Desarrollo de bioplaguicidas, registro y formulaciones comerciales

Los bioplaguicidas se basan en microorganismos naturales, extractos de plantas u otros materiales y están regulados por la División de Bioplaguicidas de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Los bioplaguicidas se han usado de forma segura durante más de 63 años y, en general, están sujetos a una regulación reducida en comparación con los pesticidas químicos convencionales.

Biopesticides

Los bioplaguicidas se pueden desarrollar a partir de extractos de plantas o microorganismos entomopatógenos. Gráfico: Surendra Dara
El ingrediente activo en pesticidas microbianos consiste en un microorganismo, como una bacteria, un hongo, un nematodo, un protozoo o un virus. Si bien los microbios son capaces de ayudar en el manejo de muchos tipos diferentes de plagas, cada tipo de microorganismo tiende a ser relativamente específico para una plaga o grupo de plagas objetivo. Los pesticidas bioquímicos se basan en sustancias de origen natural, que funcionan al proporcionar control de plagas a través de mecanismos no tóxicos. Los pesticidas bioquímicos pueden funcionar al interrumpir o interferir con el apareamiento, como en el caso de las feromonas sexuales de insectos o varios extractos de plantas que sirven como atrayentes de insectos utilizados con trampas. Los pesticidas convencionales, por el contrario, son generalmente materiales sintéticos que matan o inactivan directamente a la plaga (Leahy et al., 2014).

Desarrollo de biopesticidas

Normalmente, las muestras de microorganismos o artrópodos infectados se obtienen de entornos naturales. Las muestras se llevan al laboratorio y se colocan en placas en los medios; a partir de entonces, se forman varias colonias a partir de las muestras recolectadas. Las colonias individuales de interés pueden seleccionarse, suspenderse y examinarse para detectar actividad pesticida durante bioensayos de laboratorio (Taylor, 1988). Como parte del proceso de bioensayo de laboratorio, los investigadores examinan los candidatos frente a una serie de objetivos potenciales, que pueden variar ampliamente, dependiendo de los objetivos institucionales y la disponibilidad.

Una tarea inicial clave es la identificación y caracterización de compuestos plaguicidas procedentes de plantas o microbios recolectados en entornos naturales (Strobel y Daisy, 2003). Parte de este proceso implica aislar y eliminar cualquier compuesto que tenga implicaciones potenciales para la salud humana o que pueda tener un impacto negativo en los organismos no objetivo (USDA, 2017b). Además, se desarrollan ensayos analíticos basados en química bioactiva para garantizar el control de calidad durante el proceso de fabricación (Strobel y Daisy, 2003).

Varios pasos están involucrados con el desarrollo de productos y procesos. En primer lugar, las formulaciones fáciles de usar se desarrollan tanto en laboratorios como en instalaciones piloto. A continuación, los procesos de fabricación se desarrollan y escalan en escenarios que incluyen laboratorios, instalaciones piloto y de fabricación (Strobel y Daisy, 2003). Posteriormente, se realizan estudios de campo y se recopilan datos para las presentaciones regulatorias que respaldan el registro de productos (USDA, 2017a).

Proceso de registro de bioplaguicidas

Se ha establecido un comité especial dentro de la EPA debido al hecho de que a menudo es difícil determinar si una sustancia cumple con los criterios para su clasificación como plaguicida bioquímico (Leahy et al., 2014). La División de Prevención de la Contaminación por Bioplaguicidas (BPPD) de la EPA se encarga de la revisión de los datos necesarios para el registro. Los requisitos para el registro incluyen estudios agudos que consisten en pruebas orales, inhalatorias, intravenosas y dérmicas, además de estudios de ojos y piel en roedores. El BPPD también exige una revisión de la química del producto que incluya un análisis de cinco lotes. Las investigaciones de microbiología y control de calidad aseguran que el material esté libre de patógenos humanos. También se determinan los efectos ecológicos, incluido el impacto en aves no objetivo, peces, Daphnia, abejas melíferas, crisopas, mariquitas y avispas parásitas. El proceso de revisión se lleva un paso más allá durante la revisión de especies en peligro de extinción. Finalmente, se aborda el asunto de la Exención de Tolerancia Petición para el Uso de Alimentos (EPA, 2017). Cabe señalar que se requieren datos de eficacia además de los temas antes mencionados cuando se intenta registrar un nuevo bioplaguicida en California (CDPR, 2017). Hay varios ejemplos de pesticidas exitosos que provienen de productos naturales y están registrados como pesticidas químicos (Fig. 1).

Chemical pesticides from natural sources

Fig. 1. Plaguicidas químicos desarrollados a partir de fuentes naturales. Gráfico: Melissa O’Neal

Las siguientes tablas 1-5 proporcionan una visión general de algunos bioplaguicidas comerciales actualmente disponibles en el mercado para controlar insectos, ácaros, hongos patógenos de plantas y nematodos fitoparásitos.

Tabla 1. Insecticidas y acaricidas microbianos.

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Tabla 2. Extracto de plantas y aceite insecticida y acaricida. 

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Tabla 3. Insecticida microbiano.

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Tabla 4. Fungicidas no microbianos.

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Table 5. Bionematicidas.

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FUENTE

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