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Hemileia vastatrix
Hemileia vastatrix.jpg
Síntomas de la roya del café causada por Hemileia vastatrix en el follaje
clasificación cientifica
Reino:
Hongos
Filo:
Basidiomycota
Clase:
Pucciniomicetos
Pedido:
Pucciniales
Género:
Hemileia
Especies:
H. vastatrix
Nombre binomial
Hemileia vastatrix
Sinónimos

Wardia vastatrix J.F.Hennen y MMHennen (2003)

Síntomas severos de la roya de la hoja
Detalle de pústulas suprastomáticas urediniales que se fusionan sobre la superficie inferior de la hoja (barra = 0,5 cm).
Infección significativa de la roya, defoliación inducida por la roya y deficiencias de nutrientes como resultado de las hojas dañadas.

Hemileia vastatrix es un hongo del orden Pucciniales (anteriormente también conocido como Uredinales) que causa la roya del café (CLR), una enfermedad que afecta a la planta del café . El café sirve como huésped obligadode la roya del café, es decir, la roya debe tener acceso y entrar en contacto físico con el café ( Coffea sp. ) Para sobrevivir.

CLR es una de las enfermedades del café más importantes económicamente a nivel mundial. [1] Epidemias anteriores han destruido la producción de café de países enteros. [2] En la historia más reciente, una epidemia en Centroamérica en 2012 redujo la producción de café de la región en un 16%. [1]

El mecanismo patológico principal del hongo es una reducción en la capacidad de la planta para obtener energía a través de la fotosíntesis [3] al cubrir las hojas con esporas de hongos y / o hacer que las hojas caigan de la planta. [1] La reducción en la capacidad fotosintética (metabolismo de la planta) resulta en una reducción en la cantidad y calidad de la producción de flores y frutos, lo que finalmente reduce la calidad de la bebida. [4]

Apariencia [ editar ]

El micelio con uredinia se ve amarillo anaranjado y polvoriento, y aparece en la parte inferior de las hojas como puntas de ~ 0,1 mm de diámetro. Las lesiones jóvenes aparecen como manchas cloróticas o de color amarillo pálido de algunos milímetros de diámetro, siendo las más antiguas de algunos centímetros de diámetro. Las hifas tienen forma de maza con puntas con numerosos pedicelos en los que se forman grupos de urediniosporas .

Telia son de color amarillento pálido, las teliosporas a menudo se producen en uredinia; teliosporas más o menos esféricas a limoniformes, 26–40 × 20–30 µm de diámetro, pared hialina a amarillenta, lisa, 1 µm de espesor, más gruesa en el ápice, pedicelo hialino.

Las Urediniosporas son más o menos reniformes , 26–40 × 18-28 µm, con pared hialina a amarillenta pálida, 1–2 µm de espesor, fuertemente verrugosas en el lado convexo, lisas en el lado recto o cóncavo, verrugas frecuentemente más largas (3– 7 µm) en los bordes de las esporas.

No ha habido informes conocidos de un huésped capaz de soportar una etapa aecial del hongo. [5]

Ciclo de vida [ editar ]

El ciclo de vida de la hemileia comienza con la germinación de las uredosporas a través de los poros germinales de la espora . Ataca principalmente a las hojas y rara vez se encuentra en tallos jóvenes y frutos. Se producen apresorios , que a su vez producen vesículas, a partir de las cuales se obtiene la entrada a la cavidad substomática . En 24 a 48 horas, se completa la infección. Después de una infección exitosa, la lámina de la hoja se coloniza y se produce la esporulación a través de los estomas. Una lesión produce de 4 a 6 cultivos de esporas durante un período de 3 a 5 meses y libera entre 300 y 400 000 esporas.

Actualmente no se conoce ningún huésped alternativo ni se ha informado de casos de infección por basidiosporas de H. vastatrix ; sin embargo, el hongo es capaz de vencer la resistencia de las plantas y los científicos no saben exactamente cómo. [5] La hipótesis predominante es que H. vastatrix es heteroica y completa su ciclo de vida en una planta hospedadora alternativa que aún no se ha encontrado. [5] Una hipótesis alternativa es que H. vastatrix en realidad representa una roya autoica de divergencia temprana , en la que las teliosporas no son funcionales y son vestigiales, y el ciclo de vida sexual se completa con las urediniosporas. Meiosis oculta yLa reproducción sexual (criptosexualidad [6] ) se ha encontrado dentro de las urediniosporas generalmente asexuales. [7] Este hallazgo puede explicar por qué han surgido nuevas razas fisiológicas con tanta frecuencia y rapidez en H. vastatrix.

Control [ editar ]

Estudios y artículos de investigación recientes han demostrado que 1. CLR está poco investigado en comparación con los patógenos de otros cultivos comerciales y 2. hay muchos factores que pueden influir en la incidencia y gravedad de la enfermedad. Por lo tanto, un enfoque integrado que incluya controles genéticos, químicos y culturales es el mejor curso de acción.

Cultivares resistentes [ editar ]

La estrategia más eficaz y duradera contra CLR es el uso de cultivares resistentes. [8] [9] El uso de cultivares resistentes tiene una serie de beneficios más allá del control de enfermedades y puede incluir la reducción en el uso de agroquímicos como control. [8] [4] Una reducción en la aplicación de productos químicos también tiene efectos económicos positivos para los agricultores al reducir el costo de producción. Sin embargo, en lugar de desplegar nuevas plantas resistentes, o en el intervalo entre el inicio de un programa de renovación y la renovación completa, existen otros métodos de control disponibles.

Los programas profesionales de investigación y mejoramiento como CIRAD están desarrollando cafetos híbridos F1 como Starmaya que tienen una amplia resistencia genética a CLR, así como un buen rendimiento y calidad en taza. También se está investigando cómo democratizar el uso de híbridos F1 por parte de los pequeños productores de café que, con demasiada frecuencia, no pueden permitirse el lujo de utilizar híbridos F1. [10] Por ejemplo, Starmaya es el primer cafeto híbrido F1 que se puede propagar en un jardín de semillas en lugar del proceso más complicado y costoso de la embriogénesis somática . [10]

Productos químicos [ editar ]

Existen preocupaciones sociales, ambientales y económicas asociadas con cualquier control químico de enfermedades de las plantas y algunas de ellas tienen un impacto más directo e inmediato que otras en la decisión de un agricultor de usar químicos. El uso de productos químicos debe tener, ante todo, un sentido económico y el costo de su uso puede llegar al 50% del costo total de producción. [8] Para los pequeños agricultores, esto puede tener un costo prohibitivo. Los fungicidas a base de cobre, como la mezcla de Burdeos, han demostrado ser eficaces y económicos, y funcionan mejor cuando se aplican a niveles de inóculo inferiores al 10%. [3]

Normalmente, las mezclas a base de cobre se utilizan como medidas preventivas y los fungicidas sistémicos se utilizan como medidas curativas. [8]

Al reducir la incidencia de enfermedades, el control químico puede ayudar a mitigar la reducción en la calidad y cantidad de frutos causada por la enfermedad. [4]

Cultural [ editar ]

La presencia prolongada de agua en las hojas permite que H. vastatrix infecte la planta más fácilmente y, por lo tanto, los métodos de cultivo pueden dirigirse a reducir el tiempo y la cantidad de agua que queda en las hojas. Los métodos de cultivo como podar las ramas para permitir una mayor circulación de aire y la penetración de la luz pueden ayudar a secar la humedad de las hojas. El aumento del espacio entre filas y la prevención del crecimiento de malezas también permite una mayor circulación de aire y penetración de luz. [3]

Nutrición vegetal [ editar ]

La cantidad correcta de nutrientes de las plantas también puede influir en la resistencia del huésped. [11] Una nutrición adecuada permite que las defensas bioquímicas naturales de la planta funcionen a niveles óptimos. [11] Por ejemplo, el nitrógeno y el potasio son dos macronutrientes críticos que ayudan al cafeto a resistir las infecciones. El nitrógeno es un componente crítico de la clorofila , que es fundamental para la fotosíntesis . El potasio ayuda a aumentar el grosor de la epidermis de una hoja, que actúa como una barrera contra el ataque de patógenos. También ayuda en la recuperación de tejidos después de un ataque de H. Vastatrix . [11]

Poda [ editar ]

Los experimentos han demostrado que la eliminación de las hojas infectadas posiblemente puede reducir la cantidad final de la enfermedad en una cantidad significativa. [3]

Adelgazamiento de frutas [ editar ]

El aclareo de la fruta combinado con la aplicación de productos químicos (ciproconazol y epoxiconazol, por ejemplo) puede aumentar el control efectivo. [12]

Sombra [ editar ]

Existe una interacción compleja entre la sombra, los efectos meteorológicos como lluvias o períodos secos y la dispersión aérea de la roya. [1] Los investigadores han descubierto que la sombra puede suprimir la dispersión de las esporas en condiciones secas pero ayudar a la dispersión de las esporas en condiciones húmedas. [1] Los investigadores reconocen la necesidad de realizar más investigaciones sobre el tema.

Ecología [ editar ]

Hemileia vastatrix es un parásito obligado que vive principalmente en las plantas del género Coffea, pero también es capaz de invadir Arabidopsis thaliana pero no desarrolla haustoria. [13]

La herrumbre necesita temperaturas adecuadas para desarrollarse (entre 16 ° C y 28 ° C). [14] Las plantaciones a gran altitud son generalmente más frías, por lo que el inóculo no se desarrollará tan fácilmente como en las plantaciones ubicadas en regiones más cálidas. Se requiere la presencia de agua libre para que se complete la infección. La pérdida de humedad después de que comienza la germinación inhibe todo el proceso de infección.

La esporulación está más influenciada por la temperatura, la humedad y la resistencia del huésped. El proceso de colonización no depende de la humedad de las hojas, pero está muy influenciado por la temperatura y la resistencia de las plantas. El principal efecto de la temperatura es determinar la duración del proceso de colonización ( período de incubación ).

Hemileia vastatrix tiene dos parásitos fúngicos, Verticillium haemiliae y Verticillium psalliotae .

El hongo es de origen africano oriental , pero actualmente es endémico de todas las regiones productoras. [15] : 171–2 El café se origina en regiones de gran altitud de Etiopía, Sudán y Kenia y se cree que el patógeno de la roya se originó en las mismas montañas. Los primeros informes de la enfermedad datan de la década de 1860. Fue informado por primera vez por un explorador británico de las regiones de Kenia alrededor del lago Victoria en 1861, desde donde se cree que se extendió a Asia y América.

La roya se informó por primera vez en las principales regiones cafetaleras de Sri Lanka (entonces llamada Ceilán) en 1867. El micólogo inglés Michael Joseph Berkeley y su colaborador Christopher Edmund Broome describieron por primera vez en su totalidad el hongo causal después de un análisis de muestras de un "café enfermedad de las hojas ”recogido por George HK Thwaites en Ceilán. Berkeley y Broome llamaron al hongo Hemileia vastatrix , " Hemileia " refiriéndose a la característica semi-suave de las esporas y " vastatrix " por la naturaleza devastadora de la enfermedad. [dieciséis]

Se desconoce exactamente cómo llegó la herrumbre a Ceilán desde Etiopía. Durante los años siguientes, la enfermedad se registró en India en 1870, Sumatra en 1876, Java en 1878 y Filipinas en 1889. Durante 1913 cruzó el continente africano desde Kenia hasta el Congo, donde se encontró en 1918, antes de extendiéndose a África Occidental, Costa de Marfil (1954), Liberia (1955), Nigeria (1962–63) y Angola (1966).

Las uredosporas se diseminan a grandes distancias principalmente por el viento y pueden terminar a miles de millas de donde se produjeron. A distancias cortas, las uredosporas son diseminadas tanto por el viento como por la lluvia. [17] En ocasiones se ha demostrado que otros agentes, como los animales, principalmente insectos y equipos contaminados, intervienen en la diseminación.

Patogenia [ editar ]

Hemileia vastatrix afecta a la planta cubriendo parte del área de la superficie de la hoja o induciendo la defoliación, lo que resulta en una reducción en la tasa de fotosíntesis. [3] Debido a que el rendimiento de las bayas generalmente está relacionado con la cantidad de follaje, una reducción en la fotosíntesis y, lo que es más importante, la defoliación pueden afectar el rendimiento. [3] La colonización continua del patógeno agota los recursos de las plantas para sobrevivir hasta que la planta ya no tiene suficiente energía para crecer o sobrevivir. [18]

Las plantas de café cultivadas para resistencia tienen éxito debido a los mecanismos de resistencia citológica y bioquímica. Dichos mecanismos implican la transmisión de señales al sitio de la infección para detener la función celular. La respuesta de degradación celular de las plantas ocurre frecuentemente después de la formación del primer haustorio y da como resultado una rápida muerte celular hipersensible. Debido a que Hemileia vastatrix es un parásito obligado, ya no puede sobrevivir cuando está rodeado de células muertas. Esto se puede reconocer por la presencia de células pardas en las regiones locales de una hoja. [19]

Medio ambiente [ editar ]

La temperatura y la humedad juegan específicamente el papel más importante en la tasa de infección de la planta de café. La humedad no es suficiente para permitir que se produzca una infección. Debe haber presencia de agua en la hoja para que las urediosporas infecten; aunque, las urediosporas secas pueden sobrevivir hasta 6 semanas sin agua. La dispersión ocurre principalmente por el viento, la lluvia o una combinación de ambos. La transmisión a grandes distancias es probablemente el resultado de la intervención humana por esporas adheridas a la ropa, herramientas o equipo. La dispersión por insectos es poco probable y, por tanto, insignificante. [20]La germinación de esporas solo ocurre cuando la temperatura varía de 13 a 31 grados Celsius y alcanza un máximo de 21 grados Celsius; además, la formación de apresorio es máxima a 11 grados Celsius y tiene una disminución lineal en la producción hasta 32 grados Celsius cuando hay poca o ninguna producción. [21] Aunque la temperatura y la humedad son factores clave para la infección, la dispersión y la colonización, la resistencia de las plantas también es importante para determinar si Hemileia vastatrix sobrevivirá.

Historia [ editar ]

La enfermedad de la roya del café (CLR) fue descrita y nombrada por primera vez por Berkley y Broom en la edición de noviembre de 1869 de Gardeners Chronicle . [15] : 171 Utilizaron especímenes enviados desde Sri Lanka , donde la enfermedad ya estaba causando enormes daños a la productividad. Muchas fincas cafetaleras de Sri Lanka se vieron obligadas a colapsar o convertir sus cultivos en alternativas no afectadas por CLR, como el té. [15] : 171-2 Los plantadores apodaron la enfermedad "Devastating Emily" [22] y afectó la producción de café de Asia durante más de veinte años. [23] En 1890, la industria del café en Sri Lanka estaba casi destruida, aunque todavía existen plantaciones de café en algunas áreas. Los historiadores sugieren que la devastada producción de café en Sri Lanka es una de las razones por las que los británicos han llegado a preferir el té, ya que Sri Lanka cambió a la producción de té como consecuencia de la enfermedad. [24]

En la década de 1920, CLR se encontraba ampliamente en gran parte de África y Asia, así como en Indonesia y Fiji . Llegó a Brasil en 1970 y desde allí se propagó rápidamente a un ritmo que le permitió infectar todas las áreas cafetaleras del país en 1975. [15] : 171-2 Desde Brasil, la enfermedad se propagó a la mayoría de las áreas cafetaleras en el centro y el sur. América en 1981, golpeando a Costa Rica y Colombia en 1983.

A partir de 1990, la roya del café se ha vuelto endémica en todos los principales países productores de café. [15] : 171–2

Epidemia de roya de la hoja del café de 2012 [ editar ]

En 2012, hubo un aumento importante de la roya del café en diez países de América Latina y el Caribe. La enfermedad se convirtió en una epidemia y las pérdidas de cultivos resultantes provocaron una caída en la oferta, superando la demanda. Como resultado, los precios del café subieron, aunque también contribuyeron otros factores, como la creciente demanda de granos gourmet en China, Brasil e India. [25] [26]

USAID estima que entre 2012 y 2014 CLR causó $ 1 mil millones en daños y afectó a más de 2 millones de personas en América Latina. [27]

Las razones de la epidemia siguen sin estar claras, pero una cumbre de emergencia sobre la roya en Guatemala en abril de 2013 compiló una larga lista de deficiencias. Estos incluyeron la falta de recursos para controlar la oxidación, la eliminación de señales de alerta temprana, técnicas de aplicación de fungicidas ineficaces, falta de capacitación, infraestructura deficiente y consejos contradictorios. En una charla inaugural en la reunión "Hablemos de Roya" (El Salvador, 4 de noviembre de 2013), el Dr. Peter Baker, científico senior de CAB International, planteó varios puntos clave con respecto a la epidemia, incluida la falta proporcional de inversión en investigación y desarrollo. en una industria de tan alto valor y la falta de inversión en nuevas variedades en países productores de café clave como Colombia. [dieciséis]

Los cultivares de café típicos mantenidos por los agricultores antes de la epidemia incluían Caturra , Bourbon , Mundo Novo y Typica , [27] todos los cuales son susceptibles a H. vastatrix. También antes de la epidemia de 2012, el 82% de las fincas estaban certificadas como orgánicas, [27] lo que limita los agroquímicos que los agricultores pueden usar. Sin embargo, hay varios fungicidas que pueden utilizarse en sistemas orgánicos certificados, como la mezcla de Burdeos a base de cobre y las mezclas comerciales [28].

Honduras [ editar ]

Durante este período, Honduras experimentó una importante epidemia de CLR. Se infectaron 80.000 hectáreas de fincas cafetaleras y el Instituto Nacional Hondureño del Café (IHCAFE) estima que 30.000 agricultores perdieron más de la mitad de su capacidad de producción de café y un tercio de ellos, 10.000 agricultores, sufrieron una pérdida total de capacidad de producción de café. [29] Aproximadamente el 84% de los productores de café en Honduras son pequeños agricultores [29] y, por lo tanto, son más vulnerables a la pérdida de producción que los productores de fincas.

Más [ editar ]

Los cultivos de café en Guatemala han sido arruinados por la roya del café y se declaró el estado de emergencia en febrero de 2013. [30] [31]

CLR ha sido un problema en México . [32]

La enfermedad CLR es un gran problema en los cafetales del Perú , declarada en emergencia sanitaria por el gobierno (Decreto Supremo N ° 082-2013-PCM).

A fines de octubre de 2020, el USDA ARS detectó óxido en Maui . Inmediatamente, el Departamento de Agricultura de Hawái comenzó a realizar inspecciones en todo el estado, no solo en Maui. Encontraron plantas que sospechaban que también estaban infectadas en Hilo, en la isla grande . [33] [34]

Impacto económico [ editar ]

La roya del café (CLR) tiene impactos económicos directos e indirectos en la producción de café. Los impactos directos incluyen la disminución de la cantidad y calidad del rendimiento producido por la planta enferma y el costo de los insumos destinados específicamente a controlar la enfermedad. [35] Los impactos indirectos incluyen mayores costos para combatir y controlar la enfermedad. Los métodos para combatir y controlar la enfermedad incluyen la aplicación de fungicidas y la eliminación de las plantas enfermas y su sustitución por razas resistentes. Ambos métodos incluyen importantes costos de mano de obra y materiales y, en el caso del despalillado, incluyen una disminución de la producción de un año (las plántulas de café no son completamente productivas durante tres a cinco años después de la siembra).

Debido a la complejidad de contabilizar con precisión las pérdidas atribuidas a CLR, existen pocos registros que cuantifiquen las pérdidas de rendimiento. Las estimaciones de pérdida de rendimiento varían según el país y pueden oscilar entre el 15 y el 80%. La pérdida mundial se estima en un 15%. [15] : 174

Algunos datos iniciales de Ceilán que documentan las pérdidas a fines del siglo XIX indican que la producción de café se redujo en un 75%. A medida que los agricultores pasaron del café a otros cultivos no afectados por CLR, [35] la tierra utilizada para cultivar café se redujo en un 80%, de 68.787 a 14.170 ha. [15] : 174

Además de los costos mencionados anteriormente, los costos adicionales incluyen los costos de investigación y desarrollo en la producción de cultivares resistentes. Estos costos normalmente corren a cargo de la industria, los gobiernos locales y nacionales y las agencias de ayuda internacional. [15] : 174 [35]

La Federación Nacional de Cafeteros de Colombia (Fedecafe) estableció un laboratorio de investigación diseñado específicamente para encontrar formas de detener la enfermedad, ya que el país es un exportador líder del grano Coffea arabica que es particularmente propenso a la enfermedad. [24]

Referencias [ editar ]

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  30. ^ "La 'emergencia' de la roya del café de Guatemala devasta cultivos" . BBC News . Consultado el 30 de agosto de 2016 .
  31. ^ Guatemala declara emergencia nacional del café 08 de febrero de 2013 BusinessWeek
  32. ^ Saliba F (26 de marzo de 2013). "La roya del café afecta a los agricultores en México" - vía CBS News.
  33. ↑ Ruminski L (30 de octubre de 2020). "La roya del café golpea la isla de Hawaii" . Hawaii Tribune-Herald . Consultado el 5 de noviembre de 2020 .
  34. ^ "Comunicado de prensa del Departamento de agricultura: roya de la hoja del café confirmada en Maui y tentativamente encontrada en la isla de Hawai'i" . Oficina del gobernador David Y. Ige . 2020-10-30 . Consultado el 5 de noviembre de 2020 .
  35. ^ a b c McCook, Stuart; Vandermeer, John (septiembre de 2015). "La gran roya y la reina roja: perspectivas a largo plazo sobre la investigación de la roya del café" . Phytopathology® . 105 (9): 1164-1173. doi : 10.1094 / PHYTO-04-15-0085-RVW . ISSN 0031-949X . Consultado el 8 de marzo de 2021 .  CS1 maint: discouraged parameter (link)

Enlaces externos [ editar ]

  • Descripción de Hemileia vastatrix en Plantvillage.com
  • Instituto de Investigaciones del Café: Roya del café
  • Universidad de Nebraska-Lincoln: Roya del café
  • La página de la Universidad de Hawái sobre Hemileia vastatrix [1]
  • Página de USDept.Agriculture sobre la roya de la hoja del café [2]