering wheat heads. The four yeasts and three bacteria that have been patented (U.S. No. 7,001,755) were the "top picks" from about 700 microbial specimens the scientists evaluated for their fungus-fighting prowess. Of these seven, yeast strain OH 182.9 performed the best in field trials, reducing FHB's severity in spring, winter and durum wheats by 20 to 60 percent.

USDA's patenting of this approach to controlling FHB is a critical first step towards garnering the commercial interest necessary to develop the microbes as registered biological control products that can be used separately or in specific combinations on wheat or other cereal crops. Their development, along with more FHB-resistant wheat varieties, is especially appealing because the use of foliar fungicides is complicated by timing and availability by state.

USDA recibió patentes por microbios que combaten un hongo de trigo

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov

Cuatro levaduras y tres bacterias que viven en las espigas de trigo en flor, pero no les causan daño, han sido patentadas por el Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) como agentes de control biológico para ayudar a combatir la fusariosis de la espiga (FHB por sus siglas en inglés).

Causada por el hongo Fusarium graminearum, FHB es una de las enfermedades más costosas mundialmente de las cosechas de cereal, incluyendo trigo, cebada y avena. Desde 1998 hasta el 2000, las epidemias de FHB en los granos pequeños en EE.UU. han causado como 2,7 mil millones de dólares en pérdidas, según David Schisler. Él es un patólogo de plantas con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS), la agencia principal de investigaciones científicas del USDA.

El hongo infecta al trigo por los tejidos de las flores, incluyendo anteras. Pero la competencia para espacio y nutrientes allí es intensa, según estudios por Schisler y sus colegas del Centro Nacional para la Investigación de Utilización Agrícola mantenido por ARS en Peoria, Illinois, y de la Universidad Estatal de Ohio (OSU por sus siglas en inglés) en Columbus. En efecto, algunas bacterias y levaduras que los investigadores aislaron de las anteras de trigo secretan antibióticos, o usan otras maneras, para controlar el hongo para el beneficio de la planta del trigo.

Para explotar este "antagonismo natural", Schisler y sus colegas Michael Boehm y Naseem Khan del OSU desarrollaron procedimientos de fermentación para cultivar cantidades de los microbios beneficiosos para aplicación en las espigas de trigo en flor. Las cuatro levaduras y tres bacterias que han sido patentadas (U.S. No. 7.001.755) fueron las "selecciones superiores" de aproximadamente 700 especímenes microbianos que los científicos han evaluado por su habilidad de combatir hongos. De estas siete selecciones, la raza de levadura OH182,9 funcionó mejor que las otras en ensayos de campo, reduciendo la severidad de FHB en los trigos de primavera y de invierno y el trigo durum por 20 a 60 por ciento.

La patente del USDA para este enfoque en el control de la FHB es el primer paso imprescindible en animar el interés comercial necesario para desarrollar los microbios como productos registrados de control biológico usados separados o en combinaciones específicas en trigo u otras cosechas de cereal. Su desarrollo, junto con más variedades de trigos resistentes a la FHB, es especialmente importante porque el uso de fungicidas foliares es complicado por la dificultad de escoger el momento oportuno de aplicación, y por variaciones en disponibilidad entre los estados.