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Devastación de cultivos económicamente importantes por marchitez bacteriana

por Redacción

Por Gustavo Valtierra Solís

La marchitez bacteriana es una enfermedad mortal para muchas especies vegetales entre las que destacan miembros de la familia de las Solanáceas, a la cual pertenecen cultivos importantes en México como el tomate, chiles, berenjena y papa. La enfermedad es causada por la bacteria que está presente en el suelo R. solanacearum –antes Pseudomonas solanacearum–.

En cultivos de híbridos de tomate se han reportado pérdidas de un 29% en la producción. Aunque las pérdidas causadas por la enfermedad en general son enormes, no pueden ser estimadas con certeza debido a que hasta el año 2008 su impacto en la agricultura de subsistencia ha sido elevado, aunque indocumentado, y por el abandono en muchas partes del mundo de cultivos susceptibles a la marchitez. Por citar un ejemplo, en países como Indonesia, las pérdidas varían de 24 a 32% en tierras bajas y de 15 a 26% en las variedades transplantadas.

Ralstonia solanacearum invade a las plantas hospederas a través de la raíz y coloniza los vasos del xilema en el sistema vascular. En realidad se trata de un conjunto de razas o cepas que comparten suficientes características morfológicas, genéticas, bioquímicas y patogénicas para considerarlas una misma especie. Las plantas infectadas muestran disminución de crecimiento, amarillamiento, marchitamiento repentino y mueren rápidamente. Las cepas o razas morfológica, genética y bioquímicamente similares a su vez poseen algunas características distintivas que las diferencian entre sí, de las cuales en la práctica la más importante es la habilidad para infectar distintas especies de plantas. Basado en lo anterior históricamente se ha reconocido la existencia de por lo menos tres razas.

Raza 1. Esta raza tiene un amplio rango de plantas hospederas y es usualmente conocida como la raza de las Solanáceas puesto que este es el grupo más importante de plantas cultivadas que ataca (exceptuando a la papa); también ataca jengibre, cacahuate, etc.

Raza 2. Ocurre en plantas de la familia de las Musáceas, a la cual pertenecen el banano, plátanoy moroca, causándoles la enfermedad llamada “Moko”.

Raza 3. Es la raza que preferencialmente ataca a la papa y al geranio.

Después de la infección, la bacteria coloniza la corteza y, posteriormente, los vasos xilemáticos propagándose por toda la planta. Las masas bacterianas interrumpen el flujo de agua desde las raíces a las hojas, resultando en la marchitez de la planta. La severidad de la enfermedad depende del tipo, temperatura y humedad del suelo (lo cual influye en la humedad y en el desarrollo del microorganismo), los hospedantes susceptibles y la virulencia de las cepas. Las altas temperaturas (30-35° C) y humedad son los principales factores asociados con la alta incidencia y severidad de la marchitez bacteriana.

Identificación y aprovechamiento de genes de resistencia en tomate

La amplia gama de hospedantes, su distribución y alta variabilidad, hacen difícil el manejo de esta enfermedad. El uso de prácticas culturales adecuadas, rotación de cultivos y hospedantes resistentes pueden brindar un mejor control de la misma. Los aceites esenciales derivados de plantas como el timol y la palmarosa son biofumigantes efectivos contra R. solanacearum en invernaderos, pero se necesitan evaluaciones en campo antes de su uso práctico para el manejo de la enfermedad.

Se han desarrollado algunos cultivares de tomate “resistentes” a R. solanacearum para la producción fresca de la hortaliza, pero se ha comprobado que solo son moderadamente resistentes y no han sido ampliamente adoptadas por los productores o su resistencia está limitada a localidades, clima, raza y características del suelo. Otra alternativa atractiva es la inducción de resistencia sistémica en las plantas. Se ha encontrado que el acibenzolar-S-methyl en cultivares moderadamente resistentes aumentan la resistencia a la enfermedad produciendo rendimientos significativamente altos en comparación con el control no tratado, aunque estos experimentos deben ser llevados a nivel de campo para su profundización. A pesar de ello, el empleo de variedades resistentes o métodos que propicien la inducción de resistencia continúa siendo una alternativa atractiva en el manejo de esta enfermedad.

La resistencia, es un medio privilegiado para controlar enfermedades provocadas por virus, bacterias, hongos y nemátodos. La resistencia es toda característica heredable que permite una disminución de la incidencia de un agente patógeno o de un depredador sobre la cantidad o calidad de una cosecha. La eficacia de una resistencia proviene de la combinación de dos factores: el nivel de expresión de la misma y su estabilidad en el tiempo o durabilidad, ambos factores poseen su propio determinismo. Se conocen algunas fuentes de resistencia y cuya característica puede ser incorporada a cultivares comerciales susceptibles con éxito para el control de la enfermedad. Desafortunadamente, es muy raro que variedades con resistencia alta y estable también muestren buenas características de fruto y de producción. Por otro lado, la resistencia conferida es usualmente específica para una cepa o pocas cepas de la bacteria, mostrando variaciones notorias de sitio a sitio de acuerdo con la cepa predominante y a las temperaturas prevalecientes en dichos sitios. Por ejemplo, en variedades de papas resistentes a menudo la resistencia falla cuando se cultivan en sitios con temperaturas más altas.

En tomate, la resistencia a R. solanacearum es poligénica y algunos loci que gobiernan la resistencia han sido identificados. Cepas diferentes inducen síntomas en diferentes ecotipos de Arabidopsis thaliana. Después de la inoculación la bacteria virulenta se encuentra predominantemente en los vasos y se propaga sistémicamente en toda la planta, lo que lleva al marchitamiento de los ecotipos susceptibles en 5 a 10 días. La resistencia de A. thaliana a R. solanacearum difiere marcadamente de otras bacterias en crucíferas.

Se ha informado la identificación de dos genes de A. thaliana involucrados en la determinación de resistencia recesiva a algunas cepas de R. solanacearum. Los alelos dominante RRS1-S y recesivo (RRS1-R), susceptible y resistente respectivamente, codifican para proteínas predichas de alta similitud que difieren en longitud. Aunque genéticamente se define como alelo recesivo, RRS1-R se comporta como un gen de resistencia dominante en plantas transgénicas. El análisis de secuencia del gen RRS1 presente en dos líneas recombinantes intragénicas homocigoticas indicó que algunos dominios de RRS1-R son esenciales para su función de resistencia. Además la resistencia mediada por RRS1 es parcialmente dependiente del AS y dependiente de NDR1 lo que sugiere la existencia de vías de señalización similares a aquellas controladas por genes de resistencia de resistencia específica. Los hallazgos antes mencionados denotan que aún queda mucho por investigar en el tema de la resistencia a R. solanacearum.

Condiciones de cultivo que favorecen la producción

El tomate es una especie de estación cálida razonablemente tolerante al calor y a la sequía y sensible a las heladas. La humedad relativa óptima para el desarrollo del tomate varía entre un 60% y un 80%. Humedades relativas muy elevadas favorecen el desarrollo de enfermedades aéreas y el agrietamiento del fruto y dificultan la fecundación, debido a que el polen se compacta, abortando parte de las flores. La temperatura media mensual óptima para su desarrollo varía entre 21 y 24° C, aunque se puede producir entre los 18 y 25° C. Aunque el tomate puede producirse en una amplia gama de condiciones de suelos, los mejores resultados se obtienen en suelos profundos (1 m o más), de texturas medias, permeables y sin impedimentos físicos en el perfil. Suelos con temperaturas entre los 15 y 25° C favorecen un óptimo establecimiento del cultivo después del trasplante. El pH debe estar entre 5,5 y 6,8.

El estatus de enfermedad se define como un estado de anormalidad de la planta, en el cual se ve reducido su potencial productivo, asociado a un deterioro de su estructura e incluso su colapso. Para que se pueda manifestar una enfermedad, se deben asociar tres factores, cuya importancia es relativa en cuanto a la susceptibilidad a un determinado patógeno y la severidad de su interacción. Un primer factor está asociado a la presencia de los patógenos en el medio, lo cual corresponde, en términos nórmales, a la dinámica ecológica de los suelos en cuanto a la diversidad y de regulación poblacional. Esta diversidad se ve alterada como consecuencia del monocultivo de determinadas especies hortícolas, del uso de pesticidas y también de las prácticas de manejo productivo, las cuales favorecen el desarrollo de ciertas poblaciones que presentan una mayor afinidad con las plantas cultivadas. Este mismo factor es el responsable del incremento de la severidad de los patógenos, al potenciar procesos de selección que se traducen en resistencias o tolerancias a los medios de control químicos. Otro factor, corresponde a la condición del hospedero, en cuanto a su etapa fenológica y metabólica, la cual tiene relación con la resistencia o tolerancia frente a la interacción con un determinado patógeno.

Origen, recorrido histórico y domesticación del tomate

El origen del género Solanum se localiza en la región andina que se extiende desde el sur de Colombia al norte de Chile, pero parece que fue en México donde se domesticó, quizá porque crecería como mala hierba entre los huertos. Durante el siglo XVI se consumían en México tomates de distintas formas y tamaños e incluso rojos y amarillos, pero por entonces ya habían sido traídos a España y servían como alimento en España e Italia. En otros países europeos solo se utilizaban en farmacia y así se mantuvieron en Alemania hasta comienzos del siglo XIX. Los españoles y portugueses difundieron el tomate a Oriente Medio y África, y de allí a otros países asiáticos, y de Europa también se difundió a Estados Unidos y Canadá.

El género comprende 9 especies, 8 de las cuales se han mantenido dentro de los límites de su lugar de origen. Una sola L. esculentum bajo su forma silvestre L. ceraciforme, fue llevada hacia América Central por los indígenas en forma de maleza. Fue en México donde ocurrió la domesticación, especialmente en la zona de Puebla y Veracruz. De ahí fue introducido en Europa en el siglo XVI, donde por largo tiempo se le considero como venenosa. El tomate cultivado pertenece a la familia de las solanáceas. Es una especie diploide con 2n=24 cromosomas. La flor es hermafrodita y su estructura asegura una estricta autogamia (pistilo encerrado en el cono de 5 a 7 estambres con dehiscencia interna longitudinal.

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