NEMATODOS COMO AGENTES DECONTROL BIOLÓGICOEDNA PAOLA BECERRA EIng. Agronómica             Seminario elementos de          ...
CONTENIDO Introducción Familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida R...
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INTRODUCCIÓN     Los nematodos son organismos invertebrados,  multicelulares de forma alargada y cilíndrica  asemejándose ...
NEMATODOSENTOMOPATÓGENOS  Agentes de Control Biológico Organismos que parasitan larvas de  insectos causando su muerte.   ...
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Familias Tetradonematidae Allantonematidae Sphaeruliidae Phaenopsitylenchidae                         Heterorhabditis megi...
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Plagas que controlan       Coleópteros      Chizas     Phyllophaga spp. (Coleoptera:                                Ancogn...
Plagas que controlan   Otros coleópteros de importancia económica  Premnotrypes vorax  (Coleoptera: Curculionidae)        ...
Plagas que controlan                              Lepidópteros                       Phthorimaea operculella              ...
Plagas que controlan   Otras  Cyrtomenus bergi  (Hemíptero: Cydnidae)  Chinche de la yuca                        Seminario...
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Ubicación taxonómica  Reino: Animalia  Phylum: Aschelmyntes (Nematoda)  Clase: Secernentea  Orden: Rhabditida  Familia: He...
Especies  Steinernema feltiae  S. scarabaei                                   S. carpocapsae  S. carpocapsae Heterorhabdit...
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Ciclo de vida                                    Ciclo de Nematodos                                                   Huev...
JI liberan toxinas                              Y fase I del    El hospedante                              bacterio       ...
Seminario elementos demicrobiología agrícola 2008-II
CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Cic...
RELACIÓN SIMBIÓTICA  BACTERIAS  • Photorhabdus                                       Heterorhabditis    luminiscens  • Xen...
Bacteria simbionte  Familia Enterobacteriaceae  Bacilos Gram negativos  Móviles por medio de flagelos o cilios  No se encu...
Diferencias                                    (Forst y Nealson, 1996)                 Seminario elementos de             ...
Seminario elementos demicrobiología agrícola 2008-II
Relacion simbiotica                                    Fuente:                                                       www.c...
Heterorhabditis bacteriophora infected waxmoth larvae. 36hours post-infection, these larvae glow due to the symbiotic bact...
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Características                                                       de las                                              ...
Características de las bacteriassimbiontes                    (Forst y Nealson, 1996)  Antibióticos: Xenorhabdinas, xenocu...
Especies de bacteria y hospederos                                              (Forst y Nealson, 1996)                Semi...
A dissected Japanese beetle larva showing later stagesof the Heterorhabditis bacteriophora nematode.http://www.pueblo.gsa....
Seminario elementos deFuente:              microbiología agrícola 2008-II          http://el-atracio.blogspot.com/search/l...
CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Cic...
Modo y mecanismo de acción   Búsqueda de su hospedero,   Producción de secreciones enzimáticas para   entrar al cuerpo a t...
CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Cic...
Requerimientos medioambientales Objetivo: mantener la movilidad y viabilidad  del nematodo  Temperatura: 12-18ºC  Luz: Apl...
Formulación            Descripción                  AlmacenamientoGel alginato            Contenedor de 0,5 litros, 10    ...
Comercialización   NemaSeek - Beneficial Nematodes - H. bacteriophora10 milliones de nematodos   NEMOPAKHheterorhabditis b...
CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Cic...
Estudio de caso   Aislamiento de Xenorhabdus bovienii,   simbionte de Steinernema feltiae   (Rhabditida: Steinernematidae)...
Aislamiento de Xenorhabdus bovienii, simbionte deSteinernema feltiae (Rhabditida: Steinernematidae), cepacolombiana       ...
Introducción La bacteria presenta dos fases: La fase I es de gran importancia en el proceso patogénico, provee mas nutrien...
Introducción FI forman colonias redondas pequeñas, adsorbe rojo neutral en McConkey y en NBTA adsorbe Azul de Bromotimol y...
Materiales y métodos    AISLAMIENTO: Aislamiento a partir de hemolinfa de larvas de G. mellonella de    ultimo instar.    ...
Materiales y métodos  El cultivo base se inicio transfiriendo una de las colonias aisladas  a un medio liquido YS, incuban...
Materiales y métodos Patogenicidad: Soluciones (10ml) buffer fosfato (50nM) 90.000.000 - 900.000 - 90.000 - 9.000 - 900 - ...
Resultados y discusión   Aislamiento y caracterización de X. bovienii                       Fase I                        ...
Resultados y discusiónNo    Bioquímicas                    Aislamiento   Literatura  1   Arabinosa                        ...
Resultados y discusión    Actividad antibiótica Se presentaron zonas de inhibición de crecimiento con    áreas promedio de...
Resultados y discusión Patogenicidad Transcurridas 24 horas se registro un 70% de mortalidad de larvas de G.mellonella. Se...
Conclusiones Generales  Los nematodos son Agentes de Control Biológico que  pueden ser usados en MIP.  Las principales esp...
GRACIAS        Seminario elementos de     microbiología agrícola 2008-II
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  1. 1. NEMATODOS COMO AGENTES DECONTROL BIOLÓGICOEDNA PAOLA BECERRA EIng. Agronómica Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  2. 2. CONTENIDO Introducción Familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  3. 3. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  4. 4. INTRODUCCIÓN Los nematodos son organismos invertebrados, multicelulares de forma alargada y cilíndrica asemejándose a un gusano (Nematoda, del griego nema, "hilo", eidés u oidos, "con aspecto de"). Estos presentan cuerpo no segmentado y simetría bilateral. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  5. 5. NEMATODOSENTOMOPATÓGENOS Agentes de Control Biológico Organismos que parasitan larvas de insectos causando su muerte. Fácil producción, adaptabilidad en campo, buena capacidad de búsqueda (Parada, 2001). Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  6. 6. CONTENIDO Introducción Familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  7. 7. Familias Tetradonematidae Allantonematidae Sphaeruliidae Phaenopsitylenchidae Heterorhabditis megidis Mermithidae Heterorhabditidae Steinernematidae Steinernema feltiae Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  8. 8. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  9. 9. Plagas que controlan Coleópteros Chizas Phyllophaga spp. (Coleoptera: Ancognatha scarabaeioides Melolonthidae) (Coleoptera: Scarabaeidae) Seminario elementos decreatures.ifas.ufl.edu/field/white_grub4.htm microbiología agrícola 2008-II
  10. 10. Plagas que controlan Otros coleópteros de importancia económica Premnotrypes vorax (Coleoptera: Curculionidae) Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae) Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  11. 11. Plagas que controlan Lepidópteros Phthorimaea operculella (Lepidoptera: Gelechiidae)Tecia solanivora(Lepidoptera: Gelechiidae), Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyrallidae) Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  12. 12. Plagas que controlan Otras Cyrtomenus bergi (Hemíptero: Cydnidae) Chinche de la yuca Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  13. 13. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  14. 14. Ubicación taxonómica Reino: Animalia Phylum: Aschelmyntes (Nematoda) Clase: Secernentea Orden: Rhabditida Familia: Heterorhabditidae y Steinernematidae Genero :Heterorhabditis y Steinernema Especie: spp. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  15. 15. Especies Steinernema feltiae S. scarabaei S. carpocapsae S. carpocapsae HeterorhabditisBacteriophoraH. megidis H. bacteriophora Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  16. 16. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  17. 17. Ciclo de vida Ciclo de Nematodos Huevo JI Primera muda J2 Segunda muda J3 (infectivo) Tercera muda J4 Cuarta muda adulto Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  18. 18. JI liberan toxinas Y fase I del El hospedante bacterio muere y se produce torna crema antibióticos Y toxinas 1 Generacion Ingresan por de adultos la cutícula hermafroditas Juveniles infectivos Eficiente reproducción Localizan el Y desarrollo de huevos hospedante J1, J2, J3 y J4 2da GeneraciónJuveniles infectivos J3 emergen De adultos Del cadaver del hospedante Tamaño 50% menor Eficiente Que la 1G Fase I del producción bacterio Y desarrollo Coloniza de nematodos Seminario elementos de Huevos J1, J2, J3microbiología agrícola 2008-II
  19. 19. Seminario elementos demicrobiología agrícola 2008-II
  20. 20. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  21. 21. RELACIÓN SIMBIÓTICA BACTERIAS • Photorhabdus Heterorhabditis luminiscens • Xenorhabdus bovienii Steinernema Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  22. 22. Bacteria simbionte Familia Enterobacteriaceae Bacilos Gram negativos Móviles por medio de flagelos o cilios No se encuentran en estado libre en la naturaleza Photorhabdus spp son bioluminiscentes y producen pigmentos amarillos o rojos (no es común en Enterobacteriaceae) Fijan el cadáver del hospedante en color rojo purpúreo, anaranjado, amarillo, castaño. Produce antibióticos Xenorhabdus spp presenta fase I y fase II ( estacionaria). es catalasa negativa y no reduce nitrato (no es usual en Enterobacteriaceae) Se encuentra en el intestino posterior de los J3. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  23. 23. Diferencias (Forst y Nealson, 1996) Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  24. 24. Seminario elementos demicrobiología agrícola 2008-II
  25. 25. Relacion simbiotica Fuente: www.cost850.ch/welcome.html BACTERIA NEMATODO Es incapaz de vivir en el La bacteria mata al hospedante suelo y se debe alojar en el rápidamente y crea un ambiente intestino del juvenil conveniente para el desarrollo del Depende del juvenil nematodo, produciendo antibióticos infectivo para llegar al que suprimen competencia de hemocele (cavidad microorganismos. sanguínea) del hospedante La bacteria transforma los tejidos Recibe protección del del hospedante en una fuente de nematodo, el cual inhibe comida para el nematodo. las defensas La bacteria sirve como fuente de antibacterianas del comida para el nematodo ( Parada hospedante. et al 2002). La reproducción es optima cuando esta en simbiosis con la bacteria. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  26. 26. Heterorhabditis bacteriophora infected waxmoth larvae. 36hours post-infection, these larvae glow due to the symbiotic bacteria,P. luminescens. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  27. 27. http://www.oardc.ohio- (a) Larva sana (crema);state.edu/nematodes/using_insect_parasitic_nematodes.htm (b) Steinernema feltiae - cafe (c) Steinernema carpocapsae - infectedCranberry rootworm larvae and (marron claro)pupa (middle) infected with (d) Heterorhabditis bacteriophora -H. bacteriophora infectado (rojo) larvae of Galleria mellonella. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  28. 28. Características de las bacterias simbiontes(Forst y Nealson, 1996) Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  29. 29. Características de las bacteriassimbiontes (Forst y Nealson, 1996) Antibióticos: Xenorhabdinas, xenocumacinas, Hydroxistilbenes, Indoles derivados de antibióticos. Pigmentos: derivados de Antraquinona Menor actividad en la fase II Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  30. 30. Especies de bacteria y hospederos (Forst y Nealson, 1996) Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  31. 31. A dissected Japanese beetle larva showing later stagesof the Heterorhabditis bacteriophora nematode.http://www.pueblo.gsa.gov/cic_text/housing/japanese-beetle/jbeetle.html Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  32. 32. Seminario elementos deFuente: microbiología agrícola 2008-II http://el-atracio.blogspot.com/search/label/Cusco
  33. 33. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  34. 34. Modo y mecanismo de acción Búsqueda de su hospedero, Producción de secreciones enzimáticas para entrar al cuerpo a través de la boca, ano y espiráculos del insecto hasta llegar a la hemocele. El nematodo obtiene el alimento de la hemolinfa El nematodo regurgita la bacteria El hospedero muere 48 horas posterior a la inoculación Los infectivos salen del cadáver a los 12-14 días después de la infección. de Seminario elementos microbiología agrícola 2008-II
  35. 35. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  36. 36. Requerimientos medioambientales Objetivo: mantener la movilidad y viabilidad del nematodo Temperatura: 12-18ºC Luz: Aplicación en la tarde para que la radiación UV no afecte los nematodos y aplicar con protectantes Humedad del suelo: capacidad de campo Textura del suelo: no compactada Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  37. 37. Formulación Descripción AlmacenamientoGel alginato Contenedor de 0,5 litros, 10 5 meses a temperatura millones de nemátodos ambiente, 12 meses con atrapados en matriz. refrigeración. Contenedor de 4 litros, 250 3 meses a temperatura millones de nemátodos ambiente, 6 meses con atrapados en matriz. refrigeración.Gel poliacrilamida 3 billones de nemátodos por 5 días a temperatura caja (25 x 40 x 60 cm), 109 ambiente, 3 meses con nemátodos atrapados en 2 refrigeración. kg.Arcilla 50 millones de nemátodos 3 meses con refrigeración. dispersos en 80 g de arcilla.Gel soluble 250 millones de nemátodos 3 meses a temperatura suspendidos en matriz ambiente, 6 meses con encerrada en bolsa plástica refrigeración. (40 x 50 cm). Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  38. 38. Comercialización NemaSeek - Beneficial Nematodes - H. bacteriophora10 milliones de nematodos NEMOPAKHheterorhabditis bacteriophoranematodos entomopatógenos de larvas de coleópteros.50 millones de larvas infectivas de nematodos B-GreenDependiendo del envase, contiene 50 ó 500 millones de nemátodos juveniles. Los envases de 50 y 500 millones de nemátodos permiten respectivamente el tratamiento de una superficie de 100 m² y 1.000 m². PROBIONE Guardian T - Heterorhabitis bacteriorphora Prod. ID: 2210BT Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  39. 39. CONTENIDO Introducción Principales familias Plagas que controlan Ubicación taxonómica de los nematodos entomopatógenos Ciclo de vida Relación simbiótica (Bacterias) Modo de acción Formulación y comercialización Estudio de caso Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  40. 40. Estudio de caso Aislamiento de Xenorhabdus bovienii, simbionte de Steinernema feltiae (Rhabditida: Steinernematidae), cepa colombiana (Triviño et al., 2006). Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  41. 41. Aislamiento de Xenorhabdus bovienii, simbionte deSteinernema feltiae (Rhabditida: Steinernematidae), cepacolombiana Objetivo Aislamiento de X. bovienii, simbionte de S. feltiae, cepa colombiana como etapa inicial para determinar la cinética de población en medios de cultivo. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  42. 42. Introducción La bacteria presenta dos fases: La fase I es de gran importancia en el proceso patogénico, provee mas nutrientes al nematodo. La fase II se observa cuando los nematodos abandonan el cadáver, en esta fase pierde algunas funciones metabólicas aun no es claro los mecanismos de variación de fase. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  43. 43. Introducción FI forman colonias redondas pequeñas, adsorbe rojo neutral en McConkey y en NBTA adsorbe Azul de Bromotimol y degradan cloruro de trifeniltetrazolio FII Las colonias son mas grandes y no adsorben colorantes pero se tiñes de rojo al degradarse el CTT Es un proceso reversible identificado como fase de variación inversa Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  44. 44. Materiales y métodos AISLAMIENTO: Aislamiento a partir de hemolinfa de larvas de G. mellonella de ultimo instar. CARACTERIZACIÓN Medio NBTA (agar + 0,0025% azul de bromotimol + 0,004% de cloruro de trifeniltetrazolio) Agar McConkey para evidenciar las dos formas de la bacteria Criterio de selección de la bacteria asimilación de azul de bromotinol a las 42 horas después de incubación. Descripción de las colonias y pruebas bioquímicas Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  45. 45. Materiales y métodos El cultivo base se inicio transfiriendo una de las colonias aisladas a un medio liquido YS, incubando a 25ºC durante dos días, en agitación a 200rpm. Las bacterias Fase I y fase II fueron almacenadas en medio con glicerol al 15%, en Eppendorf a -80 ºC. ACTIVIDAD ANTIBIOTICA: Se evaluó en fase I sobre Bacillus cereus, inoculando una placa de esta con 24 horas de crecimiento en medio nutritivo distribuyéndolo en el agar. Se pusieron discos de papel filtro impregnados con X. bovienii de 24 horas de crecimiento en medio nutritivo. Registro del tamaño de las zonas de inhibición a las 24 horas. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  46. 46. Materiales y métodos Patogenicidad: Soluciones (10ml) buffer fosfato (50nM) 90.000.000 - 900.000 - 90.000 - 9.000 - 900 - 9 células/ml. ( 25 larvas por dosis) Fueron inyectadas vía oral con jeringa, en el hemocele de las larvas de últimos instares de G. mellonella. Las larvas se dispusieron en cajas de petri y se incubaron a 21ºC en oscuridad. Se registro la mortalidad y cambio de coloración de la cutícula durante 24 – 72 horas. Control: solución salina Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  47. 47. Resultados y discusión Aislamiento y caracterización de X. bovienii Fase I Fase II Descripción de la circulares convexas, Planas, traslucidas, colonia granuladas, opacas, con margen regular y con borde irregular mayor diámetro Agar McConkey Coloración rojo y Blancas o amarillas rosado Agar NBTA Color azul-verde con Rojas- marrón sin zona clara alrededor zona clara alrededor Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  48. 48. Resultados y discusiónNo Bioquímicas Aislamiento Literatura 1 Arabinosa + - 2 Manosa + + 3 Sacarosa - - Bioquímicas complementarias 4 Melibiosa - - 1 lactosa - - 5 Ramnosa - - 6 Sorbitol - - 2 sacarosa - 7 Manitol - - 3 glucosa - + 8 Adonitol - - 4 producción de gas - - 9 Galactosa - - 10 Inositol - - 5 rojo de metilo + - 11 p-n-p-fosfato + + 6 voges Proskauer - - 12 p-n-p-a- glucosido + + 13 p-n-p-galactosido + + 7 sulfuros - - 14 Prolina nitroanilida - - 8 indol D + 15 p-n-p-bis fosfato + + 9 movilidad - + 16 p-n-p-xilosido + + 17 p-n-p-a-arabinosido + + 10 nitratos + - 18 p-n-p-fosforilcolina + + 11 gelatina - 19 p-n-p-a- glucoronido - - 12 catalasa - - 20 p-n-p-N- acetil glucosamida + + 13 oxidasa + - 21 L-glutamil p-nitroanilida + + 14 patogenicidad en larvas + + 22 Esculina + + 23 p-nitro-DL-fenilalanina - - adsorcion de azul de 24 urea + - 15 bromotinol + + 25 glicina + + colonia en Agar 26 citrato - - 27 acido malonico - - 16 McConkey Roja Marrón 28 cloruro de trifenil tetrazolio D D 29 arginina + - Seminario elementos de 30 lisina - + microbiología agrícola 2008-II
  49. 49. Resultados y discusión Actividad antibiótica Se presentaron zonas de inhibición de crecimiento con áreas promedio de 0,43 cm2 de Bacillus cereus por actividad antibiótica de X. bovienii. El control no presento crecimiento de B. cereus . La actividad antibiótica permite un ambiente adecuado para el nematodo ya que infecta invasores secundarios. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  50. 50. Resultados y discusión Patogenicidad Transcurridas 24 horas se registro un 70% de mortalidad de larvas de G.mellonella. Se obtuvieron cultivos puros de X. bovienii y se observo la rápida patogenicidad sobre el hospedante comparadas con otras sepas evaluadas por otros autores. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  51. 51. Conclusiones Generales Los nematodos son Agentes de Control Biológico que pueden ser usados en MIP. Las principales especies son Heterorabditis bacteriophora y Steinernema spp. El Nematodo es efectivo gracias a las bacterias simbiontes de los géneros Xenorhabdus y Photorhabdus. Se ha comprobado su acción en plagas de importancia económica. Es eficaz gracias a que el nematodo busca a su hospedero y la bacteria permite la entrada y muerte del mismo. Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II
  52. 52. GRACIAS Seminario elementos de microbiología agrícola 2008-II

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