Pyricularia oryzae en trigo: Patología emergente en Argentina

Abstract

El trigo pan (Triticum aestivum L.) es uno de los primeros cultivos domesticados por el hombre y a lo largo de la historia ha sido junto al arroz y el maíz el alimento básico de la mayoría de las civilizaciones. En la actualidad, es sembrado en una superficie de tierra mayor que la de cualquier otro cultivo comercial. A esto se suma que sus productos derivados son componentes básicos de una gran parte de la población y con el aumento demográfico la demanda de trigo está en continuo crecimiento. Permanentemente, los productores se enfrentan a diferentes amenazas tanto bióticas como abióticas. Dentro de las abióticas la más alarmante es el cambio climático que ocurre a nivel global, el cual se relaciona con las amenazas bióticas. Así, plagas y enfermedades emergen y colonizan áreas en donde años atrás no se encontraban presentes, debido a la modificación de las condiciones ambientales y pudiendo generar una potencial epifitia con graves consecuencias para la economía de esas regiones. Estas limitantes pueden llegar a reducir los rindes de los cultivares, es por esto que los productores se enfrentan año tras año a una gran carta genética que les permita generar una estrategia de cultivo. En el caso del patógeno emergente Pyricularia oryzae patotipo Triticum (PoT), agente causal del “brusone” o “wheat blast”, aún no se encuentra establecida la resistencia para los cultivares de trigo. Además, este hongo presenta una gran plasticidad genética que le permite resistir a la aplicación de los fungicidas convencionales. Este patógeno es capaz de atacar todos los órganos verdes de la planta, siendo su sintomatología más característica el blanqueamiento total o parcial de las espigas infectadas, con la consecuencia de granos vacíos y arrugados (chuzos) o directamente ausencia de los mismos. Los países que tienen presente y establecido a PoT basan su manejo en el uso de fungicidas; sin embargo, el aumento de la resistencia o menor sensibilidad frente a los grupos químicos más utilizados, revela la necesidad e importancia de hallar nuevos mecanismos o herramientas de manejo, los cuales puedan ser aplicados dentro de un manejo integrado de las enfermedades. Dentro de estas se encuentran el uso de sustancias biorracionales, que representan sustancias de origen biológico o mineral que poseen un modo de acción único, no son tóxicas a los humanos ni al entorno, y su efecto no es adverso o de muy bajo riesgo sobre la vida silvestre y el medio ambiente. A su vez, en los últimos años se ha reportado a PoT en áreas geográficas o países que se encuentran muy distantes de su foco o centro de origen, y es por lo tanto necesario realizar un análisis de su patogenicidad, virulencia y/o agresividad sobre cultivares comerciales de trigo argentino, lo cual permitiría tener herramientas para enfrentar a esta amenaza emergente. El objetivo general de esta tesis es contribuir al desarrollo de estrategias de manejo integrado del brusone, quemado del trigo o “wheat blast” ocasionado por PoT, mediante estrategias innovadoras utilizando sustancias derivadas de plantas y antagonistas microbianos, como así también brindar información sobre los aspectos epidemiológicos que se presentan en la interacción de este patógeno con los cultivares de trigo argentinos. En el Capítulo 1 se presenta al patógeno PoT, agente causal del brusone o quemado del trigo. En esta sección se muestra de manera detallada la variabilidad, en velocidad de crecimiento y esporulación, que presentan diferentes cepas del patógeno al ser cultivadas en diferentes medios de cultivo. Su caracterización a nivel molecular mediante la utilización de cebadores específicos (MoT3) permitió trabajar con cepas caracterizadas a nivel de patotipo. Por otra parte, se realizó un análisis a nivel bioquímico mediante el empleo de HPLC- MASAS, para determinar los metabolitos secundarios producidos por los aislamientos argentinos de PoT. Las cepas que se caracterizaron en esta sección fueron utilizadas en los diferentes ensayos a lo largo de la tesis. En el Capítulo 2 se presenta el patosistema Trigo-PoT donde se detalla la distribución y reportes de los focos de infección del patógeno, como así también su ciclo de patogénesis y los aspectos epidemiológicos del mismo. En esta sección se analiza el comportamiento de los cultivares comerciales de trigo argentino frente a PoT, demostrando la susceptibilidad de los cultivares en diferentes estadios de crecimiento, y los efectos negativos en la calidad de granos cosechados. En el Capítulo 3, se evalúa la transmisión del patógeno a partir de distintas categorías de semillas (sintomáticas y asintomáticas); esta evaluación fue facilitada mediante la transformación de dos cepas de PoT mediada por Agrobacterium, en la cual se incorporó un gen que codifica una proteína rojo fluorescente para visualizar mediante microscopia de fluorescencia el micelio fluorescente de las cepas de PoT sin confundirlas con hifas de otras especies fúngicas que pudieran encontrarse en la semilla. Lo más resaltable de este capítulo fue determinar la transmisión del patógeno tanto desde semillas con síntomas como así también desde semillas aparentemente sanas (asintomáticas). En el Capítulo 4, se evalúa el efecto de diferentes sustancias biorracionales, potencialmente preventivas, para el manejo de PoT. Los resultados detallados en esta sección serán una valiosa herramienta a la hora de planificar o establecer un manejo integrado de esta nueva enfermedad. Dentro de las sustancias utilizadas se encuentran dos hongos antagonistas, Trichoderma harzianum y Epicoccum nigrum; y dos extractos vegetales, provenientes de Lippia alba quimitipo carvona y Allium sativum. En este capítulo se exponen resultados interesantes y prometedores para el manejo de PoT, tanto en la aplicación de dichas sustancias en semillas como así también mediante aspersión aérea en el follaje, demostrando la potencialidad de sustancias de origen biológico en el manejo de esta enfermedad. Más ampliamente, es resaltable que la incorporación de sustancias biorracionales dentro del manejo de enfermedades debe ser puesta en auge para lograr tener mayor independencia de los fungicidas sintéticos que con el tiempo no solo generan resistencias en los patógenos, sino que también provocan efectos negativos en los ecosistemas y en la salud humana debido a su incorrecta dosificación y aplicación. Finalmente, en el Capítulo 5, se presentan las conclusiones generales derivadas de los ensayos y experimentos realizados a lo largo de la tesis, remarcando nuevamente la importancia de encontrar nuevas herramientas o alternativas para el manejo del patógeno emergente PoT.