Synchytrium endobioticum es un hongo quítrido que causa laenfermedad de la verruga de la papa o costra negra . [1] También infecta algunas otras plantas del género Solanum , aunque la papa es el único hospedador cultivado.
Synchytrium endobioticum | |
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clasificación cientifica | |
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Especies: | S. endobioticum |
Nombre binomial | |
Synchytrium endobioticum (Schilb.) Percival 1909 |
Sistemática
Tradicionalmente, Synchytrium endobioticum se ha colocado en el subgénero Mesochytrium , pero se ha sugerido que, sobre la base del modo de germinación, debería transferirse al subgénero Microsynchytrium . Vera Charles lo identificó y estudió por primera vez . La científica neozelandesa Kathleen Maisey Curtis también estudió Synchytrium endobioticum para su tesis doctoral que, en 1919, la llevó a ser reconocida como productora de investigaciones pioneras sobre la patología del organismo. [2]
Existen al menos 18 patotipos del hongo, la mayoría de ellos con rangos bastante limitados en Europa Central. El más distribuido es el patotipo 1.
Morfología
Como algunos otros Chytridiales, Synchytrium endobioticum no desarrolla micelio . El hongo produce una estructura de paredes gruesas conocida como esporangio de invierno . Tiene entre 25 y 75 µm de diámetro y contiene entre 200 y 300 esporas. Los esporangios se agrupan en soros de paredes delgadas . La zoospora , la etapa de vida móvil, mide aproximadamente 0,5 µm de diámetro y tiene un flagelo posterior .
Ciclo vital
En primavera, a mayor temperatura y humedad, los esporangios que hibernan germinan para liberar zoosporas móviles que infectan las células epidérmicas del huésped adecuadas . En las células infectadas, se desarrollan los esporangios de verano, que rápidamente liberan nuevas poblaciones de zoosporas. El ciclo de infección puede repetirse siempre que las condiciones de infección sean adecuadas. Las células de la planta infectadas se hinchan, se dividen y rodean las zoosporas que se dividen y dan como resultado la verruga.
Bajo ciertas condiciones de estrés, algunos pares de zoosporas se fusionan, dando como resultado un cigoto . Las células huésped portadoras de cigoto se dividen, formando finalmente las paredes de un nuevo esporangio de invierno. En otoño, las verrugas se pudren y se desintegran, liberando nuevas esporas del hongo en reposo de paredes gruesas en el suelo. Las esporas diploides en reposo (pro soros ) pasan por un período de latencia y antes de la germinación (probablemente) una división meiótica y varias divisiones mitóticas , convirtiéndose en soros.
Ecología
Synchytrium endobioticum es un parásito obligado que infecta a varias plantas del género Solanum . Las condiciones más favorables para su desarrollo son temperaturas cálidas (pero no superiores a 20 ° C) con suficiente humedad. Los esporangios invernales pueden permanecer viables hasta por 20 a 30 años. Puede sobrevivir a profundidades de 50 cm en el suelo. Se han observado tres hongos diferentes que parasitan los esporangios en reposo.
S. endobioticum se origina en la región andina de América del Sur , con una distribución ahora casi mundial en áreas donde se cultivan papas (ausente en la mayor parte de África tropical , Medio Oriente , la mayor parte de Canadá , Japón y Australia ).
Ambiente
Los suelos frescos y húmedos favorecen el desarrollo de la enfermedad de las verrugas de la papa. Si bien existen discrepancias en las temperaturas reportadas para la infección máxima por verrugas de la papa, los veranos con una temperatura promedio de 18 ° C o menos, inviernos por debajo de 5 ° C y una precipitación anual de 700 mm o más se consideran favorables para la enfermedad. [3] El pH del suelo no parece estar asociado con la aparición de enfermedades; Se han reportado infecciones por S. endobioticum en suelos con pH que van desde 3.9-8.5. [4]
Los esporangios de S. endobioticum que pasan el invierno son extremadamente resistentes. Los esporangios secos pueden sobrevivir a 100 ° C durante 11-12 h, [5] compostaje durante 12 días a 60-65 ° C, pasteurización durante 90 min a 70 ° C, [6] el sistema digestivo de los animales que se alimentan de tubérculos infectados, así como el tratamiento en formaldehído al 1% y cloruro de mercurio al 0,1% durante una hora y tres horas, respectivamente. [7] Se requiere una temperatura del suelo de al menos 8 ° C y agua para la germinación de los esporangios y la dispersión de las zoosporas. [8] Se ha informado que los microelementos B, Cu, Zn y Mo inducen la germinación de esporangios después de la hibernación. [9]
Gestión
La naturaleza resistente de las esporas en reposo, los esporangios que hibernan, es el principal desafío en el manejo de la enfermedad. Se han explorado varios medios de control, incluidos los químicos [10] [11] y biológicos, [12] pero han sido en gran medida ineficaces, poco prácticos o descuidados. El cultivo de variedades resistentes es el mejor enfoque de gestión. Sin embargo, el desarrollo de variedades resistentes se ve desafiado por el descubrimiento de nuevos patotipos y la naturaleza poligénica de la resistencia a la verruga de la papa. [13] A pesar de estos desafíos, se han tomado medidas legislativas que aprovechan el uso de variedades resistentes y han reducido efectivamente la propagación de la verruga de la papa. Esta acción hace cumplir la demarcación de parcelas y zonas de seguridad contaminadas y la eliminación del material de papa infectado. Las zonas de seguridad son áreas donde solo se pueden cultivar variedades resistentes y no se pueden cultivar papas en los sitios hasta que se pueda demostrar la ausencia de esporangios. Estos esfuerzos legislativos también incluyen medidas que prohíben el comercio de papas infectadas y la presencia de la enfermedad en la producción de semillas de papa.
Patogénesis
Se sabe muy poco sobre la patogenia de S. endobioticum a nivel molecular. De hecho, esto es cierto para los quítridos en general, con la excepción de unas pocas especies bien estudiadas. [14] Sin embargo, la reciente secuenciación y anotación del genoma de S. endobioticum ha arrojado luz sobre los posibles mecanismos moleculares de la patogénesis. [15] Por ejemplo, este análisis demostró la capacidad de codificación de S. endobioticum para procesar azúcares complejos, que pueden incluir celulosa y almidón. Sin embargo, los genes de las hemicelulasas que degradan la pared celular se reducen en S. endobioticum en relación con el quítrido saprofítico, estrechamente relacionado, S. microbalum. La falta de hemicelulasas puede permitir que el patógeno evite las respuestas de defensa desencadenadas por patrones moleculares asociados al daño de la degradación de la pared celular. [16] Se han identificado varias regiones dentro del genoma como posibles regiones de codificación de efectores, pero será necesario seguir trabajando para verificar esto. S. endobioticum no contenía genes que codifiquen enzimas que son cruciales para la biosíntesis de purina y pirimidina. Es probable que S. endobioticum exija purina y pirimidina de su hospedador.
Legal
Agregado a la lista federal de bioterrorismo de EE. UU. Para patógenos de plantas agrícolas en 2002 de acuerdo con la Ley de Seguridad de la Salud Pública y Respuesta a la Preparación contra el Bioterrorismo .
Referencias
- ^ Profesor Alan Gemmell Jardinería , The Mastermind Quiz Book (Editor: Richard Morgale)
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- ^ Steinmöller, Silke; Bandte, Martina; Büttner, Carmen; Müller, Petra (9 de febrero de 2012). "Efectos de los procesos de saneamiento sobre la supervivencia de Synchytrium endobioticum y Globodera rostochiensis" . Revista europea de fitopatología . 133 (3): 753–763. doi : 10.1007 / s10658-012-9955-y . ISSN 0929-1873 . S2CID 14648345 .
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- Hoja de datos de la EPPO sobre S.endobioticum [1]
- Germinación de esporas en reposo en Synchytrium endobioticum [2]
- Germinación y parasitación de los esporangios en reposo de Synchytrium endobioticum [3]
- Acerca de la enfermedad de las verrugas de la papa [4]