Tizón de caña de azúcar
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Tizón de caña de azúcar
Tizón de caña de azúcar.jpg
El látigo negro producido por el carbón de la caña de azúcar
Nombres comunesobscenidad de la caña de azúcar
Agentes causalesSporisorium scitamineum
HospedadoresCaña de azúcar
Código EPPOUSTISC

Tizón de caña de azúcar
clasificación cientifica
Reino:
Hongos
División:
Basidiomycota
Clase:
Ustilaginomicetos
Pedido:
Ustilaginales
Género:
Esporisorio
Especies:
S. scitamineum
Nombre binomial
Sporisorium scitamineum
(Syd.) M. Piepenbr., M. Stoll y Oberw. 2002
Sinónimos

Ustilago scitaminea Syd., 1924

El carbón de la caña de azúcar es una enfermedad fúngica de la caña de azúcar causada por el hongo Sporisorium scitamineum . La enfermedad se conoce como culmicolous, que describe el crecimiento del hongo del tallo en la caña. Ataca a varias especies de caña de azúcar y se ha informado que también ocurre en algunas otras especies de gramíneas, pero no en una cantidad crítica. La característica más reconocible de esta enfermedad es un crecimiento negro o gris que se conoce como "látigo de obscenidad". [1]La resistencia al carbón de la caña de azúcar es el mejor curso de acción para el manejo, pero también es importante el uso de semillas libres de enfermedades. En operaciones de menor escala, los tratamientos que utilizan agua caliente y la eliminación de plantas infectadas pueden ser efectivos. El principal modo de dispersión de las esporas es el viento, pero la enfermedad también se propaga mediante el uso de esquejes infectados. El carbón de la caña de azúcar es una enfermedad devastadora en las áreas productoras de caña de azúcar a nivel mundial. [2]

Huéspedes y síntomas

El carbón de la caña de azúcar infecta a todas las especies de caña de azúcar a menos que la especie sea resistente. El daño causado depende de la susceptibilidad de la especie. Los campos de caña de azúcar se plantan utilizando esquejes vegetativos de plantas madre para que tengan la misma composición genética de la planta madre. Las semillas no se utilizan en la propagación porque la caña de azúcar es un híbrido de múltiples especies y, por lo tanto, es difícil de criar. [3] El carbón de la caña de azúcar también puede infectar a otras especies de gramíneas fuera de la caña de azúcar. Sin embargo, sobre todo permanece en plantas del género Saccharum .

De dos a cuatro meses después de que el hongo ha infectado la planta, del meristemo o punto de crecimiento de la planta emergen estructuras negras en forma de látigo, en lugar de una hoja fusiforme. El látigo en desarrollo es una mezcla de tejido vegetal y tejido fúngico. El látigo alcanza la madurez entre el sexto y el séptimo mes. Cuando se liberan las esporas que están contenidas dentro del látigo, el núcleo del látigo permanece atrás y tiene un color similar a la paja. [4]

Las plantas infectadas con el hongo generalmente parecen tener tallos delgados y, a menudo, están atrofiadas. Terminan macollando mucho más de lo normal y esto da como resultado hojas más delgadas y mucho más débiles. A veces tienen un aspecto más parecido a la hierba que las plantas no infectadas. Los síntomas menos comunes de la enfermedad son las agallas del tallo o las hojas y la proliferación de yemas. [5]

Ciclo de la enfermedad

El carbón de la caña de azúcar se disemina a través de las teliosporas que se producen en el látigo del carbón. Estas teliosporas, ubicadas en el suelo o en la planta, germinan en presencia de agua. [6] Después de la germinación, producen promicelio y se someten a meiosis para crear cuatro esporidios haploides . El carbón de la caña de azúcar es bipolar y, por lo tanto, produce dos tipos de apareamiento diferentes de sporida. Para que ocurra la infección, dos esporidas de diferentes tipos de apareamiento deben unirse y formar un dikaryon. Este dikaryon produce hifas que penetran en las escamas de las yemas de la planta de caña de azúcar e infectan el tejido meristemático. El hongo crece dentro del tejido meristemático e induce la formación de estructuras florales que coloniza para producir sus teliopores. [7]Las estructuras florales, generalmente flechas típicas de la hierba, se transforman en un látigo como sorus que crece entre las vainas de las hojas. Al principio está cubierto por un peridio plateado delgado (este es el tejido del huésped) que se despega fácilmente cuando se deseca para exponer las teliosporas hollín de color negro-marrón. Estas teliosporas luego se dispersan a través del viento y el ciclo continúa. Las esporas son de color marrón rojizo, redondas y subovoides y pueden ser suaves a moderadamente equinuladas. El tamaño varía de 6,5 a 8 um. Los cultivares de caña de azúcar destinados a la distribución a otras áreas geográficas deben someterse a pruebas de susceptibilidad a las poblaciones de S. scitamineum en cada área. [8]

Medio ambiente

El carbón de la caña de azúcar es una enfermedad muy extendida y prevalece en América Central y del Sur, África y el suroeste de Asia. El carbón de la caña de azúcar se ha informado en todos los países que se encuentran entre los 20 grados al norte y al sur del ecuador. [9] El patógeno se desarrolla bien en climas cálidos y secos [10] durante la mayor parte del ciclo de la enfermedad, pero requiere condiciones húmedas para que germinen las teliosporas.

La expresion genica

La resistencia a las enfermedades de las plantas es el resultado de la coevolución entre la planta y el patógeno. [11]Durante la infección por Ustilago scitaminea, el hongo crece dentro del tejido meristemático e induce la formación de estructuras florales, que coloniza para producir sus teliopores. Las estructuras florales, generalmente panículas típicas de pasto, se transforman en un soro parecido a un látigo que crece rápidamente y sobresale entre las vainas de las hojas. El desarrollo del carbón de la caña de azúcar depende de la interacción entre el medio ambiente, la variedad de la caña de azúcar y el patógeno en sí. Si la interacción entre las variedades resistentes al carbón y el patógeno no es de afinidad, se produce resistencia a las enfermedades; sin embargo, si la interacción entre las variedades susceptibles al carbón y el patógeno es de afinidad, se produce la susceptibilidad a la enfermedad. Una serie de cambios fisiológicos y bioquímicos, junto con la respuesta molecular,ocurren durante el período entre la aparición del estrés en la planta debido a la invasión del patógeno y la posterior interacción planta-patógeno. Se han realizado avances en los estudios de las bases moleculares de la resistencia al carbón de la caña de azúcar.[12] [13] [14] [15] [16] [17] Según un estudio, el tipo de resistencia es una resistencia de un solo gen en el sitio del gen N52 / 219. Además, este estudio habló de varias cepas o razas diferentes de Ustilago scitaminea. [18] A pesar de lo que se ha aprendido, se necesitan más estudios sobre la interacción molecular en este patosistema para descubrir los mecanismos de la resistencia al carbón.

Expresión de proteínas

A pesar de lo que se ha aprendido, se sabe poco sobre el trasfondo proteómico de la interacción entre el patógeno y el huésped en este patosistema. [19] [20] [21]

Gestión

El manejo del carbón de la caña de azúcar se realiza mediante el uso de cultivares resistentes, fungicidas y material de siembra libre de enfermedades. El control se logra principalmente mediante el uso de cultivares resistentes en áreas donde la enfermedad está presente. [22] Los fungicidas también se utilizan para el control de esta enfermedad, pero se prefieren los cultivares típicamente resistentes debido al costo de los fungicidas. En áreas donde aún no se ha encontrado esta enfermedad, es importante utilizar material de plantación libre de enfermedades para no introducir el patógeno. A veces, los gobiernos implementan regulaciones importantes para ayudar a prevenir la propagación de la enfermedad. Las cuarentenas también se implementan en áreas infectadas.

Importancia

Históricamente, el carbón de la caña de azúcar se observó por primera vez en 1877, en la región de Natal de Sudáfrica. La enfermedad ha sido un problema en casi todos los países donde se cultiva la caña de azúcar. El carbón de la caña de azúcar no llegó al hemisferio occidental hasta la década de 1940, cuando llegó a Argentina. [23] Australia fue el último gran productor de caña de azúcar infectado. En 1998, la costa occidental se infectó, pero los principales centros de producción de Australia se encuentran en la costa este del país. [24] Ahora se han encontrado plantas infectadas en ambos lados del país, lo que hace que el carbón de la caña de azúcar sea un problema en todos los centros de producción. A veces, la enfermedad pasaba desapercibida o no se detectaba hasta que acababa con grandes extensiones de cultivo.

El carbón de la caña de azúcar puede causar cualquier pérdida a las variedades susceptibles. Se podía ver desde el 30% hasta la pérdida total de cosechas. [25] La reducción en el rendimiento depende principalmente de las razas del patógeno presente, la variedad de caña de azúcar y las condiciones ambientales. [26] Las plantas de caña de azúcar son retoños, lo que significa que la planta rebrota después de la cosecha y proporciona la siguiente cosecha. [27] Debido a esta naturaleza perenne, una mala cosecha total puede llevar a la necesidad de replantar un campo. Ahora, es típico reemplazar áreas que han sido infectadas con variedades resistentes de caña de azúcar.

Ver también

  • Smut (hongo)

Referencias

  1. ^ Comstock, JC y Lentini, Enfermedad del tizón de la caña de azúcar RS, Universidad de Florida.
  2. ^ "Hoja de información ISO6052". BSES Caña de azúcar para el futuro. Gobierno de Queensland: Departamento de Industrias Primarias y Pesca, 2006. Web. 5 de octubre de 2011. < "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de febrero de 2011 . Consultado el 26 de octubre de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  3. ^ Baucum, LE, RW Rice y TJ Schueneman. "Una visión general de la caña de azúcar de Florida". Science Daily: noticias y artículos sobre ciencia, salud, medio ambiente y tecnología. Universidad de Florida. Web. 10 de diciembre de 2011. < https://www.sciencedaily.com/articles/s/sugarcane.htm >.
  4. ^ "Hoja de información ISO6052". BSES Caña de azúcar para el futuro. Gobierno de Queensland: Departamento de Industrias Primarias y Pesca, 2006. Web. 5 de octubre de 2011. < "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de febrero de 2011 . Consultado el 26 de octubre de 2011 . CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) >.
  5. ^ Que Youxiong, Xu Liping, Lin Jianwei, Ruan Miaohong, Zhang Muqing y Chen Rukai. "Expresión diferencial de proteínas en la caña de azúcar durante la interacción caña de azúcar-Sporisorium Scitamineum revelada por 2-DE y MALDI-TOF-TOF / MS". Genómica comparativa y funcional (2011): 1-10. Web. 26 de octubre de 2011.
  6. ^ JM WALLER (1969). "Carbón de caña de azúcar (Ustilago scitaminea) en Kenia. I. Epidemiología". Trans. Brit. mycol. Soc. 52: 13951.
  7. ^ Croft, BJ y KS Braithwaite. "Manejo de una incursión de carbón de caña de azúcar en Australia". Patología vegetal de Australasia 35.2 (2006): 113-22. Impresión.
  8. ^ Y. Que, L. Xu, J. Lin, et al. "Variación molecular de Sporisorium scitamineum en China continental revelada por marcadores RAPD y SRAP" Plant Disease, vol. 96, no. 10, págs. 1519-1525, 2012.
  9. ^ Martin JP, Abad EV, Hughes CG. (1961). Enfermedades de la caña de azúcar en el mundo, vol. 1, Elsevier Pugl. Pub. Company, Amsterdam, 542p.
  10. ^ Riley, TF Jubb, et al. (1999). Primer brote de carbón de caña de azúcar en Australia. Actas del XXIII Congreso de la ISSCT, Nueva Delhi, India, 22 a 26 de febrero de 1999. Volumen 2: 333337. Nueva Delhi, Asociación de Tecnólogos del Azúcar de la India.
  11. ^ M. Lao, AD Arencibia, ER Carmona et al. "Análisis de expresión diferencial por cDNA-AFLP de Saccharum spp. Después de la inoculación con el patógeno huésped Sporisorium scitamineum" Plant Cell Reports, vol. 27, no. 6, págs. 1103-1111, 2008.
  12. ^ M. Lao, AD Arencibia, ER Carmona et al. "Análisis de expresión diferencial por cDNA-AFLP de Saccharum spp. Después de la inoculación con el patógeno huésped Sporisorium scitamineum" Plant Cell Reports, vol. 27, no. 6, págs. 1103-1111, 2008.
  13. ^ LN Thokoane y RS Rutherford, "Exhibición diferencial de ADNc-AFLP de genes de la caña de azúcar (Saccharum spp, híbridos) inducidos por el desafío con el patógeno fúngico Ustilago scitaminea (carbón de la caña de azúcar)," Actas de la Asociación de Tecnólogos del Azúcar de Sudáfrica, vol. 75, págs. 104-107, 2001.
  14. ^ BH Orlando, BP Thomma, E. Carmona et al., "Identificación de genes de la caña de azúcar inducidos en somaclones resistentes a enfermedades tras la inoculación con Ustilago scitaminea o Bipolaris sacchari", Fisiología y bioquímica vegetal, vol. 43, no. 12, págs. 1115-1121, 2005.
  15. ^ M. LaO, AD Arencibia, ER Carmona et al., "Análisis de expresión diferencial por cDNA-AFLP de Saccharum spp. Después de la inoculación con el patógeno huésped Sporisorium scitamineum", Plant Cell Reports, vol. 27, no. 6, págs. 1103-1111, 2008.
  16. ^ Que Youxiong, Yang Zhixia, Xu Liping y Chen Rukai. "Aislamiento e identificación de genes expresados ​​diferencialmente en caña de azúcar infectada por Ustilago scitaminea", Acta Agronomica Sinica, vol. 35, no. 3, págs. 452–458, 2009.
  17. ^ Que Youxiong, Lin Jianwei, Song Xianxian, Xu Liping y Chen Rukai. "Expresión genética diferencial en la caña de azúcar en respuesta al desafío por el patógeno fúngico Ustilago scitaminea revelado por cDNA-AFLP", Journal of Biomedicine and Biotechnology, vol. 2011, Id. De artículo 160934, 10 páginas, 2011. doi : 10.1155 / 2011/160934
  18. ^ LN Thokoane y RS Rutherford, "Exhibición diferencial de ADNc-AFLP de genes de la caña de azúcar (Saccharum spp, híbridos) inducidos por el desafío con el patógeno fúngico Ustilago scitaminea (carbón de la caña de azúcar)," Actas de la Asociación de Tecnólogos del Azúcar de Sudáfrica, vol. 75, págs. 104-107, 2001.
  19. ^ Que Youxiong, Xu Liping, Lin Jianwei, Ruan Miaohong, Zhang Muqing y Chen Rukai. "Expresión diferencial de proteínas en la caña de azúcar durante la interacción caña de azúcar-Sporisorium Scitamineum revelada por 2-DE y MALDI-TOF-TOF / MS". Genómica comparativa y funcional (2011): 1-10. Web. 26 de octubre de 2011.
  20. ^ D. Piñon, R. de Armas, C. Vicente y ME Legaz, "Papel de las poliaminas en la infección de yemas de caña de azúcar por esporas de Ustilago scitaminea", Fisiología y bioquímica vegetal. Vol. 37, no. 1, págs. 57–64, 1999.
  21. ^ R. de Armas, R. Santiago, ME Legaz y C. Vicente, "Los niveles de compuestos fenólicos y la actividad enzimática se pueden utilizar para detectar la resistencia de la caña de azúcar al carbón (Ustilago scitaminea)", Australasia Plant Pathology, vol. 36, no. 1, págs. 32–38, 2007.
  22. ^ Comstock JC (2000) Smut. En 'Una guía sobre las enfermedades de la caña de azúcar'. (Eds P Rott, RA Bailey, JC Comstock, BJ Croft y AS Saumtally) pp.181-185. (CIRAD e ISSCT: Montpellier, Francia)
  23. ^ Comstock, Jack C., Stephen A. Ferreira y Thomas L. Tew. "Enfoque de Hawái para el control de la carbonilla de la caña de azúcar". Plant Disease 67.4 (1983): 452-57. Asociación de Plantadores de Azúcar de Hawai. Web. 20 de octubre de 2011.
  24. ^ "Brote de carbón, una prueba seria para la industria de la caña de azúcar". Carbón de caña de azúcar. Asociación Australiana de Productores de Caña, 2000. Web. 25 de octubre de 2011. < http://www.acfa.com.au/index.php?option=com_k2&view=item&layout=item&id=63&Itemid=76 >.
  25. ^ "Hoja de información ISO6052". BSES Caña de azúcar para el futuro. Gobierno de Queensland: Departamento de Industrias Primarias y Pesca, 2006. Web. 5 de octubre de 2011. < "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de febrero de 2011 . Consultado el 26 de octubre de 2011 . CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ) >.
  26. ^ Evaluación de Nzioki, HS y Jamoza JE de la pérdida de rendimiento debido a la infección del tizón de la caña de azúcar (Ustilago Scitaminea) en Kenia: Planta de caña. Boletín técnico de KESREF No. 1 (diciembre de 2006). < http://www.kesref.org/UserFiles/File/technicalbulletin.pdf >.
  27. ^ Baucum, LE, RW Rice y TJ Schueneman. "Una visión general de la caña de azúcar de Florida". Science Daily: noticias y artículos sobre ciencia, salud, medio ambiente y tecnología. Universidad de Florida. Web. 10 de diciembre de 2011. < https://www.sciencedaily.com/articles/s/sugarcane.htm >.
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