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Fitopatología
Area Biodiversidad Vegetal y Microbiana
Campo Experimental “Villarino”
Casilla de Correo Nº 14 - S2125ZAA
Zavalla - Santa Fe – Argentina
www.fcagr.unr.edu.ar – [email protected]
JORNADAS DE PROTECCIÓN VEGETAL
Estrategias de Manejo sustentable de
Enfermedades
Docente: Profesora Rosanna Pioli
Dra. Or. Ciencias Biológicas. Esc. Grad. Fac. Cs. Bioquímicas y Farmacéuticas, UNR.
Investigador Cat. II (Máx. I) PNI. Ingeniera Agrónoma. Fac. Cs. Agrarias, UNR.
Profesor Adjunto, Cátedra Fitopatología, Carrera Ingeniería Agronómica.
Profesor A / Cargo Botánica Criptogámica, Lic. Recursos Naturales y Biodiversidad
Area Biodiversidad Vegetal y Microbiana: Responsable Titular del Laboratorio BioVyM
2014
De acuerdo a la Reunión Mundial sobre Alimentación 1996.
“La seguridad alimentaria ocurre o existe cuando toda la gente y de
manera sostenida en el tiempo tiene acceso a un alimento suficiente,
seguro y nutritivo para mantener una vida sana y activa”
Propuesta derivada de la presentación del Tema Calidad Sanitaria
Generar estrategias de producción de cultivos y semillas sustentables y
en armonía con la vida urbana, rural y la preservación del ambiente.
2014
PLANTA SANA
es aquella que puede desarrollar sus funciones fisiológicas y
expresar su potencial genético
LOS PATÓGENOS
Origen Biótico
HONGOS
BACTERIAS
VIRUS
Origen Abiótico
Factores externos
Climáticos edáficos
Stress hídrico
Anegamiento
Fitotoxicidad
Factores medio vegetal
Stress nutricional
Factores fisiológicos
PRIMER PERCEPCIÓN
ENFERMEDAD
Resultante de la Interacción
Genotipo planta – Ambiente - Poblaciones microbianas
LA OBSERVACIÓN
Expresión de la planta
los síntomas
Hartman, Il.U
Expresión del Patógeno Fúngico
peritecios
acérvulas
Picnidios
Peritecios
El Sistema planta-patógeno-ambiente
Macro Aéreo Edáfico
Micro ambiente
vegetal
AMBIENTE
FAVORABLE
MANEJO de SUELO y
BIÓTICO-ABIÓTICO
CULTIVO
Tiempo
INTERACCIÓN
COMPATIBLE
PATÓGENO
Espacio
ENFERMEDAD
CULTIVO
LA OBSERVACIÓN PRIMARIA Sn y Sg
DIAGNÓSTICO
ESTUDIOS EPIDEMIOLÓGICOS
CUANTIFICACIÓN
SELECCIÓN de GENOTIPOS
ESTRATEGIAS CONTROL SUSTENTABLES
Ciclo de las relaciones hospedante-patógeno
Ciclo de la enfermedad
Ciclo patogénico
Supervivencia y Diseminación
Se y Rt
Contacto y Penetración
Infección
Incubación
Latencia
Invasión y Colonización
Reproducción
DURACIÓN = 6, 15 a 45 días
Supervivencia y Diseminación
HOSPEDANTE – Estados de desarrollo
FL
R5
Foto EMBRAPA
PERÍODOS
RIESGO
Vegetativo
Reproductivo
Nº de granos
Peso
La magnitud de las pérdidas depende de la etapa de desarrollo de cultivo
CICLOS BIOLÓGICOS
BIOTROFOS
BIO HETEROTROFOS
FUENTES Y TIPO DE INÓCULO
RELACIÓN CICLOS - BIOLOGICOS DEL PATÓGENO
- DE ENFERMEDAD
symptoms
Penetration
Fin Incubación
Host recognition
Host plant
signs
Gral. Fase asexual
Fin latencia
Fase sexual
Agrios, 2005
AMBIENTE – combinaciones Tº- Humedad
Progreso y Dinámica (nº de ciclos) de la Enfermedad
EL PATÓGENO y LOS SIGNOS
- a. Macro esclerotos internos, de color
negro en tallos y también en vainas.
- b. Esclerotos en contaminación
concomitante con las semillas.
- c. Esclerotos (indicado por flecha)
produciendo apotecios.
b
Berlin D. Nelson
ND Univ
apotecios
a
Cristina Palacio
c
escleroto
CICLO BIOLÓGICO de S. sclerotiorum
B
A Sustrato intermedio
colonizado
Patógenos Hemi Biotrofos
ETAPA PARASÍTICA sobre el CULTIVO – Fase asexual
APS
Tapari
R. Pioli
ETAPA SAPROFÍTICA – Fase sexual- teleomorfo
SUPERVIVENCIA
VARIABILIDAD GENÉTICA
INÓCULO PRIMARIO
RASTROJO
SEMILLAS
R. Pioli
HOSPEDANTES
R. Pioli
Control de las enfermedades y particularmente
las transmisibles a semillas
Prácticas culturales
Rotaciones Diseño Espaciamiento/Densidad de plantas
Estrategias genéticas
Evaluación y detección de germoplasma resistente
Estrategias químicas
Bio fungicidas Producción de bio moléculas
Manejo y aplicación sustentables de las actuales
**
Estrategias
Epidemiológicas - Culturales
ALGUNAS ESTRATEGIAS A SEGUIR
Conocer las fuentes de inóculo
Estimar Inóculo Potencial
Disminuir el Inóculo
Patógenos Hemi Biotrofos
ETAPA PARASÍTICA sobre el CULTIVO – Fase asexual
APS
Tapari
R. Pioli
ETAPA SAPROFÍTICA – Fase sexual- teleomorfo
SUPERVIVENCIA
VARIABILIDAD GENÉTICA
INÓCULO PRIMARIO
RASTROJO
SEMILLAS
R. Pioli
HOSPEDANTES
R. Pioli
Introducción de Fuente de inóculo 1º
Hongos asociados a semillas
SÍNTOMAS EN SEMILLAS
causados por
Muchas gracias
EFC y OTROS
Transmisión
Ciclo S Pl PM S Pl
Importancia de la Asociación Patógeno / Semilla
Importancia Económica
c- La magnitud del daño puede ser evaluado en diferentes momentos o estadios
de desarrollo del cultivo, mediante monitoreos:
1- De emergencia- mortandad de plántulas en pre siembra, durante
y posterior a la emergencia.
2- Durante el cultivo, evaluando cuantitativa y cualitativamente las
pérdidas.
3- Durante el período de almacenamiento.
Importancia Epifitiológica
La semilla contaminada o infestada
es la semilla que sólo transporta o acarrea los microorganismos
superficialmente
La semilla infectada
es aquella capaz de transmitir al patógeno a la plántula originada.
Esta interacción patógeno semillas puede generar distintos niveles de
daño:
- Daño actual o individual de la semilla de mala calidad.
- Daño potencial posterior a la siembra y sobre el futuro cultivo.
- La semilla infectada constituye un sustrato efectivo para la
supervivencia de los patógenos asegurándoles longevidad.
* La semilla actúa como vehículo de transmisión de patógenos
a distancia
1º Inóculo colonizador
* Representa la primera introducción y/o migración de nuevas
patologías desde lotes contaminados a lotes libres
II- Infección y Mecanismos de transmisión de enfermedades
de semillas
II.a- Concepto de un Ciclo de Transmisión:
Se refiere al proceso de transferencia del patógeno y su posterior
establecimiento en la planta originada.
Desde la semilla a la planta originada
Desde la planta madre a sus semillas
Esta asociación semillas - planta madre – semillas – plántula
suele denominarse TRANSMISION
II.b- Importancia:
La transmisión por semillas es un proceso muy eficiente por dos aspectos:
En el momento de la siembra posibilita la distribución
homogénea del inóculo.
Favorece la infección precoz de la planta,
Coincide con los momentos de mayor susceptibilidad.
Patógenos asociados a semillas
Momento de infección
Relación con Cultivo antecesor
B. VIAS de PENETRACIÓN e INFECCIÓN
C. TEJIDOS COLONIZADOS: Semillas y/o Frutos
Porciones
FRUTOS
DISTAL
MEDIA
PROXIMAL
SEMILLAS
INCIDENCIA DE LOS PATÓGENOS
en SEMILLAS y porciones de FRUTOS
ubicadas en posición P, M, D
Comunicaciones Biológicas, 2004; Fitopatología, 2000
2- Métodos Indirectos
en Medio de cultivo
PATOLOGÍAS EN SEMILLAS
Relación entre Incidencia de patógenos en semillas de soja, el poder germinativo,
y el % de semilla infectada y muerta (Pioli et al., 1997)
V.b- Tasas epidemiológicas - Secuencia de determinación
a- Tasa de Inóculo en Semilla
b- Densidad de Inóculo
c- Tasa de Transmisión
d- Tasa de aumento de inóculo
e- Tasa de Restablecimiento del Inóculo
f- Tasa de Reducción de la productividad
Interacciones de Patógenos de ciclo
reproductivo asociados a frutos y
semillas de soja
con insectos
INTERACCIONES PATÓGENOS de FIN DE CICLO
e INSECTOS
Congreso Mundial soja.
Rev. INTA Oliveros
El daño patogénico en semillas está directamente relacionado al nivel de chinche / m2
- A mayor cantidad de chinches se observó una mayor incidencia de bacterias y
Fusarium asociados a la semilla de soja.
- Las semillas con daño severo causado por chinche presentaron mayor incidencia de
Phomopsis spp. y Alternaria spp.
- Cercospora kikuchii fue más frecuente en semilla sana y en ausencia de otros
patógenos.
Patógenos asociados a frutos y semillas
de especies arbóreas
potenciales Hospedantes secundarios
Patógenos en frutos y semillas de Especies forestales nativas
su relación con la viabilidad de semillas
III.d- Factores que afectan los Resultados
El equipamiento: Puede acarrear problemas de contaminación y obstaculizar la
identificación o alterando los recuentos.
Técnicas auxiliares: Se relacionan fundamentalmente con las condiciones de limpieza
y asepsia.
El Número y Tamaño de la Muestra:
El Tamaño y representatividad de la muestra.
Los análisis deben ajustarse a las Normas Internacionales fijadas por ISTA.
Las condiciones y tiempo de almacenamiento de las muestras.
La semilla:
Considerar datos sobre temperatura y humedad de cosecha, acondicionamiento,
secado y almacenamiento.
Edad de la semilla y la posibilidad de supervivencia del patógeno.
El Patógeno:
Formas y etapas de supervivencia en patógenos biotrofos y hemi-biotrofos.
Momento de infección y su ubicación en la semilla.
V.a- Patrones de Tolerancia
Factores que inciden en su determinación:
métodos de análisis de semillas utilizados
importancia económica de la especie
el destino geográfico: que se envíe a zonas que actualmente están libres,
pero donde las condiciones ambientales favorecen al patógeno.
factibilidad de control
determinación de la concentración del inóculo en las muestras de semilla y
en el suelo de los lotes de producción.
Los parámetros considerados para la fijación de Patrones de Tolerancia,
son la secuencia de una serie de determinaciones conocidas
como Tasas epidemiológicas
V.b- Tasas epidemiológicas - Secuencia de determinación
a- Tasa de Inóculo en Semilla
b- Densidad de Inóculo
c- Tasa de Transmisión
d- Tasa de aumento de inóculo
e- Tasa de Restablecimiento del Inóculo
f- Tasa de Reducción de la productividad
Fuentes de inóculo 1º ya establecidas
Hongos asociados a Rastrojo
Evaluó el efecto de
Degradación del rastrojo y Evolución
de población patógena
Dos rotaciones M-S-T/S y T/S
Dos tipos de labranzas SD y LV
Factores climáticos (Tº-HR-Ppt)
Micota total y específica asociada
sobre el proceso de degradación del rastrojo de trigo
a través del tiempo.
Degradación anual del rastrojo de trigo
Período de 12 meses
PERSPECTIVAS
Estrategias de Control Cultural
y Químico
Efecto de Tratamientos Culturales y Químicos sobre
Patógenos asociados a Rastrojo
En cada Bloque
T1-SD
Colonias y picnidios
de P. longicolla
T2-LM
T3- F1
T4- F2
UFC – P. longicolla asociado a 2 tipos de residuos
de cosecha de soja
P. longicolla asociado al rastrojo de soja
(ufc / g rastrojo)
Tabla 1: Trozos de tallo de mayor grosor
T1 SD
T2 LM
T3 F1
7489,5 a 4583,2 b 1952,2 c
T4 F2
11,0 c
Tablas 1 y 2. Valores promedio de ufc de PL por
g rastrojo de soja, bajo 4 tratamientos diferentes
Tabla 2: Trozos de ramificaciones finas
T1 SD
T2 LM
T3 F1
T4 F2
14209,7 a 5525,8 b 426,5 c 3624,4 bc
Letras diferentes indican diferencias significativas entre los grupos, para Duncan con =0,05.
RESULTADOS DE RENDIMIENTO
en SD Te, LMTe, SD F1 y SD F2
Rendimiento kg ha
Rendimiento (kg/ha) en parcelas de Soja
con 4 Tratamientos del Rastrojo
TeSD, TeLM, F1SD, F2SD
4200,0
4000,0
3800,0
3600,0
3400,0
3200,0
b*
a
a
a
4082
3979
4032
2
3
4
3616
1
Tratamientos
Los resultados indicaron:
a) La población patogénica asociada al rastrojo decreció de
manera significativa en aquellas parcelas sometidas a alguna
alternativa de control,
sea cultural (T2-Labranza Mínima)
o químicas (T3-FA y T4-FB)
b) Propuesta sugerida para la aplicación de químicos: es en
estadios vegetativos tempranos del cultivo
para protección de plántulas y
tratamiento de la fuente de inóculo primario: rastrojos
(Backman 1985; FCA 2003-2007).
Control de las enfermedades y particularmente
las transmisibles a semillas
Prácticas culturales
Rotaciones Diseño Espaciamiento/Densidad de plantas
Estrategias genéticas
Evaluación y detección de germoplasma resistente
Estrategias químicas
Bio fungicidas Producción de bio moléculas
Manejo y aplicación sustentables de las actuales
**
Estrategias genéticas: Caracterización de
interacciones P-P
Inoculación y selección
Estudio de respuestas fisiológicas de defensa vegetal
inducidas por hongos foliares en cultivos de soja y trigo
Beccacece Stella; Galli Nora; Giuntoli Gustavo; Uboldi Luciana;
Zanotti Eric; Pioli Rosanna.
Objetivos:
Detectar el incremento/disminución de algunos compuestos
vegetales isoflavonoides, proteinas totales y actividad de enzimas
peroxidasas, inducidos en respuesta a la inoculación natural de
patógenos foliares.
Identificar cuál/cuáles podrían ser utilizados como moléculas
antifúngicas endógenas en soja y otras especies (trigo).
Difundir estas nuevas alternativas o herramientas bio-químicas
naturales para minimizar el riesgo de enfermedades de cultivo.
Apical
Basal
S: H. Sanas
In: H. Inferctadas Sf: 2 Secciones
Foliares
mg.PT / ml.Ec
Proteinas Totales frente a MOR
44
b
41
38
a
35
32
29
1
H. Sanas
2
H. Infectadas
mg PT / ml Ec
Fig. 3b : Comparaci ó n de valores medios
de mg PT / ml Ec en hojas Sanas e
Infectadas
41
a
39
37
b
35
33
31
1
Sf . Apical
2
Sf . Basal
Fig. 4 : Comparaci ó n de valores medios de
mg PT / ml Ec en 2 secciones foliares ( Sf ).
a
16
b
14
12
10
1
H. Sanas
2
H. Infectadas
Fig. 5: Comparación de valores medios de µmoles
prod / min.mg de enz.,peroxidasa en Hojas Sanas e
Infectadas
µmoles prod / min.mg
de enz
µmoles prod / min.mg
µmoles prod / min.mg
de enz
de enz
18
16
a
a
15
14
13
12
11
1
Sec. apicales
2
Sec. basales
Fig. 6: Comparación de valores medios de µmoles prod / min.mg
de enz., peroxidasa entre las secciones apicales y basales de la
lámina.
CONCLUSIONES
El contenido de Proteínas Totales se incrementó en las hojas con síntomas de la enfermedad MOR respecto a las hojas
asintomáticas; y coincide con las respuestas previamente evaluadas sobre hojas expuestas a otras patologías (Beccacece y col., 2009).
La Actividad Peroxidasa, sin embargo, fue inducida y se manifestó diferencialmente en hojas, que aun habiendo estado expuestas al
mismo ambiente y patógeno C. sojina, no mostraron síntomas de MOR.
Si bien frente a esta enfermedad, la AP fue similar en secciones Apicales y Basales, en evaluaciones previas, la distribución de PT y
AP fue heterogénea en la lámina foliar.
En próximos estudios se realizarán proteinogramas en extractos de genotipos con respuesta diferencial a la exposición al patógeno a
fin de identificar otras proteínas potencialmente inducidas durante la interacción G. max – C. sojina.
PRÁCTICAS DE MANEJO DE LA ENFERMEDAD
a.
Enfermedad
Disminuir el inóculo inicial
y tasa constante
b.
Enfermedad
Disminuir la tasa
epidémica
d.p.i.
d.p.i.
c
Enfermedad
Disminuir el tiempo
de exposición
•
•
a. y c. ESTRATEGIAS CULTURALES
a. y b. ESTRATEGIAS QUÍMICAS
•
a. y b. ESTRATEGIAS GENÉTICAS
•
•
d.p.i.
Vanderplank, 1963
Control de las enfermedades y particularmente
las transmisibles a semillas
Prácticas culturales
Rotaciones Diseño Espaciamiento/Densidad de plantas
Estrategias genéticas
Evaluación y detección de germoplasma resistente
Estrategias químicas
Bio fungicidas Producción de bio moléculas
Manejo y aplicación sustentables de las actuales
**
Control de las enfermedades fúngicas
Estrategias químicas - Exógenas
Fungicidas
exógenos
vía pulverización
sobre los órganos
aéreos
Estructuras de los antifúngicos comerciales más comunes
N
N
Estrobirulinas
Azoxistrobin
O
O
O
C
O
C
C
C
O
H
CH3
N
H3C
O
Benzimidazoles
Carbendazim
H
N
OCH3
NH
N
CH3
H2C
Triazoles
Cl
CH2
CH
H2C
Penconazol
N
N
N
Cl
QUÍMICOS NATURALES
Estrategias genéticas - endógenas
Bio fungicidas – Prod. Químicos Metabolómicas
O
N
O
OCH3
OCH3
R1
R2
Respuesta endógena
de la planta
N
H
R3
H3C
N
H
N
R1
O
HO
CH
CH3
H2C
H3C
CH
H2C
R2
N
N
R1
N
N
N
Cl
R2
N
R3
H3C
N
H
N
N
R3
N
CH3
CH2
H3C
Cl
CH
C
R4
Los patógenos fueron aislados y
cultivados en condiciones
adecuadas para promover la
fructificación
APGA
Gel de poliacrilamida
Cebador: OP-AA01
Cebador: OP-AA06
EtOH
Bioensayo
Extractos
(EET)
Dilución en agar
Incubación a 28 ºC ( 48 - 72 h)
250 125 100 62,5 50
25 12,5 6,25 3,12 1,56 
CIM: concentración inhibitoria mínima
Selección de compuestos naturales anti-fúngicos
Fungicidas endógenos
Los compuestos más activos fueron las chalconas,
particularmente activos frente a
P. longicolla, C. truncatum, F. graminearum y N.
oryzae.
Las flavanonas y el éster derivado del ácido
cafeico mostraron buena actividad frente a
P. longicolla y N. oryzae.
Gracias