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18/04/2017
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Departamento de Bioquímica
Facultad de Química UNAM
0113 Aplicaciones de Bioquímica y Biología Molecular
Interacciones moleculares entre plantas y microorganismos.Diagnóstico y detección de enfermedades cuarentenarias en
México
Facultad de Química
Semestre 2017-2
Dr. Javier Plasencia de la Parra
Caída en la producción de café en el último ciclo
Superficie sembrada:737,000 ha.
Producción de: 1,166,000 ton.
Valor: $5,600 millones de pesos
• Chiapas, Veracruz, Oaxaca,
• Puebla, Guerrero, Hidalgo,
• Nayarit, SLP, Jalisco, Colima,
• Tabasco, Querétaro, Morelos,
• Michoacán
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La enfermedad más destructiva del cafeto y de mayor importancia a nivel mundial.
• Caída prematura de las hojas.
• Reducción de la capacidad fotosintética.
• Debilitamiento de los árboles.
• Muerte de los árboles.
En México, se considera una plaga cuarentenaria, que se encuentra Presente en el país, bajo control oficial.
La roya del cafeto está presente en todas la regiones donde se produce café
En América, ingresó por Brasil, en los años 1980s, se reportó en Colombia y a partir de 2000 en México
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El patógeno
Parásito obligado, solamente vive en tejido vivo, no sobrevive como saprófito. Las uredinoesporas pueden sobrevivir dormantes hasta sessemanas.
Las esporas germinan a 21-25°C, y la oscuridad favorece este evento. La luz y la evaporación de agua inhibe la germinación.
Se forma el apresorio, que es una estructura especializada que acumula agua y facilita la penetración del tejido vegetal.
El hongo forma haustorios que son estructuras que le permiten aumentar la superficie de contacto con las células vegetales y extraer nutrientes de la planta.
Entre 20 – 30 días después de la infección inicial, se forman los soros.
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Ciclo de vida de Hemileia vastatrix
Las esporas germinan sobre el envés de la hoja y penetran al tejido a través de los estomas.
Soros: Masas de uredinoesporas.
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Condiciones y temporalidad de los principales eventos en el desarrolla de la roya del cafeto
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Los síntomas inician como manchas amarillas traslúcidas en el haz de la hoja, que crecen hasta coalescer.
En el envés, se observan las manchas del tejido necrosado con abundante polvo naranja, que son uredinoesporas
El manejo de la enfermedad es a través de aplicaciones de fungicidas de contacto y sistémicos
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Se considera plaga cuarentenaria, ya que se encuentra AUSENTE en el y país y puede potencialmente causar pérdidas económicas a cultivos.
Xanthomonas axonopodis pv. citri
Producción de cítricos en México (naranja, limón, mandarina, tangerina, toronja, lima)• 24 de los estados; Superficie sembradas de 565,500 ha• Producción de 7.7 millones de toneladas• Valor: $ 17,309 millones de pesos
Se realizan actividades de vigilancia epidemiológica par la detección temprana del patógeno causal del cancro de los cítricos
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Distribución mundial de Xanthomonas citri
El Patógeno
• Gram-negativa• Baciliforme 1.5-2 m X 0.5-0.75
m• Un flagelo polar• Aerobia obligada• Colonias amarillas
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Síntomas en las hojas
• Manchas cloróticas, amarillo-brillante
• Lesiones protuberantes que se tornan rugosas, agrietadas y corchosas.
• Puede ocurrir defoliación
Síntomas en las ramas
Lesiones en el tronco y en las ramas.
En condiciones secas, las lesiones son corchosas o esponjosas, con una superficie resquebrajada.
En condiciones húmedas, la lesión aumenta de tamaño rápidamente y no se resquebrajarse.
La parte interna de las lesiones es de color marrón claro a oscuro.
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Síntomas en los frutos
Lesiones crateriformes en la superficie del fruto
Forman patrones irregulares por la unión de varias lesiones
Puede ocurrir exudación de sustancias resinosas de las lesiones
Diversidad genética de Xanthomonas citri y tipos de cancro de los cítricos
El cancro de los cítricos se ha clasificado en diferentes tipos de acuerdo a las variantes de Xanthomonas citri. Las variantes tienen distintos orígenes geográficos y un rango de hospederos particular.
Cancro Tipo A. Cepas provenientes de Asia y corresponde a la forma más severa de la enfermedad. Presenta una distribución mundial.
Cancro Tipo B. Cepas provenientes de Sudamérica y afectan limón, lima, naranjo agrio y toronja.
Cancro Tipo C. Cepas provenientes de Brasil y afectan lima.
Los síntomas producidos por estas cepas son muy similares y solamente se pueden distinguir por pruebas bioquímicas y moleculares.
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Dispersión y mecanismo de infección de Xanthomonas citriLa bacteria sobrevive en las lesiones del tejido vegetativo
Medidas para prevenir la entrada de X. citri a México
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Se considera una plaga cuarentenaria, ya que se encuentre PRESENTE SOLO en algunas áreas (Chiapas, Tabasco, Querétaro y Veracruz). El objetivo es confinamiento.
Está presente en varios países de América Latina, así como en algunos países de Asia y en SudAfrica.
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El patógeno
El virus de la leprosis de los cítricos (CiLV) tiene dos variantes:
CiLV-N: Las partículas virales se acumulan en el núcleo de la célula hospedera
CiLV-C: Las partículas virales se acumulan en el citoplasma de la célula hosdpera.Partícula baciliforme 120 x 50 nmsin envoltura.
Genoma bipartita de RNA. Dos moléculas de RNA de cadena sencilla.RNA1: 8745 nucleótidosRNA2: 4986 nucleótidosEstán poliadenilados en el extremo 3’ y tienen CAP en el extremo 5’
Síntomas de CiLV
Puede causar daños en hojas, ramas y frutos, especialmente en árboles de naranja dulce. En hojas jóvenes se forman lesiones cloróticas, mientras que en hojas maduras, las lesiones son necróticas.
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En los frutos, las lesiones consisten en un inicio, de formas circulares y cloróticas. A medida que el fruto madura, son evidentes las manchas con centros necróticos y ligeramente deprimidos.
El virus es transmitido por los ácaros (Brevipalpus spp.) al alimentarse de las hojas de los árboles de cítricos.
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Contención y erradicación de la enfermedad.
• Eliminación de los focos de infección a través de la poda severa o destrucción de plantas infectadas.
• Control del vector a través de la aplicación de insecticidas autorizados para su uso en cítricos.
Se considera plaga cuarentenaria debido a que se encuentra AUSENTE en el país y puede ser introducida y causar pérdidas económicas.
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La enfermedad se presentó de manera significativa en Panamá (1940s) causando pérdidas por más de $2,000,000 USD
Incidencia de la raza 1 de F. oxysporum f.sp. cubense
Recientemente, emergió la raza 4 de F. oxysporum, devastando plantaciones en Asia y Australia
En México, el plátano se siembra en una superficie de 76,725 ha y en 2014 se alcanzó una producción de 2,150,519 ton, con un valor de producción de $6,300 millones de pesos.
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La enfermedad de Panamá es considerada una de las más destructivas del plátano a nivel mundial
En algunos estados productores de plátano, hay condiciones ambientales adecuadas para el establecimiento del patógeno
El patógeno
F. oxysporum es un hongo anamorfo. No se conoce su fase sexual. Produce macroconidios y microconidios como forma de dispersión y clamidoconidioscomo estructura de resistencia.
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• El hongo penetra a la planta a través de las raíces secundarias y terciarias, a partir de las cuales accede al sistema vascular.
• Una vez dentro del xilema, el hongo produce conidios, los cuales son transportados a lo largo de los haces vasculares, donde inician nuevas infecciones.
• La biomasa fúngica y la respuesta contribuyen a bloquear el movimiento del agua y nutrientes a través del sistema vascular.
Penetración y colonización por Fusarium oxysporum
Dispersión del patógeno
F. oxysporum se dispersa principalmente a través del movimiento de material de propagación y residuos de material vegetal infectados.
También se puede propagar a través del suelo adherido a los implementos de siembra. El agua de riego que se recircula puedes servir también como fuente de inóculo.
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Síntomas en el foliaje: Amarillamiento delas hojas adultas a lo largo del margenfoliar, el cual se extiende hacia lanervadura central de la hoja, hasta que seseca y se observa de color café.
Síntomas en el tallo, coloración rojiza de los haces vasculares.
Exclusión de la enfermedad
• La exclusión del patógeno en áreas de producción es difícil pero es la estrategia más viable para alcanzar el control de la enfermedad.
• La detección temprana y adecuada identificación del patógeno son los principales pasos para la exclusión; además de la certificación del estatus “libre de patógeno” y el manejo seguro de germoplasma.
