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Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 12 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 12 Boletín INIA, Nº 224 INSTITUTO DE INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS Editora: Paulina Sepúlveda R. ISSN 0717 - 4829 Autores: Marlene Rosales V. Paulina Sepúlveda R. Claudia Rojas B. Claudia Medina V. Germán Sepúlveda Ch. Judith K. Brown. Roxana Mora R. INIA - URURI Chile, 2011 BOLETÍN INIA - Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Paulina Sepúlveda R. Ingeniera Agrónoma M.Sc. Centro Regional de Investigación La Platina, Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Marlene Rosales V. Bioquímica, Ph.D. Centro Regional de Investigación La Platina, Instituto de Investigaciones Agropecuarias hasta marzo 2011. Actualmente, Departamento de Ciencias Vegetales, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal. Pontificia Universidad Católica de Chile. Claudia Rojas B. Ingeniera Agrónoma, Centro de Investigación Agropecuaria del Desierto y Altiplano, Ururi, Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Claudia Medina V. Bioquímica, Centro Regional de Investigación La Platina, Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Germán Sepúlveda Ch. Ingeniero Agrónomo Ph.D. Departamento de Recursos Ambientales, Universidad de Tarapacá. Judith K. Brown Ph.D. Profesora asociada. School of Plant Sciences, Department of Plant Sciences and the Department of Entomology. The University of Arizona. Tucson, USA. Roxana Mora R. Técnica Química, Centro Regional de Investigación La Platina, Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Los autores agradecen a los correctores Patricia Estay, Ingeniera Agrónoma M.Sc. y Gabriel Saavedra, Ingeniero Agrónomo Ph.D. y a la Bibliotecaria Sra. Verónica Díaz por sus observaciones al manuscrito original de esta publicación. Director Responsable: Guido Herrera M. Ingeniero Agrónomo. Ph.D., Director Regional INIA - La Platina. Boletín INIA Nº 224. Cita bibliográfica correcta: Sepúlveda R., P. (ed.) 2011. Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo. 64 p. Boletín INIA Nº 224. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Centro de Investigación Agropecuaria del Desierto y Altiplano, Ururi. Arica, Chile. © 2011. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA. INIA - Ururi. Magallanes 1865, Arica. Teléfono (56 - 58) 313676 ISSN 0717 - 4829. Permitida su reproducción total o parcial citando la fuente y los autores. Diseño y Diagramación: Jorge Berríos V. Impresión: Salesianos Impresores S.A. Cantidad de ejemplares: 500. Santiago, Chile, 2011. 2 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo AGRADECIMIENTOS L os autores de este boletín, desean expresar sus sinceros agradecimientos, en primer término al Gobierno Regional de Arica y Parinacota, por creer en esta iniciativa y proveer el financiamiento necesario para el desarrollo de esta investigación. Por otra parte, este trabajo no hubiera sido posible, sin la activa participación de los agricultores de tomate de los Valles de Azapa, Chaca y LLuta, quienes permitieron realizar actividades en sus cultivos y obtener los resultados que se detallan en este boletín. A su vez, con su presencia realzaron las actividades divulgativas realizadas durante todo el proyecto. En forma particular deseamos destacar la colaboración de las señoras Herminia Aguilar y Felisa Viza y de los señores Bruno Aravena, Eliazar Calle, Víctor Castro, David Ramos y Alberto Yampara. Finalmente, agradecemos a la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Tarapacá, por permitir realizar experimentos en sus campos. Boletín INIA, Nº 224 3 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 4 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo ÍNDICE Prólogo ________________________________ 7 Introducción _____________________________ 9 Capítulo 1. Aspectos generales de los virus de las plantas ___________________________ 13 (Germán Sepúlveda Ch.) Aspectos generales ____________________ Concepto de virus __________________ Modo de infección __________________ Modo de transmisión de los virus _____ Movilización de los virus dentro de la planta __________________ Síntomas generales __________________ Referencias bibliográficas _______________ 13 13 14 14 16 16 19 Capítulo 2. Prospección y diagnóstico de virus en tomate _______________________________ 21 (Marlene Rosales V., Claudia Medina V., Roxana Mora R. y Claudia Rojas B.) Metodología empleada para el diagnóstico viral ____________________ Situación virológica del tomate en la Región de Arica y Parinacota __________ Otros hospederos virales _______________ Conclusiones _________________________ Referencias bibliográficas _______________ Boletín INIA, Nº 224 21 22 28 30 31 5 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Capítulo 3. Mosquitas blancas como vectores de virus en tomate en la Región de Arica y Parinacota _____________________ 33 (Marlene Rosales V., Claudia Medina V., Judith K. Brown, Germán Sepúlveda Ch. y Paulina Sepúlveda R.) Relevancia de biotipos de B. tabaci y métodos de identificación _____________ Prospección e identificación de mosquitas blancas en los valles de la Región de Arica y Parinacota __________________ Complejo mosquita blanca-Begomovirus ___________________ Otros antecedentes epidemiológicos de mosquitas blancas en el cultivo de tomate en el Valle de Azapa ___________________ Conclusiones _________________________ Referencias bibliográficas _______________ 36 37 40 42 46 47 Capítulo 4. Manejo de enfermedades virales trasmitidas por insectos en tomates en la Región de Arica y Parinacota _____________________ 49 (Paulina Sepúlveda R., Claudia Rojas B., Marlene Rosales V. y Germán Sepúlveda Ch.) Efecto de virus en rendimiento __________ Conclusiones ____________________ Manejo de enfermedades virales _________ Exclusión _______________________ Conclusiones ____________________ Uso de manto térmico (cubierta de polipropileno) como barrera física en el cultivo _______________________ Conclusiones ____________________ Recomendaciones generales ____________ Referencias bibliográficas _______________ 6 49 52 53 54 57 57 60 61 62 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo PRÓLOGO E ste boletín técnico, consolida los principales aspectos del trabajo desarrollado en el marco del proyecto “Validación del paquete tecnológico para el manejo de virus transmitidos por mosquitas blancas en el cultivo del tomate en la Región de Arica y Parinacota” que contó con el financiamiento del Gobierno Regional y que fue ejecu tado por el Instit uto de I nvestigac iones Agropecuarias (INIA, URURI y LA PLATINA) en coejecución con el Departamento de Recursos Ambientales, Universidad de Tarapacá. Considerando la importancia del cultivo de tomate para la Región de Arica y Parinacota y las severas pérdidas en producción ocurridas por problemas de origen viral en los últimos años, justificaron plenamente la ejecución de este proyecto que concluyó con resultados relevantes. La utilización de técnicas moleculares para la detección de los virus, permitió la identificación y clasificación de los agentes virales y vectores y así, establecer claramente la causa de los problemas patológicos que afectaban el cultivo. Simultáneamente, se establecieron las medidas de manejo que permitirán mitigar, el efecto de estos agentes virales en la economía de los agricultores regionales. Parte de la información contenida en este boletín, ha sido publicada con anterioridad en artículos divulgativos y congresos científicos. Boletín INIA, Nº 224 7 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 8 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo INTRODUCCIÓN D e acuerdo a la información del VIII Censo Nacional Agropecuario y Forestal del año 2007, la Región de Arica y Parinacota cuenta con 6.684 hectáreas de suelos cultivados; de éstos, la superficie dedicada a hortalizas en la Región asciende a 3.091,6 hectáreas, lo que representa un 46,3% de la superficie total cultivada a nivel regional y a un 3,2% de la superficie nacional cultivada con hortalizas. El Valle de Azapa, ubicado en esta Región, presenta gran importancia económica para la ciudad de Arica y el país, al contribuir como fuente de ingreso a través de la agricultura. El cultivo del tomate en la Región posee, de acuerdo a los resultados preliminares VIII Censo Nacional Agropecuario y Forestal, una superficie de 843 hectáreas para consumo fresco. Lo que equivale al 13% de la superficie nacional dedicada a este cultivo, alcanzando una producción de 100.000 toneladas por temporada. Aunque esta superficie sea pequeña comparada con la del resto del país, es de gran importancia, ya que esta zona abastece durante los meses de invierno el mercado centro-sur. El complejo de plagas y enfermedades que afectan a los cultivos requiere una alta inversión para lograr su control, lo que representa un importante porcentaje de los costos de producción. Este último aspecto genera un efecto ambiental negativo debido a la alta carga de pesticidas que se aplican para controlar los insectos plagas, principalmente vectores de virus como mosquitas blancas (Bemisia tabaci y Trialeurodes vaporarorium) y pulgones (Aphis sp.). A partir del año 2006, se detectaron una serie de enfermedades sistémicas que, de acuerdo a estimaciones en terreno, tienen alto impacto en la producción. Asociado a lo anterior, las fluctuantes condiciones climáticas de los últimos años, han permitido la proliferación de diversos factores Boletín INIA, Nº 224 9 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo biológicos y ambientales transmisores de enfermedades virales. Esto trajo como consecuencias que en el año 2007 se perdiera el 50% de la producción de tomates del Valle de Azapa, producto de infecciones virales. Considerando lo anteriormente señalado, en el año 2009 el Gobierno Regional de Arica y Parinacota financió un proyecto titulado “Validación del paquete tecnológico para el manejo de virus transmitidos por mosquitas blancas en el cultivo del tomate en la Región de Arica y Parinacota”, cuyo objetivo fue desarrollar estrategias de manejo agronómico y fitosanitario para la sustentabilidad de la producción de tomates de la provincia de Arica y así reducir las pérdidas generadas por las enfermedades virales en el cultivo de tomates, al hacer sustentable la superficie cultivada, la que exige óptima calidad del producto y riguroso control fitosanitario. Esto se realizó integrando la información epidemiológica generada con el diagnóstico de la situación fitosanitaria del cultivo del tomate (relacionado con plagas y enfermedades presentes en el cultivo) en los valles de Azapa, LLuta y Chaca. Paralelamente, se desarrollaron actividades de investigación en módulos demostrativos, en los que se evaluaron alternativas de manejo agronómico y fitosanitario que permitieran aminorar las pérdidas provocadas por estos agentes fitopatógenos. Estas actividades fueron realizadas bajo estrecha relación con los usuarios del proyecto, de forma que el acceso a la innovación y alternativas de manejo fueran incorporadas rápidamente por los usuarios. Adicionalmente, se realizaron diversas actividades de capacitación en seminarios y demostrativas en campo, como también publicaciones divulgativas de la información generada por el proyecto, que se incluyen en el presente boletín. Dentro de los hechos destacables de este proyecto se puede señalar: • La identificación de dos nuevos virus afectando al cultivo del tomate en los Valles de Azapa, Lluta y Chaca: • El Virus del mosaico peruano del tomate (PToMV, Potyvirus) cuyo agente vector son los pulgones. 10 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo • El Virus del estriado amarillo de las venas del tomate (ToYVSV, Begomovirus), cuyo vector son las mosquitas blancas Bemisia tabaci, biotipo B, determinadas hace poco en Chile y que sólo se presentan en esta región del país. • El fortalecimiento de las interacciones entre la Universidad de Tarapacá y el INIA, a través de coejecucion de actividades realizadas en este proyecto y la trasferencia de nuevas tecnologías moleculares de detección de virus a laboratorios de la Región. El presente boletín técnico entrega los resultados del proyecto “Validación del paquete tecnológico para el manejo de virus transmitidos por mosquitas blancas en el cultivo del tomate en la Región de Arica y Parinacota” y es una contribución para los agricultores, técnicos y profesionales del agro sobre los problemas virales trasmitidos por estos insectos y sus alternativas de manejo en la Región de Arica y Parinacota. Paulina Sepúlveda R. Ingeniera Agrónoma M.SC. Boletín INIA, Nº 224 11 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 12 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en CA tomatePÍ en T la UL RegiónO de Arica 1 y Parinacota: situación actual y manejo ASPECTOS GENERALES DE LOS VIRUS DE LAS PLANTAS Germán Sepúlveda Ch. Ingeniero Agrónomo Ph.D. ASPECTOS GENERALES Concepto de virus L os virus corresponden a entidades biológicas pequeñas y simples que pueden causar enfermedad en el hospedero. Son núcleo - proteínas que se multiplican sólo en células vivas. Se pueden observar únicamente por medio de microscopio electrónico y están conformados por dos elementos básicos: un ácido nucleico (ARN o ADN) y proteínas. Son agentes infecciosos causante de enfermedades en diversos organismos vivos. La palabra virus es de origen latino y significa pus o veneno. No son celulares ni se encuentran constituidos por ellas, pero se propagan induciendo a la célula hospedera a que los multiplique utilizando su energía y su maquinaría biosintética. Debido a esto, el metabolismo de los organismos infectados se altera a tal grado que enferman. Los virus no matan a sus hospederos de forma directa. Sin embargo, desvían el metabolismo generando sustancias extrañas y alterando diversas funciones vitales e induciendo el desarrollo de síntomas. En las plantas, los síntomas pueden variar desde simples cambios de color hasta necrosis severa o muerte súbita de las plantas. En algunos otros casos los síntomas son casi imperceptibles como en el caso de los hospedantes asintomáticos. En su novena versión la nómina oficial del Comité Internacional de Taxonomía de Virus - ICTV - alcanza a 2.285 especies virales, de las cuales 736 afectan plantas vasculares distribuyéndose en 75 géneros y 16 familias. Boletín INIA, Nº 224 13 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Modo de infección El proceso de infección en el hospedero vegetal se inicia cuando el virus encuentra una herida en la pared celular, la que puede ser provocada por insectos, por labores culturales propias de cada cultivo, provocadas por el hombre u otras de distinto origen. Modo de transmisión de los virus Los virus son biotróficos – parásitos obligados – por lo que no se pueden desarrollar en materia orgánica muerta, requieren de tejido vivo para su multiplicación activa o simplemente para estar en reposo. Sin embargo, el Virus del mosaico del tabaco (TMV) corresponde a una de las pocas excepciones de la regla antes mencionada, debido a que puede sobrevivir en restos de tejidos infectados que quedan en el campo, sirviendo de inóculo primario en el siguiente ciclo. A continuación se señalan las principales formas de trasmisión de los virus: • Propagación vegetativa: Siempre que las plantas se propaguen vegetativamente mediante injerto (Figura 1 B), esquejes, tubérculos, bulbos o rizomas, cualquier tipo de virus que se encuentre en la planta madre, será transmitido a la progenie. • Mecánica: Los virus pueden ser transmitidos a algunas plantas mediante inoculación mecánica, pero no todos pueden infectar y establecer una infección. En teoría, las partículas virales pueden ser introducidas a células vivas por este método, pero para que el virus llegue a ser funcional depende de una gran variedad de condiciones como: el grado de susceptibilidad de la célula receptora, funcionamiento del genoma viral dentro de la célula, condiciones necesarias para la maduración del virus, factores ambientales, etc. En general, la transmisión mecánica puede ocurrir de manera natural (campo) y de forma artificial (laboratorio); en campo, dicha transmisión puede efectuarse entre plantas bastantes próximas al rosarse con el viento, cuando las plantas son dañadas por el hombre en las labores de cultivo (como el caso del TMV), etc. La transmisión mecánica artificial es de gran importancia a nivel experimental y se puede realizar de diferentes formas: frotis; injerto e inyecciones. 14 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 1. Algunos agentes responsables de la diseminación de virus en las plantas. A: Nematodos; B: Injerto; C: Polen; D: Semillas. • Semilla: La transmisión por semilla constituye uno de los factores más importantes en el desarrollo epidémico de algunos virus. Las semillas infectadas dan origen a plántulas que representan una fuente de inóculo inicial temprana, que además se encuentra uniformemente distribuido. Las plántulas infectadas constituyen reservorios a partir de los cuales ocurre la dispersión secundaria del virus, lo cual sucede por transmisión mecánica o mediante vectores. La gran mayoría de los virus que se transmiten por semilla, persisten en el embrión; el porcentaje de transmisión depende de la raza del virus, el hospedante, las condiciones ambientales, entre otros factores, y su "longevidad" depende del hospedante, inóculo, condiciones de almacenamiento y el período de almacenaje. Los virus asociados con las semillas son acarreados de dos formas: como una infección o como una infestación. La infección implica que el virus es llevado internamente, inmerso en los tejidos de la semilla y cuando el virus es llevado pasivamente se le conoce como infestación o contaminación. Esta forma de transmisión se conoce como transmisión vertical de virus (Figura 1 D); • Polen: Cuando una planta está infectada, el virus tiene la capacidad de llegar a infectar el polen y cuando este es acarreado por el viento o por insectos el virus se transmite de una planta enferma a una sana por este medio. La transmisión por medio del polen está muy relacionada con la transmisión de virus por semilla (Figura 1 C) Boletín INIA, Nº 224 15 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo • Vectores: La mayoría de los virus vegetales son transmitidos de planta en planta por agentes vectores: insectos (pulgones, mosquitas blancas, trips), nematodos (Figura 1 A), ácaros y hongos. Estos agentes vectores son capaces de provocar heridas que hacen posible la diseminación horizontal de los virus fitopatógenos. Movilización de los virus dentro de la planta Los virus inician su replicación en el mismo punto de penetración, posteriormente se mueven de una célula a otra. Esta movilización es lenta debido a que se realiza a través de plasmodesmos (unión entre células adyacentes). Al llegar al sistema vascular (xilema o floema), la movilización del virus en la planta adquiere mayor rapidez y se distribuye junto a los fotosintatos. El tiempo que tarda un virus en movilizarse en una planta depende de varios factores, tales como variedad de la planta, tipo de virus, edad de la planta al momento de la inoculación, y temperatura, entre otros factores. Síntomas Generales Antes del desarrollo de las técnicas de diagnóstico rápido, los síntomas fueron el único medio para aproximarse a la caracterización de las enfermedades causadas por virus en las plantas. Gracias a los métodos serológicos, moleculares y genéticos, se incrementó el conocimiento sobre las propiedades de los virus, permitiendo distinguir a estos fitopatógenos de otras enfermedades de las plantas. En la actualidad los síntomas tienen considerable interés, ya que permiten evaluar los efectos de las virosis y, en muchos casos, son el único recurso para diagnosticar rápidamente las virosis en un cultivo. Además, los síntomas son el criterio básico para nominar al agente causal de las enfermedades causadas por virus. La infección viral usualmente se acompaña de una apariencia normal del hospedero, generando infecciones asintomáticas. En el año 1925 ocurre el primer reporte de plantas asintomáticas al registrar la presen16 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo cia de virus en plantas de papa aparentemente sanas. El problema de las infecciones asintomáticas tiene particular importancia en la certificación de programas de producción de plantas libres de virus. Además, reviste valor en el control de las enfermedades causadas por virus, ya que plantas asintomáticas pueden actuar como fuente de inóculo para cultivos sanos. Los síntomas generales que se puede observar en plantas cultivadas son: • Disminución del tamaño de planta (enanismo). • Disminución del tamaño y número de frutos. • Mosaico, se caracteriza por la alternancia de color verde natural, con el desarrollo de áreas cloróticas o verde claro en hojas o frutos. Dependiendo de la intensidad de la coloración, el mosaico puede ser severo o fuerte (cuando hay una clara diferencia entre el tejido normal y clorótico) y suaves o moteados (cuando la diferencia es difusa). Los mosaicos pueden presentarse de forma indistinta en los tejidos o bien pueden estar restringidos a las nervaduras secundarias o terciarias de las hojas. • Amarillez. Se presenta cuando todo el follaje de la planta se torna clorótico. • Anillos. Manchas anilladas completas o incompletas, producidas principalmente por virus transmitidos por nematodos. • Necrosis. Corresponde a la muerte del tejido, las más comunes son las estrías en los tallos, en los peciolos y en la nervadura y hojas. • Pétalos variegados. • Mal formaciones en hojas. • Anormalidad del crecimiento. Se trata de distorsiones en las hojas, pérdida del área foliar, inclinación hacia abajo, hojas filiformes y / o hinchamiento en los tallos. Boletín INIA, Nº 224 17 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Estos síntomas (Figura 2) se manifiestan directamente en la reducción del rendimiento y por lo tanto, en pérdida económica. Figura 2. Síntomas asociados a tomate registrados en Arica. A y D: maduración irregular de frutos; B: Distorsión de hojas y folíolos; C: Mosaico; E: Epinastia (acucharamiento en hojas) y aborto de flores. 18 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Agrios, G.N. 1997. Plant Pathology. 635 p. Fourth edition. Academic Press. New York, USA. F a uq u e t, C .M ., M a y o, M .A ., Maniloff, J., Desselberger, U. and Ball, L.A. 2005. Virus Taxonomy. VIII Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. 1162 p. Elsevier/Academic Press, London. Kassanis, B. 1955. Some properties of fou r viru ses iso la te d from C a rn a tio n pla n ts. A nn a ls o f Applied Biology 43: 3 – 113. Nishimura, M. 1918. A carrier of the mosaic disease. Bulletin of the Torrey Botanical Club 45:219 – 231. Johnson, J. 1925. Transmission of viruses from apparently healthy potatoes. p. 1-12. Research Bulletin Nº 63. Wisconsin Agricultural Experimental St., USA. Boletín INIA, Nº 224 19 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 20 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en CA tomatePÍ en T la UL RegiónO de Arica 2 y Parinacota: situación actual y manejo PROSPECCIÓN Y DIAGNÓSTICO DE VIRUS EN TOMATE Marlene Rosales V. Bioquímica Ph.D. Claudia Medina V. Bioquímica. Roxana Mora R. Técnica Química. Claudia Rojas B. Ingeniera Agrónoma. E l cultivo de tomate se ve afectado por más de 200 enfermedades causadas por hongos, nematodos y virus, que afectan al cultivo en diferentes estados de su desarrollo produciendo disminuciones importantes en el rendimiento. En el año 2007, las condiciones climáticas imperantes permitieron la dispersión y manifestación de enfermedades de origen viral, las que llegaron a producir considerables pérdidas en la producción de tomates en el Valle de Azapa de la Región de Arica y Parinacota. Por ello, durante el desarrollo del proyecto “Validación del paquete tecnológico para el manejo de virus transmitidos por mosquitas blancas en el cultivo del tomate en la Región de Arica y Parinacota” financiado por el gobierno regional, se clarificó la etiología o identidad de los agentes causales de estas enfermedades virales, así como sus agentes vectores, de forma de diseñar estrategias de manejo y control para los distintos agentes virales y sus vectores. METODOLOGÍA EMPLEADA PARA EL DIAGNÓSTICO VIRAL Dos técnicas fueron utilizadas para la detección y diagnostico viral: la p ru eb a in mu no en zi má ti c a li ga da a e nz imas ( E nz yme L in ke d Immunosorbent Assay, ELISA) y la reacción en cadena de la polimerasa (Polymerase Chain Reaction, PCR). Boletín INIA, Nº 224 21 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo La prueba de ELISA es una técnica basada en la utilización de anticuerpos policlonales o monoclonales que permiten detectar antígenos específicos, es una técnica rápida, de sensibilidad intermedia y de fácil ejecución, lo que permite analizar un gran número de muestra. Esta técnica se utilizó para analizar ocho virus que usualmente afectan el cultivo de tomate como son: Virus pertenecientes al género Potyvirus, Virus del mosaico del pepino (CMV), Virus del mosaico de la alfalfa (AMV), Virus del mosaico del pepino dulce (PepMV), Virus del mosaico del tomate (ToMV), el Virus del bronceado del tomate (TSWV), Virus del grabado del tabaco (TEV) y Virus Y de la papa (PVY). Por otro lado, para el análisis de un grupo de virus de gran importancia en los cultivos de tomate como son los Begomovirus, se utilizó la técnica de PCR, debido a que no existen anticuerpos comerciales que permitan realizar una identificación confiable y reproducible. Esta técnica se basa en la amplificación de fragmentos de ADN específicos. Para la mayoría de los virus de plantas que tienen como material genético ARN, a diferencia de los Begomovirus que son ADN, es necesario utilizar una variante del PCR tradicional, correspondiente a la transcripción reversa (RT-PCR) esto es a partir de la hebra de ARN generar un ADN complementario (c ADN) para realizar posteriormente el PCR tradicional. Esta técnica es rápida y económica para hacer un número ilimitado de copias de cualquier fragmento del ADN, es de mayor sensibilidad que la prueba de ELISA. Considerando la gran sensibilidad de esta técnica, se utilizó en este proyecto para la identificación de tres virus en los Valles de la Región de Arica y Parinacota: Virus del mosaico peruano del tomate (PtoMV) (perteneciente al grupo de los Potyvirus), Virus del mosaico del pepino dulce (perteneciente al grupo de los Potexvirus) y virus del grupo de los Begomovirus (Cuadro 1). SITUACIÓN VIROLÓGICA DEL TOMATE EN LA REGIÓN DE ARICA Y PARINACOTA En los últimos años, en la Región de Arica y Parinacota se ha observado en tomates, diferentes síntomas que pueden estar asociados a agentes virales, ellos son: deformación, disminución del tamaño y manchas 22 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Cuadro 1. Partidores utilizados para diagnóstico viral de PtoMV, PepMV y Begomovirus. Virus Partidor Secuencia nucleotidica Referencia PtoMV CP-F CP-R 5‘ CGG CAA CCA AAA GTG AAT 3‘ 5‘ CTC TTG CTC GGA CGG ATG T 3‘ Diseñados por Rosales M. PepMV TGB-F UTR-R 5‘ CAC ACC AGA AGT GCT TAA AGC A 3‘ 5‘ CTC TGA TTA AGT TTC GAG TG 3‘ Mumford y Metcalfe, 2001 5‘ GCC HAT RTA YAG RAA GCC MAG RAT 3‘ 5‘ GGR TTD GAR GCA TGH GTA CAN GCC 3‘ Wyatt y Brown, 1996. Begomovirus AVcore ACcore en los frutos, además de reducción del tamaño de las plantas, amarilleo intervenal en hojas, amarillez, mosaico y hojas abullonadas o con ampollas (Figura 3). Figura 3. Síntomas observados en frutos (A, B y C) y hojas (D, E, F y G) en la Región de Arica y Parinacota. En los frutos se observa disminución del tamaño (A), manchas (B) y deformación (C), por su parte en las hojas se aprecia amarilleo intervenal (D), hojas abullonadas o con ampollas (E), mosaico y amarillez (F) y reducción del tamaño de la planta (G). Boletín INIA, Nº 224 23 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Prospecciones realizadas a más de mil muestras de tomate en los diferentes valles de la Región (Azapa, Lluta y Chaca), entre los años 20092011, han demostrado que un 57,1% de las muestras fueron positivas a Begomovirus, 26,9% de las muestras fueron positivas a PepMV y 26,9% de ellas positivas a Potyvirus (Cuadro 2). Cuadro 2. Resumen de muestras positivas para Begomovirus, Potyvirus y PepMV en los Valles de Azapa, Chaca y Lluta de la Región de Arica y Parinacota (2009-2010). Virus Valles de la Región de Arica y Parinacota Número y porcentaje Total de muestras positivas muestras Azapa Chaca Lluta positivas (%) Total muestras analizadas Begomovirus 424 (65,4) 31 (38,8) 21 (19,8) 476 (57,1) 834 Potyvirus 231 (31,2) 2 (2,5) 11 (12,6) 244 (26,9) 908 PepMV 195 (26,3) 26 (32,5) 23 (26,4) 244 (26,9) 908 Los Begomovirus son los virus que presentan mayor incidencia en la Región de Arica y Parinacota. Como se observa en la Figura 4, este virus se presentó en los tres valles; sin embargo, presenta una mayor prevalencia en el Valle de Azapa, donde su incidencia alcanza al 65,4% y en menor medida en el Valle de Lluta donde su incidencia llega solo al 19,8%. Los Begomovirus, también conocidos como geminivirus, comprenden una numerosa y diversa familia (Geminiviridae) de virus de plantas. Estos han sido considerado virus emergentes, pues su 24 Figura 4. Distribución de virus en cultivos de tomate presentes en los Valles de Azapa, Chaca y Lluta en la Región de Arica y Parinacota. Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo incidencia y distribución mundial ha aumentado considerablemente en la última década. Su vector natural corresponde a la Mosquita blanca del tabaco, Bemisia tabaci, la cual ha sido reportada en los valles de la nortina región de Chile, encontrándose el biotipo B de este insecto, considerado eficiente al igual que otros biotipos de B. tabaci, respecto a su capacidad de actúar como vector de virus. Debido a su polifagia y sus elevadas potencialidades multiplicativas, hacen que se le considere como el principal agente de dispersión de Begomovirus. Debido a la importancia que han presentado las infecciones de Begomovirus en la Región de Arica y Parinacota y considerando la gran diversidad de especies virales que pueden infectar tomate (unas 34 especies de Begomovirus reconocidas y 18 tentativas han sido encontradas infectando naturalmente al tomate), se realizó la secuenciación parcial del genoma de los Begomovirus detectados en esta región. Los resultados revelaron que la especie encontrada en la región presenta un 94% de identidad con el Virus del estriado de las venas amarillas del tomate (Tomato yellow vein streak virus, TYVSV), el cual ha sido recientemente descrito por investigadores infectando papas y tomates en Argentina y Brasil. En tanto, PepMV y Potyvirus han presentado un porcentaje total de muestras positivas correspondientes al 26,9%, teniendo cada uno de ellos una distribución característica en los valles de la Región (Figura 4 y Cuadro 2). PepMV perteneciente al grupo de Potexvirus, es reportado por primera vez en 1974 en el Valle de Cañete, Perú. En Chile se comenzó a observar desde 2001 en cultivos de tomates en invernaderos de distintos sectores de la Región de Valparaíso. Estudios realizados por el Servicio Agrícola y Ganadero entre los años 2001-2002 reportaron además la presencia de este virus en cultivos comerciales de la Región de Tarapacá (actualmente Región de Arica y Parinacota). Estos virus son transmitidos principalmente por contacto y posiblemente por semillas. Los resultados de las prospecciones realizadas en los valles de la Región de Arica y Parinacota entre los años 2009-2011 han mostrado una distribución similar de este virus en los Valles de Azapa, Chaca y Lluta, presentándose levemente superior en el Valle de Chaca con un 32,5% de incidencia (Cuadro 2 y Figura 4). Boletín INIA, Nº 224 25 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Finalmente, se han encontrado muestras infectadas con Potyvirus. Este grupo de virus es transmitido por áfidos o pulgones, los que trasmiten los virus en forma no persistente. Estos virus se ha encontrado presente en los tres valles analizados, encontrándose una mayor incidencia en el Valle de Azapa alcanzando un 31,2%, en tanto en el Valle de Chaca solo se registraron dos muestras con este virus (Cuadro 2). Considerando que el anticuerpo utilizado para la detección de Potyvirus permite realizar la detección universal de este género viral, se debió realizar la identificación a nivel de especie a través de la secuenciación del fragmento obtenido a partir de RTPCR utilizando partidores universales para Potyvirus. Los análisis de las secu encia s ge nómi cas virales revelaron una homología del 94% con el aislado Cuzqueño-2 del Virus del mosaico peruano del tomate (PtoMV), siendo el primer reporte de este virus en Chile. En la prospección realizada en los valles de la Región de Arica y Parinacota, como se obFigura 5. Distribución de infecciones serva en la Figura 5, PtoMV se con el Virus del mosaico peruano encontró en los Valles de Azapa del tomate, PtoMV, en los Valles (15,2%) y Chaca (10%). de Azapa, Chaca y Lluta. Las infecciones virales observadas en las plantas de tomate en los diferentes valles pueden ser simples o mixtas (Figura 6 y Cuadro 3). De esta se aprecia que en el Valle de Azapa aproximadamente el 79% de las muestras analizadas presentan infección por uno o más virus, siendo las infecciones solo por Begomovirus (35,8%) las de mayor incidencia en este valle. En el Valle de Chaca, aproximadamente el 62% de las muestras analizadas presentan algún tipo de infección viral, sin embargo, no se presentaron infecciones simples con Potyvirus en este valle y la mayor incidencia viral está concentrada en infecciones simples con Begomovirus (28,8%) seguido de infecciones simples con PepMV (22,5%). 26 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 6. Infecciones virales simples y mixtas en cultivos de tomate presentes en los Valles de Azapa, Chaca y Lluta en la Región de Arica y Parinacota, 2009-2010. Cuadro 3. Resumen de infecciones virales simples y mixtas entre Begomovirus, Potyvirus y PepMV en los Valles de Azapa, Chaca y Lluta de la Región de Arica y Parinacota, 2009-2010. Virus Valles de la Región de Arica y Parinacota, número y porcentaje de muestras positivas a infección Azapa Chaca Lluta Begomovirus Potyvirus PepMV 224 (35,8) 53 (8,5) 33 (5,3) 23 (28,8) 0 (0) 18 (22,5) 6 (6,9) 8 (9,2) 7 (8,0) Begomovirus + Potyvirus Begomovirus + PepMV Potyvirus + PepMV Begomovirus + Potyvirus + PepMV Negativas Total muestras analizadas 67 (10,7) 57 (9,1) 24 (3,8) 39 (6,2) 128 (20,5) 625 1 (1,3) 7 (8,8) 1 (1,3) 0 (0) 30(37,5) 80 1 (1,1) 14 (16,1) 2 (2,3) 0 (0) 49 (56,3) 87 Finalmente, el Valle de Lluta es el que presenta una menor incidencia viral alcanzando solo al 43% de las muestras, en este valle se observa una mayor incidencia de infecciones mixtas por Begomovirus y PepMV (16,1%). Boletín INIA, Nº 224 27 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo OTROS HOSPEDEROS VIRALES La Región de Arica y Parinacota es la principal proveedora de hortalizas entre los meses de Mayo a Noviembre para el centro y sur del país, los cultivos que siguen en importancia después del tomate corresponden a porotos verdes, pimiento morrón, pepino de ensalada y zapallo italiano. Se analizaron muestras de porotos verdes, pimiento, malezas y Solanum chilense, debido a la capacidad de estas dos últimas como importantes reservorios virales. Las Figuras 7 a 9, reflejan los resultados de la contaminación por los diferentes agentes virales en las especies analizadas. Figura 7. Porcentaje de muestras positivas a infecciones por Begomovirus en distintos hospederos en la Región de Arica y Parinacota. Figura 8. Porcentaje de muestras positivas a infecciones por PepMV en distintos hospederos en la Región de Arica y Parinacota. 28 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 9. Porcentaje de muestras positivas a infecciones por PtoMV en distintos hospederos en la Región de Arica y Parinacota. En cultivos de porotos verdes se encontró un 8,6% de muestras positivas a Begomovirus, a diferencia de lo que ocurre en cultivos de pimiento en los que se encontraron infecciones con tres virus, presentando una mayor incidencia de infecciones con PepMV (25%), seguidas por PtoMV (22,7%) y finalmente Begomovirus (8,7%). Por otra parte, en las muestras analizadas de la planta endémica Solanum chilense, las cuales pueden servir como importantes reservorios virales a pesar de no presentar síntomas, se encontraron infecciones con Begomovirus y en mayor medida con PtoMV, en el cual alcanza al 41,9%. Los resultados del análisis a malezas reflejaron que un 15,4% de ellas fueron positivas a Begomovirus. En la Figura 10, se consolidan los resultados para los distintos agentes virales analizados por cada especie vegetal. Se destaca Solanum chilense como reservorio del Virus del mosaico peruano del tomate. Boletín INIA, Nº 224 29 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 10. Distribución de virus en cultivos de tomate, pimiento, porotos verdes, malezas y Solanum chilense, en los Valles de la Región de Arica y Parinacota. CONCLUSIONES En los cultivos de tomate en los valles de la Región de Arica y Parinacota se ha encontrado la presencia de un Potexvirus (PepMV) y de dos virus que no habían sido reportados con anterioridad en el país correspondientes a un Begomovirus (TYVSV) y Potyvirus (PtoMV), presentando una mayor incidencia en los valles hortícolas de esta Región las infecciones causadas por Begomovirus. Además, se han observado infecciones virales simples y mixtas en los cultivos de tomate en los Valles de Azapa, Chaca y Lluta. El Valle de Azapa es el que presentó mayor incidencia de infecciones virales, siendo la más prevalente las infecciones causadas por Begomovirus. Por otra parte, en el Valle de Lluta prevalecieron las infecciones mixtas con Begomovirus y PepMV. En el Valle de Chaca las infecciones simples de Begomovirus, seguida por las infecciones por PepMV, siendo escasas en este valle las infecciones con Potyvirus. También fue importante la presencia de estos virus en otros cultivos como pimiento y porotos verdes, además de malezas y Solanum chilense; los cuales podría ser importantes reservorios virales, por lo que se debe considerar el adecuado control de estas especies, de forma de disminuir la presencia de inóculo primario y secundario a lo largo del período productivo del cultivo del tomate. 30 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Colariccio, A., Eiras, M., Chaves, A., B ergm a nn , J., Z e rb in i, F., Harakava R.; Chagas, C. 2007. Tomato yellow vein streak virus, a new Begomovirus on tomato from Brazil: complete DNA-A sequence and some molecular and biological features. Journal of Plant Pathology 89: 385-390. Jones, R., Koenig, R., Lesemann, D. 1980. Pepino mosaic virus, a new Potexvirus from pepino (Solanum muricatum). Annals of Applied Biology. 94: 61-68. 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Detection o f su b gro up III ge m in iviru s isolates in leaf extracts by degenerate primers and polymerase chain reac 31 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo 32 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en CA tomatePÍ en T la UL RegiónO de Arica 3 y Parinacota: situación actual y manejo MOSQUITAS BLANCAS COMO VECTORES DE VIRUS EN TOMATE EN LA REGIÓN DE ARICA Y PARINACOTA Marlene Rosales V. Bioquímica Ph.D. Claudia Medina V. Bioquímica. Judith K. Brown Ingeniera Agrónoma Ph.D. Germán Sepúlveda Ch. Ingeniero Agrónomo Ph.D. Paulina Sepúlveda R. Ingeniera Agrónoma M.Sc. E n el mundo, uno de los principales vectores de virus del cultivo de tomate, corresponden a mosquitas blancas clasificadas en el Orden Hemiptera: Sternorrhyncha: Aleyrodidae. Se han descrito cerca de 1.200 especies de mosquita blanca, sin embargo sólo unas cuantas especies son plagas de cultivos importantes. Entre éstas encontramos a la especie Bemisia tabaci (Gennadius), también conocida como mosca blanca del tabaco o del algodonero. Esta mosquita es una de las pl agas más amplia ment e d istribui das en regi ones tropic ales y subtropicales del mundo donde afecta a más de 600 especies de plantas cultivadas y silvestres. Los daños directos causados por este insecto se deben a su alimentación a expensas de los nutrientes de la planta y a desórdenes fisiológicos causados por el biotipo B. Mientras que los indirectos se deben al crecimiento de hongos ("fumaginas"), sobre la excreción de melaza por la mosca blanca, lo que provoca una disminución de la superficie fotosintética y dificulta la evapotranspiración y a la habilidad del estado adulto de transmitir, en forma circulativa y persistente, más de cien especies virales pertenecientes a cuatro géneros virales: Begomovirus (Geminiviridae), Crinivirus (Closteroviridae), Carlavirus (Betaflexiviridae) Boletín INIA, Nº 224 33 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo e Ipomovirus (Potyviridae). Durante las dos últimas décadas los Begomovirus han emergido como patógenos devastadores, causando grandes pérdidas económicas y amenazas a la producción de los cultivos hortícolas y ornamentales que pueden ser infectados. La mosquita Bemisia tabaci se ha considerado en principio una plaga de zonas tropicales y subtropicales de Centroamérica y el Caribe, sin embargo poco a poco ha ido afectando cultivos de áreas más templadas. En Chile, en la Región de Arica y Parinacota, se han observado altas poblaciones de mosquitas blancas (Figura 11) desde fines de la década de los 90´s. Posteriormente, se observaron síntomas característicos de enfermedades virales en el cultivo del tomate, asociados a altas poblaciones de mosquita blanca en la zona limítrofe del norte de Chile. En el año 2009, se realizó la primera identificación de un Begomovirus bipartito infectando tomates en la Región de Arica y Parinacota, provocando amarilleces, enrollamiento de hojas y plantas de menor tamaño. Un aspecto relevante de la biología de B. tabaci es el alto grado de v a ri a b i l i d a d qu e e x i st e e n t re su s p o b l a c i on e s l a s q u e so n morfológicamente indistinguibles, lo que ha generado el término de “biotipos” de B. tabaci. Esta variabilidad es revelada por la existencia de poblaciones aisladas geográficamente, que difieren en su habilidad para alimentarse o reproducirse en un hospedero en particular, así como también en la eficiencia con que transmiten diversos virus, en la inducción de reacciones fitotóxicas y en la resistencia a insecticidas. Figura 11. Presencia de altas poblaciones de mosquitas blancas en hojas de tomate (A) y malezas (B) en los valles de la Región de Arica y Parinacota. 34 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo B. tabaci puede producir un promedio de 15 generaciones por año, donde cada hembra puede depositar aproximadamente 200 huevos en un período que puede ir entre 3 a 6 semanas. Diversos estudios de la biología de B.tabaci han demostrado que los ciclos de vida de este insecto varían en función de la temperatura, humedad relativa y planta hospedera donde se desarrolla. Es por esto, que el ciclo de vida desde huevo a adulto requiere 2 a 3 semanas en climas cálidos, pero puede llegar a extenderse hasta dos meses en climas fríos. Este ciclo incluye los estados de desarrollo de huevo, 4 estadios ninfales y posteriormente la emergencia del adulto alado. B. tabaci fue tradicionalmente considerada como una plaga menor en cultivos extensivos de zonas tropicales y sub-tropicales, pero al final del siglo XX se convirtió en una plaga clave de cultivos hortícolas y ornamentales en zonas de clima templado en todo el mundo, causando grandes pérdidas económicas. El tomate parece ser una especie particularmente susceptible a los Begomovirus, ya que unas 34 especies de este género han sido reconocidas y otras 18 especies virales tentativas han sido encontradas infectando naturalmente al tomate. La mayoría de estos virus inducen en el tomate síntomas característicos de las enfermedades de hoja rizada, incluyendo una severa reducción en el tamaño de la hoja, rizado hacia abajo, arrugamiento intervenal, clorosis intervenal y marginal, decoloración púrpura de las superficies abaxiales de las hojas, acortamiento de entrenudos, desarrollo de Figura 12. pequeñas ramas y rePlantas de tomate ducida formación de infectadas con Begomovirus. fruto (Figura 12). Boletín INIA, Nº 224 35 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo RELEVANCIA DE BIOTIPOS DE B. tabaci Y MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN B. tabaci se caracteriza por tener una amplia plasticidad en diferentes hospederos, esto ha llevado a utilizar el término “biotipo” para designar las diferentes poblaciones de B. tabaci, las cuales son consideradas especies criptic as, por lo que si bien no prese ntan diferencias morfológicas que permitan diferenciarlas claramente en sus estados ninfales y adulto, presentan otras características que permiten identificarlas, como el tipo de hospedero, la adaptación planta-hospedero, la inducción de reacciones fitotóxicas, la resistencia a insecticidas y variaciones genéticas. A la fecha se han descrito aproximadamente 24 biotipos de B. tabaci. El biotipo B de esta mosquita induce desórdenes fisiológicos en tomate (maduración desuniforme de los frutos) y cucurbitáceas (plateado de las hojas). Los diferentes biotipos de B. tabaci son reconocidos usualmente por la prese nc ia de re acc ion es fi tot óx ica s e sp ecí fic as y marca dores bioquímicos de esterasas. Junto con ello, el uso de marcadores moleculares ha contribuido considerablemente al estudio de la variación de esta mosquita blanca, ya que permiten obtener resultados más confiables, precisos, reproducibles y son capaces de detectar pequeñas variaciones en el genoma. Existen hoy en día varias técnicas utilizadas para la identificación de los distintos biotipos de B. tabaci, las cuales presentan diferentes costos y complejidades. Una de las técnicas empleadas es la amplificación de ADN polimórfico al azar (RAPD, Random amplified polymorphic DNA) la que ha sido útil en diferenciación de biotipos y distribución geográfica de esta mosquita, este método se caracteriza por ser relativamente simple, permite analizar un gran número de muestras de forma simultánea, sin embargo su patrón de bandeo a menudo puede generar dificultad en la interpretación y puede ser poco reproducible. Recientemente, se comenzó a usar la técnica de Polimorfismo en la Longitud de los Fragmentos Amplificados (AFLP, amplified fragment 36 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo length polymorphism), la cual entrega una mayor resolución de las diferencias genéticas que RAPD, sin embargo esta técnica es relativamente compleja, requiere mayor tiempo de trabajo y es costosa. También se han realizado estudios filogenéticos moleculares basados en la comparación de secuencias nucleotídicas de la subunidad ribosomal 16S y el gen mitocondrial citocromo oxidasa I (mtCOI) las que han permitido establecer relaciones genéticas entre distintas poblaciones de B. tabaci, sin embargo debido a que esta técnica requiere realizar la secuenciación de los productos de PCR obtenidos se encarece su ejecución, por lo que para el análisis a gran escala se vuelve poco práctica. Para casos como éste, la utilización de marcadores microsatélites ha sido de gran utilidad, estos marcadores se caracterizan por ser altamente polimórficos y codominantes, sin embargo presentan una tasa de mutación relativamente alta. Para una buena identificación de los biotipos de B. tabaci es necesario utilizar hembras, debido a que una de las características de las mosquitas blancas es que presentan una reproducción haplo-diploide, en la que los huevos fecundados dan origen a hembras y en que los machos se producen a partir de óvulos no fertilizados, por lo que las hembras heredan el material genético de ambos padres. PROSPECCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE MOSQUITAS BLANCAS EN LOS VALLESDE LA REGIÓN DE ARICA Y PARINACOTA B. tabaci fue reportada por primera vez en Chile en plantas de alfalfa provenientes de Estados Unidos en el año 1998, este foco fue tratado y erradicado. Sin embargo, en el año 1999 fue detectado nuevamente sobre especies de Hibiscus y Euphorbia en viveros de las Regiones de Arica y Parinacota, Valparaíso y Metropolitana, siendo erradicadas en las dos últimas regiones. La aparición de B. tabaci en parques públicos de la Región de Arica y Parinacota no permitió su erradicación. Seguimientos realizados por el Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) hasta el año 2000, no habían identificado el biotipo de B. tabaci presente en la Boletín INIA, Nº 224 37 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Región y hasta esa fecha no se habían observado síntomas característicos del biotipo B en cultivos de tomates, cucurbitáceas, brócoli o lechuga. Hasta abril del año 2002, de acuerdo a información oficial emitida por el SAG, en sus “Noticias Fitosanitarias”, este insecto había sido detectado en 27 hospederos distintos de la Región de Arica y Parinacota (achiras, albahaca, alfalfa, algodonero, betarraga, corona del Inca, crisantemos, chañar, hibisco, ilusión polaca, lechuga, lechuguilla, locotos, manzanillón, melón, papa, pepino de ensalada, pimiento morrón, platanero, porotos verdes, repollo, rosa, tomate, zapallo de guarda y zapallo italiano). Existen diversos factores que han favorecido la presencia de mosquitas blancas en los valles de la Región de Arica y Parinacota, entre los que destacan su amplio rango de hospederos, la escasa o nula rotación de los cultivos, el excesivo uso de nitrógeno, la alta densidad de plantación, la escasa eliminación de residuos de cosecha o abandono de los cultivos, sumado a la plantación de tomates cercanos a cultivos abandonados, además de la aplicación de insecticidas no selectivos o de amplio espectro como son los piretroides. La presencia de B. tabaci en la Región de Arica y Parinacota adquiere mayor relevancia a partir del año 2007, año en el cual se genera una pérdida de hasta el 50% de la producción de tomate en el Valle de Azapa, lo que se atribuyó en gran parte a infecciones virales. Esto llevó a realizar un seguimiento de los distintos vectores que pudiesen estar asociados a los diferentes virus detectados en la Región, siendo de mayor relevancia la presencia de altas poblaciones de mosquita blanca, específicamente B. tabaci. En el año 2008 se continuó observando la presencia masiva de B. tabaci en el Valles de Azapa en cultivos de tomate, porotos verdes y zapallo italiano, ahora junto a la presencia de síntomas asociados al biotipo B de esta mosquita, lo que motivó a realizar un primer acercamiento para identificar los biotipos presentes en la Región. Seguimientos y estudios de este insecto, realizados en el Valle de Azapa de la Región de Arica y Parinacota, han demostrado que coexisten los géneros de mosquitas blancas B. tabaci y Trialeurodes vaporariorum en los cultivos de tomate (Figura 13). 38 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 13. Presencia de Mosquita blanca del tabaco (Bemisia tabaci ) y Mosquita blanca de los invernaderos (Trialeurodes vaporariorum) en hojas de tomate. Durante los años 2009 y 2010 se realizaron recolecciones de 133 poblaciones de mosquitas blancas en los Valles de LLuta, Azapa y Chaca de la Región de Arica y Parinacota (Figura 14), provenientes de cultivos de tomate, porotos verdes, albahaca, pepino, pimiento y malezas, los que presentaban síntomas característicos para infecciones con Begomovirus. Figura 14. Captura de mosquita blanca en los Valles de la Región de Arica y Parinacota. De estas poblaciones se analizaron más de 300 hembras adultas de B. tabaci, utilizando tres marcadores microsatelites que permiten diferenciar entre los biotipos A y B de estas mosquitas (Cuadro 4 y Figura 15). Los patrones de migración obtenidos de estos análisis permitieron determinar que las mosquitas blancas analizadas corresponden al biotipo B de B. tabaci. Boletín INIA, Nº 224 39 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Cuadro 4. Marcadores microsatélites utilizados para la identificación de biotipos de B. tabaci en los Valles de Lluta y Azapa. Nombre Microsatélite Repetición Partidor (5' 3') Tamaño Referencia BEM25 (CTT)10 AAGTATCAACAAATTAATCGTG TGAAGAATAAGAATAAAGAAGG 95-188 De Barro et al, 2003 53 (GT)20 TTCGTAACGTCTTTAAATTTTTGC TGGAGCATATAGCCTTTTTGG 133-169 Delatte et al, 2006 145 (AC)9 CCTACCCATGAGAGCGGTAA TCAACAAACGCGTTCTTCAC 173-220 Dalmon et al, 2008 Figura 15. Identificación de biotipo de Bemisia tabaci utilizando microsatélites. Gel de agarosa al 1,5% teñido con Bromuro de etidio. Flecha A: control positivo biotipo A. Flecha B: control positivo biotipo B. C-: control negativo. Estándar de peso molecular Bench Top 100bp Promega. Estos resultados fueron confirmados realizando PCR del gen mtCOI (C1J-2195: 5' TTG ATTTTTTGGTCATCCAGAAGT 3', L2-N-3014: 5' TCCAATGCACTAATCTGCCATATTA 3') y posteriormente, la secuenciación de este fragmento, confirmaron la presencia del biotipo B de B. tabaci en los Valles de Lluta, Azapa y Chaca de la Región de Arica y Parinacota. COMPLEJO MOSQUITA BLANCA-BEGOMOVIRUS Los Begomovirus (género Begomovirus, familia Geminiviridae) son virus vegetales que poseen como material genético una hebra simple de ADN que puede ser mono o bipartita. La mayoría de los Begomovirus 40 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo posee un genoma bipartito, esto significa que el genoma viral se encuentra dividido en dos segmentos referidos como ADN-A y ADN-B, los que forman parte de dos diferentes partículas virales. Este grupo de virus son considerados como patógenos emergentes, afectando a una gran variedad de cultivos, causando grandes pérdidas a nivel mundial. En 2001, Morales y Anderson han señalado que Latinoamérica ha sido la región más afectada en el surgimiento de nuevos Begomovirus, tanto por el número de cultivos afectados, como por las pérdidas de las cosechas y áreas agrícolas devastadas por estos agentes virales. El vector natural de los Begomovirus corresponde a B. tabaci, que se caracteriza por encontrarse en cultivos de regiones tropicales y subtropicales debido a que requieren temperaturas entre 10 y 30 oC para poder desarrollarse. Los Begomovirus, hasta el año 2007, no habían sido reportados en el t erri to ri o ch il e no . Si n emba rg o , du ra nt e ese a ño se ob se rv ó sintomatología típicamente asociada a enfermedades virales en los cultivos de tomate de los Valles de la Región de Arica y Parinacota. Estos incluían síntomas de amarillez y enrollamiento de hojas, plantas de tamaño reducido, sumado a una alta presencia de mosquita blanca. La caracterización de la secuencia genómica parcial de los virus asociados a la sintomatología recientemente descrita, confirmó la presencia de agentes virales del grupo de los Begomovirus en los cultivos de tomate de esta Región, como se mencionó en el capítulo 2. Los resultados de las prospecciones realizadas reflejaron que los Begomovirus estaban presentes en un 42,1% de las muestras analizadas, donde las muestras de tomate correspondieron a 53% (ver más detalle en capítulo 2). Estudios posteriores de las secuencias genómica de los Begomovirus aislados en la Región de Arica y Parinacota, han mostrado que en el país estaría sólo presente el virus bipartita denominado Virus del estríado amarillo de la vena del tomate (Tomato yellow vein streak virus, ToYVSV). Este agente viral ha sido descrito previamente en América del Sur, en Brasil y Argentina infectando naturalmente tomates (Solanum esculentum) y papas (Solanum tuberosum), respectivamente. Boletín INIA, Nº 224 41 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo OTROS ANTECEDENTES EPIDEMIOLÓGICOS DE MOSQUITAS BLANCAS EN EL CULTIVO DE TOMATE EN EL VALLE DE AZAPA Las pérdidas ocasionadas por plagas en los cultivos pueden ser relevantes, en especial las causadas por Bemisia tabaci (Gennadius) y Trialeurodes vaporariorum (Westwood), (Hemiptera: Aleyrodidae). Estos insectos causan daño directo en el tejido foliar por su hábito alimentario, o succionando la savia en hojas y tallos, e indirecto al ser eficientes vectores de virus. Secundariamente, la formación de fumagina puede generar pérdidas al reducir la eficiencia fotosintética. De esta forma, conocer, diagnosticar, monitorear y prevenir la presencia de plagas vectoras de enfermedades es un aspecto esencial en el desarrollo de estrategias de manejo integrado de plagas. Se determinó la preferencia de las especies de mosca blanca (B. tabaci (Gennadius) y T. vaporariorum (Westwood)), asociadas a las principales malezas asociadas al cultivo, y se definió la especie predominante en sectores definidos en un transecto mar – cordillera en el Valle de Azapa. Para ello, se realizó un levantamiento de las poblaciones de las dos especies de mosquita blanca presentes a lo largo del Valle de Azapa para determinar las fluctuaciones poblacionales, entre los meses de mayo hasta noviembre monitoreando con una frecuencia de 7 días, tres sectores representativos del Valle, señalados como: • Sector 1: Kilómetro 2,5 carretera A-1. S 18 o 29.165‘ – WO 70 o 15.912‘. Altura: 73 msnm. • Sector 2: Kilómetro 12 carretera A-1. S 18 o 30.849‘ – WO 70 o 10.947‘. Altura: 247 msnm. • Sector 3: Kilómetro 30 carretera A-1. S 18 o 34.507‘ – WO 70 o 01.794‘. Altura: 601 msnm. En la metodología de colecta, se eligieron al azar 10 plantas de tomate de las cuales se obtuvieron hojas y brotes. Una vez colectadas las muestras en cada sector, se evaluó el número de ninfas presentes en las hojas. Además, se muestrearon las malezas asociadas al cultivo, evaluándolas con el mismo método usado en tomate. Las malezas colectadas (sector 1, 2 y 3) se indican en el Cuadro 5 y Figura 16. 42 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Cuadro 5. Principales malezas asociadas al cultivo de tomate en Arica. Nombre Científico Nombre Común Amaranthus deflexus L. Ambrosia sp Bidens pilosa L., Euphorbia minuta Phil., Malva nicaensis H., Lippia nodiflora Michxk, Pitraea cuneato-ovata Bledo Altamisa Amor Seco Leche – Leche, Mariquita Malva Lipia Papilla Figura 16. Principales malezas asociadas al cultivo del tomate en Arica. A. Amaranto; B. Ambrosia sp.; C. Amor seco; D. Malva; E. Lippia, F. Papilla. Boletín INIA, Nº 224 43 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Los resultados del monitoreo de mosquitas blancas realizado en el Valle de Azapa, se pueden resumir de la siguiente forma: • En las plantas colectadas, B. tabaci presentó mayor preferencia por la especie Pitraea cuneato – ovata (“Papilla”), con 30,5 %, mientras que T. vaporariorum presentó mayor preferencia por tomate, con 28,4%, este insecto mostró preferencia también por Malva nicaensis, con 26,2%. • De ambas especies de mosca blanca, la que presentó mayor número de ninfas en los tres sectores estudiados, en las 23 semanas de muestreo, fue B. tabaci, con 30,5%. • Bidens pilosa, fue colonizada progresivamente por B. tabaci en función del sector muestreado. A medida que aumentó la altura (msnm) y se alejó de la influencia marítima, aumentó el número de ninfas sobre esta maleza. • Por el contrario, el porcentaje de ninfas de T. vaporariorum presentes en Pitraea cuneato – ovata, decreció hacia el sector 3, presentando el mayor valor en la población del sector 1. • En los sectores 2 y 3, se incrementó la población de ninfas de T. vaporariorum (Figura 17) en plantas de tomate. • T. vaporariorum presentó menor preferencia por Bidens pilosa. • La población de ninfas de ambas especies de mosquita blanca se incrementó a medida que se avanzó al sector 3 del Valle. • En el sector 1, predominaron poblaciones de B. tabaci (21%) por sobre las de T. vaporariorum (9,5%), mientras que en el sector 2 y 3 predominó esta última, con 31 y 59,5%, respectivamente. 44 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 17. Monitoreo de poblaciones de ninfas de moscas blancas presentes en el Valle de Azapa. Gráficos construidos con información de Cares y Miranda (2007). Boletín INIA, Nº 224 45 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo CONCLUSIONES Prospecciones realizadas entre los años 2009-2010 han permitido identificar altas poblaciones de mosquitas blancas, específicamente Bemisia tabaci en cultivos de tomate en los Valles de Azapa, LLuta y Chaca de la Región de Arica y Parinacota. Por otra parte, análisis del gen mitocondrial COI y marcadores microsatélites han confirmado la presencia del biotipo B de Bemisia tabaci en esta Región, biotipo que es considerado como uno de los vectores virales más eficientes. Concordante con lo anterior, junto con las altas poblaciones de B. tabaci se ha detectado una gran incidencia de enfermedades virales causadas por Begomovirus, principalmente en cultivos de tomate de los Valles de Lluta y Azapa, el cual correspondería al Virus del estriado amarillo de la vena del tomate (ToYVSV), siendo hasta la fecha el único Begomovirus detectado en el territorio chileno. 46 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Brown, J., Bird, J. 1992. Whitefly transmitted geminiviruses and a sso c ia te d d iso rd e rs in th e Am ericas an d th e C aribbe an Basin. Plant Disease. 76:220225. Brown, J., Frohlich, D., Rosell, R. 1 99 5 . Th e swe e tpo ta to o r silverleaf whiteflies: biotypes of B em isia tab a ci o r a sp e c ie s com plex ?. A nnua l Re view of Entomology. 40:511-534. Cares, C. y Miranda, P. 2007. Prosp ec c ión de TY L C V (Tom a to Yellow Leaf Curl Virus), su vector B em isia ta b a ci (G e n na d iu s) (Hemíptera: Aleyrodidae) y otros virus en el cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) y malezas asociadas en el Valle de Azapa. 93 pp. Tesis para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo. Universidad de Tarapacá. Cervera, M.T., Cabezas, J.A., Simón, B ., M a rtín e z -Z a p a ter, J.M ., B e itia , F., C e n is, J.L . 2 00 0 . Ge netic relation ships amo ng b io typ e s o f B e m isia tab a c i (Hemiptera: Aleyrodidae) based on A FLP ana lysis. Bulletin of Entomological Research. 90:391– 396. Boletín INIA, Nº 224 Colariccio, A., Eiras, M., Chaves, A., Bergmann, J., Zerbini, F., Harakava, R. and Chagas, C. 2007. Tomato yellow vein streak virus, a new Begomovirus on tomato from Brazil: complete DNA-A sequence and some molecular and biological features. Journal of Plant Pathology. 89(3): 385-390. 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Caracterización molecular preliminar del complejo mosquita blanca-Begomovirus presente en la Región de Arica y Parinacota en Chile. p. 134-137. In: XV Congreso Latinoamericano y XVIII Congreso Chileno de Fitopatología, 12-16 Enero, Santiago, Chile. Sociedad Chilena de Fitopatología, Santiago. Rosell, R. C., I. D. Bedford, D. R. Frohlich, R. J. Gill, J. K. Brown, a n d P. G . M ark h a m. 1 99 7 . Analysis o f m o rp ho lo g ic a l variation in distinct populations of Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 90:575-589. Sepúlveda, P., Larraín, P., Rosales, M., Rojas, C. 2010. Manejo de la m osqu ita b la nc a d el tab ac o (Bemisia tabaci), principal vector de virus en tomates del Valle de Azapa. 4 p. Informativo INIA Ururi Nº.14. Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro de Investigación Especializado en Agricultura del Desierto y Altiplano, Ururi, Chile. Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en CA tomatePÍ en T la UL RegiónO de Arica 4 y Parinacota: situación actual y manejo MANEJO DE ENFERMEDADES VIRALES TRASMITIDAS POR INSECTOS EN TOMATES EN LA REGIÓN DE ARICA Y PARINACOTA Paulina Sepúlveda R. Ingeniera Agrónoma M.Sc. Claudia Rojas B. Ingeniera Agrónoma. Marlene Rosales V. Bioquímica Ph.D. Germán Sepúlveda Ch. Ingeniero Agrónomo Ph.D. EFECTO DE VIRUS EN RENDIMIENTO E l tomate es la principal hortaliza que se cultiva durante todo el año en el Valle de Azapa, abasteciendo así a los consumidores de la zona central del país. En los últimos años, este cultivo se ha visto severamente afectado por enfermedades causadas por virus que disminuyen la producción y afectan al cultivo en diferentes estados de desarrollo. Se caracterizan por síntomas de mosaico, hojas enrolladas, frutos deformados, enanismo de las plantas, lo que afecta severamente el rendimiento, especialmente si son afectadas en los primeros estados de desarrollo. Estudios realizados por INIA y la Universidad de Tarapacá en el marco del proyecto “Validación del paquete tecnológico para el manejo de virus transmitidos por mosquitas blancas en el cultivo del tomate en la Región de Arica y Parinacota” “financiado por el Gobierno Regional de Arica y Parinacota” han establecido que la principal causa de la baja producción del cultivo de tomate en la Región se debe a enfermedades causadas por virus, especialmente aquellos trasmitidos por mosquitas blancas y pulgones. . Boletín INIA, Nº 224 49 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Los resultados han indicado la presencia de dos agentes virales, como los principales responsables de los síntomas observados (deformación de hojas y frutos, mosaico, moteado, enanismo, entre otros) en plantas de tomate (Figuras 18-20). Ellos son el Virus del mosaico peruano del tomate (PToMV) perteneciente al grupo Potyvirus, cuyo agente vector corresponde a insectos chupadores, llamados pulgones o áfidos (alados), que lo transmiten de modo no persistente, es decir el insecto pica una planta enferma e inmediatamente al picar otra planta puede trasmitir el virus. El otro agente corresponde a el Virus del estriado amarillo de las venas del tomate (ToYVSV), perteneciente al grupo Begomovirus, cuyos vectores son también insectos chupadores como las mosquitas blancas, específicamente la mosquita blanca del tabaco Bemisia tabaci, determinada recientemente en Chile, y que solo se presentan en esta Región del país. Estos insectos se caracterizan por ser vectores muy eficientes y por ello causar los mayores daños en los cultivos de la Región. Es importante mencionar, que en la Región también se encuentran en el cultivo de tomate otras mosqui- 50 Figura 18. Síntomas de moteado. Figura 19. Síntomas de deformación de hojas. Figura 20.Síntomas de enanismo. Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo tas blancas llamadas “de los invernaderos, Trialeurodes vaporariorum”, que no son vectores de los virus encontrados en el Valle de Azapa. Diversos estudios realizados en especies hortícolas, han demostrado que los virus afectan severamente el crecimiento y producción de las plantas. Los daños son mayores cuando las plantas son afectadas en los primeros estados de desarrollo. Investigaciones realizadas por INIA en el marco del proyecto, en tomate variedad Naomi, permitieron validar la información sobre el efecto de los virus en rendimiento, según el momento que ocurre la infección por el agente viral, protegiendo o no las plantas con una barrera física durante 20 días post trasplante, de modo que no existiera contacto entre el vector y las plantas. Mediante un monitoreo semanal se identificaron las plantas enfermas y se evaluó incidencia de virus, es decir, porcentaje de plantas enfermas del total de plantas evaluadas, para luego determinar al momento de cosecha, su rendimiento expresado en peso de los frutos por calibre. En la Figura 21, se observa que la incidencia de virus de las plantas que permanecieron sin protección, llegó a 100% a los 20 días post trasplante; mientras aquellas que permanecieron cubiertas, la incidencia no superó el 20% en ese mismo periodo. Los virus encontrados en las plantas fueron el Virus del estriado amarillo de las venas del tomate (ToYVSV) y el Virus del mosaico peruano del tomate (PToMV) ambos trasmitidos por insectos vectores. Figura 21. Incidencia de virus en plantas de tomate, sin protección versus con protección, Valle de Azapa, 2009. Boletín INIA, Nº 224 51 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Los rendimientos fueron severamente afectados (92%) cuando las plantas se contagiaron por virus en los primeros 7 días post trasplante, comparado con aquellas plantas que se afectaron después de 30 días del trasplante (Figura 22). Figura 22. Rendimiento comercial y por calibre (gr/pl) según momento de infección por virus, plantas con y sin protección de virus. Valle de Azapa, 2009. Conclusiones Los resultados permitieron concluir que: • Los virus afectan significativamente el rendimiento en tomate. • El efecto en rendimiento está directamente relacionado con el momento de la infección. • Mientras más pequeñas están las plantas al momento de la infección, mayor es el efecto en rendimiento. • El uso de protección durante 20 días permitió reducir la incidencia de virus. • Cuando las plantas se afectan por virus antes de los 20 días, la reducción de rendimiento varió entre 67 a 92%. 52 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo MANEJO DE ENFERMEDADES VIRALES Los insectos pueden causar daños directos a las plantas cuando se alimentan de ellas y son considerados plagas, mientras otros pueden también transmitir virus que causan enfermedades de importancia en la agricultura. Estos problemas, se presentan más en zonas agrícolas donde se aplican muchos insecticidas que matan los insectos y otros organismos que controlan a los dañinos. Es importante tener en cuenta, que las medidas de control de insectos que solo causan daños directos a las plantas, por lo general, NO sirven para controlar insectos que transmiten virus. La razón es que generalmente se necesitan muchos insectos para causar daño, por lo que el agricultor los puede ver y controlar con insecticidas. Por el contrario, los insectos chupadores que transmiten virus, infectan las plantas tan pronto como se establecen en el campo, antes de que el agricultor los vea, y muchas veces estos insectos no se alimentan de las plantas que enferman, por lo que no se ven. Al no existir medidas de control curativo para las enfermedades de origen viral, la lucha contra estos agentes patógenos se ha basado en medidas preventivas y principalmente en evitar que el patógeno entre en contacto con la planta, esto se puede lograr utilizando prácticas de manejo cultural como: • Utilización de plantas libres de virus al momento del trasplante, lo que se logra con producción de almácigos bajo malla antiafidos. • Eliminación de los rastrojos enfermos, de modo de evitar la fuente de inóculo. • Eliminación de plantas enfermas en el cultivo, teniendo cuidado de evitar el contacto con plantas adyacentes. • Control preventivo de insectos vectores (pulgones y mosquitas blancas con la inmersión de raíces de plántulas previo al trasplante en solución insecticida como Imidaclorprid o Thiametoxam). • Modificación en las fechas de plantación, de modo de evitar las mayores poblaciones de insectos vectores. Boletín INIA, Nº 224 53 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo • Asegurarse que los trabajadores al ingresar al cultivo lleven ropa limpia. • Protección durante todo el período de cultivo (Exclusión) o al menos durante los primeros 30 días desde la siembra o hasta el levante del cultivo (uso de manto térmico). • Uso de variedades con mayor tolerancia o resistencia, desarrolladas a través de programas de mejoramiento tradicional u obtenidos empleando partes del genoma del patógeno en plantas transgénicas. (Evaluaciones preliminares, desarroladas en el marco del proyecto, en el Valle de Azapa señalan un buen comportamiento de Yola y otras líneas experimentales aún en desarrollo). Considerando que la exclusión, es la mejor alternativa de manejo de las enfermedades virales trasmitidas por insectos vectores, durante el desarrollo del proyecto se realizaron estudios que avalan el uso de cultivo protegido con malla antiafido y se señala a continuación: Exclusión Es decir, proteger al cultivo con una malla fina (20/10 mesh) que evite la entrada de los insectos vectores durante todo el periodo de cultivo, es sin lugar a dudas, la mejor forma de manejo de enfermedades virales. Resultados obtenidos en ensayos realizados en el Valle de Azapa, avalan los beneficios de este sistema de manejo, en comparación con un cultivo al aire libre. A continuación, se señalan los aspectos relevantes del estudio que compara el cultivo bajo malla y al aire libre. Se determinó en ambos cultivos la incidencia de virus (expresado en porcentaje plantas con síntomas de virus) y cuantificaron las poblaciones de insectos, especialmente de mosquitas blancas (Bemisia tabaci y Trialeurodes vaporariorum) a través de un monitoreo semanal. La identificación del o los agentes virales presente en las plantas se realizó mediante la prueba de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en el Laboratorio de Patología Molecular de INIA La Platina. 54 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Los resultados demostraron que la exclusión, es decir cultivo protegido con malla, fue una excelente alternativa de manejo de enfermedades virales, ya que la incidencia de virus no superó el 20% mientras, el cultivo al aire libre tuvo incidencia cercana al 100% (Figura 23), esto permitió aumentar el rendimiento en forma significativa. Si bien es cierto que, en el cultivo protegido se encontraron plantas con síntomas de virus, fue debido a que las plántulas utilizadas en la plantación, provenían de un almácigo sin protección de malla antiáfido, situación que no ocurriría si las plantas se producen bajo condiciones protegidas con malla antiáfido. Figura 23. Incidencia de virus (%) en cultivo de tomate al aire libre y bajo malla antiáfido, Valle de Azapa, 2009. Los análisis de laboratorio indicaron mayoritariamente la presencia del Virus del estriado amarillo de las venas del tomate (ToYVSV), pero también se presentaron algunas con presencia del Virus del mosaico peruano del tomate (PeToMV), tanto al aire libre como en cultivo protegido. Los monitoreos de insectos demostraron la presencia de Bemisia tabaci principalmente en el cultivo al aire libre. Los resultados de la evaluación de rendimiento en tomate bajo malla, indicaron que las plantas con virus redujeron su rendimiento comercial en 27.2% en comparación con las sanas, esto expresado en kg de frutos/ ha, mientras que el efecto en número de frutos comerciales fue de 19.7% (Figuras 24 y 25). Al comprar los resultados al aire libre se observa en las figuras 24 y 25 que el efecto en rendimiento fue de 35.9% mientras la reducción en el número de frutos comerciales fue solo de 2.5%. Boletín INIA, Nº 224 55 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 24. Número de frutos comerciales de tomate cosechados por hectárea, proveniente de plantas sanas y con virus, cultivadas al aire libre y bajo malla (20/10 mesh), Valle de Azapa, 2009. Figura 25. Rendimiento comercial de tomate por hectárea, proveniente de plantas sanas y con virus, cultivadas al aire libre y bajo malla (20/10 mesh), Valle de Azapa, 2009. Al analizar el efecto de los virus al aire libre y bajo malla, se determinó que estos agentes disminuyeron significativamente el número y rendimiento de frutos en los calibres extra, primera y aumentó la cantidad de frutos de segunda, tercera y desecho (Figuras 26 y 27). Figura 26. Número de frutos de tomate por calibre/ha, proveniente de plantas sanas y con virus, cultivadas al aire libre y bajo malla (20/10 mesh), Valle de Azapa, 2009. 56 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 27. Rendimiento de frutos de tomate por calibre (kg/ha) proveniente de plantas sanas y con virus, cultivadas al aire libre y bajo malla (20/10 mesh), Valle de Azapa, 2009. Conclusiones • La exclusión, es decir la protección del cultivo con malla antiafido permite disminuir significativamente la incidencia de infecciones virales. • El cultivo bajo malla permite un aumento de rendimiento sobre 37.8%, como también mejorar el calibre de los frutos. • Los virus disminuyen el rendimiento en 35.9% en el cultivo al aire libre. • Los virus aumentan el porcentaje de frutos de desecho, tanto al aire libre como en cultivo protegido. Uso de manto térmico (cubierta de polipropileno) como barrera física en el cultivo El manto térmico es una tela fabricada con múltiples fibras de polipropileno, orientados en distintas direcciones, para lograr una especie de tejido muy fino y ligero, fabricada con material virgen, no tóxico y estabilizado UV para alargar su vida útil. Su principio es formar una especie de microclima entre la planta y el terreno, reteniendo el aire cálido que libera el suelo, especialmente duBoletín INIA, Nº 224 57 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo rante la noche, formando un colchón de aire que actúa como escudo térmico logrando un diferencial de temperatura de hasta 3 a 5 grados Cº. Una de sus principales ventajas, es tener un peso muy ligero (17 gr/m2) lo que permite colocarla directamente sobre la planta o cultivo, sin producir daño por roce o peso. Presenta permeabilidad al aire, permitiendo el intercambio gaseoso entre la planta y el medio ambiente. Está comprobado que reducir las bajas temperaturas y el estrés del cultivo, produce plantas más vigorosas, sanas y más resistentes a enfermedades. Representa una barrera física que impide el acceso de pequeños animales o de insectos (evitando el daño físico o enfermedades transmisibles). Reduciendo significativamente el uso de químicos y pesticidas sobre los cultivos. Como se señaló en el inicio de este capítulo, se ha demostrado que las infecciones virales producen mayores pérdidas en los cultivos, cuando ellos son afectados durante los primeros estados de desarrollo. El uso de una barrera física como es el manto térmico, durante los primeros 30 días del cultivo después del trasplante, fue evaluado durante 2 temporadas en cultivo de tomate al aire libre resultando ser una alternativa viable. Los resultados de los estudios realizados en el Valle de Azapa, concuerdan con varios autores quienes también señalan las ventajas de uso de esta barrera, en varios cultivos hortícolas reduciendo el efecto de enfermedades. A continuación, se señalan los estudios realizados durante dos temporadas que permitieron validar el uso de esta técnica de protección al cultivo. Los estudios se realizaron en el Valle de Azapa en tomate variedad Naomi. El manto fue colocado al momento del trasplante y retirado a los 20 días (Figura 28) y se comparó con plantas sin protección. Paralelamente, se evaluó la presencia de virus semanalmente en las plantas. Se determinó el efecto en altura de plantas y rendimiento. Los resultados de ambas temporadas reflejaron que la incidencia de virus (porcentaje de plantas afectadas del total de plantas), disminuyó entre 40- 58 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo Figura 28. Izquierda, plantas protegidas con manto y derecha sin protección. 50% entre las plantas sin protección versus las protegidas (Figura 29). Los virus más importantes identificados fueron: Virus del Mosaico Peruano del tomate (PtoMV) y Virus del estriado de las venas amarillas del tomate (ToYVSV). En la Figura 30 se observa el tamaño de las plantas al momento de retirar el manto, se destaca el mayor tamaño de las mismas que permanecieron cubiertas, esto ratifica la condición de microclima a la que estuvieron sometidas las plantas durante 20 días post trasplante. Figura 29. Incidencia de virus en cultivo de tomate protegido o no con manto término a los 45 días post trasplante, año 2010 y 2011, Valle de Azapa. Figura 30. Vista general de plantas a los 20 días después del trasplante, izquierda con manto y derecha sin manto. Boletín INIA, Nº 224 59 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo El incremento en altura de plantas con protección del manto varió entre los distintos años entre 27 y 48% (Figura 31). El rendimiento de las plantas fue significativamente superior en aque llas qu e estu vieron bajo manto térmico y varió entre 28 y 53% dependiendo de la temporada de estudio (Figura 32). La distribución por calibre fue superior en las plantas protegidas. Figura 31. Comparación de altura de plantas de tomate a los 20 días desde el trasplante, con protección y sin protección, 2010-2011. Cabe señalar que los bajos rendimientos del año 2011 se debiero n a u n f u e r t e a t a q u e d e nematodos en las plantas. Conclusiones Los resultados de las investigaciones realizadas por dos temporadas permitieron concluir que: • El uso de manto térmico durante 20 días post trasplante, constituye una alternativa viable y económica de manejo de enfermedades virales en tomate cultivado al aire libre. Figura 32. Comparación de rendimiento de tomates (kg/ha) en dos temporadas 2010-2011 de plantas con y sin protección con manto térmico. • El manto térmico sobre las plantas retrasa la infestación temprana de virus en el cultivo de tomate, permitiendo reducir la incidencia de virus de un 40 a un 50% el primer mes de cultivo. 60 Boletín INIA, Nº 224 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo • Los virus más importantes identificados fueron: Virus del mosaico peruano del tomate (PtoMV) y Virus del estriado de las venas amarillas del tomate (ToYVSV). • El uso de manto térmico aumentó significativamente el rendimiento comercial entre un 28 y 53%, con mayor proporción de frutos de calibres superiores (extra y primera). RECOMENDACIONES GENERALES A la luz de los resultados obtenidos en los estudios realizado en el marco del proyecto “Validación del paquete tecnológico para el manejo de virus transmitidos por mosquitas blancas en el cultivo del tomate en la Región de Arica y Parinacota” y como una medida efectiva de disminuir las pérdidas de rendimiento causados por los agentes virales Virus del mosaico peruano del tomate (PtoMV) y Virus del estriado de las venas amarillas del tomate (ToYVSV), determinados en la Región de Arica y Parinacota y cuya principal forma de diseminación son agentes vectores, pulgones y mosquitas blancas (Bemisia tabaci) se recomienda: • Utilización de plantas libres de virus al momento del trasplante, lo que se logra con producción de almácigos bajo malla antiafidos. • Eliminación de los rastrojos enfermos, de modo de evitar la fuente de inóculo. • Eliminación de plantas enfermas en el cultivo, teniendo cuidado de evitar el contacto con plantas adyacentes. • Realizar un control preventivo de insectos chupadores (pulgones y mosquitas blancas) con inmersión de raíces en solución con insecticida Imidaclorprid o Thiametoxam antes del trasplante. • En cultivo de tomate al aire libre, proteger las plantas con manto térmico o malla de polipropileno por 20 días, previo a la conducción definitiva de las plantas. Boletín INIA, Nº 224 61 Virus trasmitidos por insectos vectores en tomate en la Región de Arica y Parinacota: situación actual y manejo • Establecer el cultivo en invernadero de malla antiafido. • Uso de variedades tolerantes o resistentes a los virus presentados en la Región. Por último, es importante señalar que siempre existen posibilidades que se presenten nuevas enfermedades virales en los cultivos, por lo tanto el monitoreo frecuente es una herramienta indispensable para identificar problemas de virus emergentes. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Fuentes, C. Sandoval, C. y Carrasco, G. 1997. Efecto del virus del mosaico del pepino (CMV) sobre el crecimiento, desarrollo y producción de tomate en ambiente controlado. [Fecha de consulta: 13 de julio 2011] Disponible en: http://hdl.handle.net/1950/1492 Morales, F. 2004. Control físico de enfermedades de plantas causadas por virus transmitidos por insectos. [Fecha de consulta: 11 de julio 2011]. 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