Protección de cultivos: patología vegetal y agentes patógenos

Protección de Cultivos: Bloque 3

Características, Identificación, Biología y Genética de Agentes Patógenos

6. La enfermedad y los patógenos. Diagnóstico 7. Hongos fitopatógenos 8. Procariotas fitopatógenos 9. Virus y agentes relacionados 10. Nematodos 11. Epidemiología y ciclo de la enfermedad 12. Mecanismos de defensa en el huésped y tipos de resistencia

Lección 6: La Enfermedad y los Patógenos. Diagnóstico

• Concepto y fines de la Patología Vegetal
• Concepto de enfermedad
• Tipos de agentes patógenos
• Patógeno y parásito
• Influencia del medio y la nutrición: el triángulo (tetraedro) de la enfermedad
• Síntomas. Métodos de diagnóstico y detección: generalidades; técnicas inmunoenzimáticas y moleculares.

Patología Vegetal: Concepto de Enfermedad

CIENCIA QUE ESTUDIA LAS ENFERMEDADES DE LAS PLANTAS, SU CAUSA, LOS MEDIOS DE LUCHA Y LOS ASPECTOS SOCIOECONÓMICOS.

• Patología Vegetal

Enfermedad : disfunción de un proceso, causada por la interacción continua con un agente patógeno, o con factores externos, con efectos deletéreos para el sistema viviente, y que conlleva la producción de síntomas.

• interfiere con la fotosíntesis o la utilización de nutrientes y agua
• la planta afectada cambia en apariencia y produce menos

Objetivos de la Patología Vegetal

• Determinar la naturaleza y etiología de la enfermedad
• Conocer los mecanismos de patogénesis del agente causal de la enfermedad y los mecanismos de defensa del huésped
• Comprender el progreso de la enfermedad y los mecanismos de transmisión y supervivencia de los patógenos
• Analizar la eficacia de las distintas medidas de control y diseñar estrategias de control de las enfermedades de las plantas

Áreas de Conocimiento en Patología Vegetal

ETIOLOGIA Estudio de la natur aleza y causas de la enfermedad

PATOGENESIS Estudio de la enfermedad como fenómeno que se desarrolla en individuos

EPIDEMIOLOGIA Estudio de la enfermedad como fenómeno que se desarrolla sobre poblaciones

MANEJO O CONTROL Aplicación de estos conocimientos para disminuir la incidencia de las enfermedades

Disciplinas Relacionadas con la Patología Vegetal

MICOLOGÍA BACTERIOLOGÍA VIROLOGÍA NEMA TOLOGÍA ENTOMOLOGÍA AGRÍCOLA EPIDEMIOLOGÍA FITOTECNIA PATOLOGÍA VEGETAL MALHERBOLOGÍA BOTÁNICA FISIOLOGÍA VEGETAL GENÉTICA ECOLOGÍA ENTOMOLOGÍA AGRÍCOLA MICROBIOLOGÍA ECONOMÍA AGRARIA MEJORA VEGETAL MEDICINA HUMANA MEDICINA VETERINARIA MATEMÁTICA, FÍSICA, QUÍMICA, ESTADÍSTICA, METEOROLOGÍA, etc

Daños y Interferencias en Cultivos

Daños producidos por animales ENTOMOLOGIA AGRICOLA Interferencias producidas por plantas - plantas parásitas MALHERBOLOGIA Materias tóxicas en el suelo o la atmósfera EDAFOLOGIA Exceso o deficiencias de nutrientes FISIOLOGIA VEGETAL Enfermedades producidas por microorganismos (y agentes abióticos) PATOLOGÍA VEGETAL

Efectos de las Enfermedades en Cultivos

• Reducción del rendimiento del cultivo (la mayoría). En casos extremos, hambre
• Destrucción del producto almacenado: frutos, tubérculos, grano, etc.
• Reducción en la calidad del producto: enfermedades cosméticas y otras sarna, moteado
• Hacer el producto no apto para el consumo: micotoxinas (patulina, fumonisinas, ocratoxina, ergotismo, aflatoxinas, etc.)
• Destrucción de especies ornamentales: grafiosis

Agentes Patógenos: Abióticos

Agentes abióticos: Enfermedades no infecciosas: desórdenes o fisiopatías

• Factores físicos: Extremos de temperatura, humedad, luz Viento Granizo, etc.
• Factores químicos: Deficiencias/desequilibrios minerales (en postcosecha, Ca y B) pHs extremos Hormonas Productos fitosanitarios, etc.
• Agentes contaminantes: Ozono Oxido nítrico Metales pesados

Ejemplos de Daños por Agentes Abióticos

Escaldado (baja Tª) Deficiencia Mn Daño por azufre (cucurbitacea) Corazón vidrioso (recogida tardía) ·K Control -K Deficiencia K Corazón pardo (exceso de CO2) Ozono

Agentes Patógenos: Bióticos

Agentes bióticos: Producen enfermedades infecciosas

Tipos de Agentes Bióticos

Protozoon 4 Head of nematode -2 -1 LO - Beet Yellows Virus Tobacco Mosaic Virus Wheat Striate Mosaic Virus Fungus (mycelium) Cucumber Mosaic Virus Tobacco Necrosis Satellite Virus Hemoglobin Molecule i Viroids Virus y viroides Nematodos Protozoos, plantas parásitas, otros C Nucleus Bacterium Nucleolus Mollicutes Cell wall-Proteccion de cultivos

Ejemplos de Hongos Fitopatógenos

Mal del pie Gaeumannomyces graminis HONGOS Moteado manzano Venturia inaequalis Roya judía Uromyces fabae Mildiu vid (Plasmopara viticola)

Hongos y Bacterias Fitopatógenas

Hongos

Esporulación Mildiu patata Phytophthora infestans Roya cafeto Cornezuelo centeno Claviceps purpurea HONGOS

Bacterias

Grasa P. syringae pv. phaseolicola Pimiento piquillo X. campestris pv. vesicatoria BACTERIAS Fuego bacteriano Erwinia amylovora Tumores Agrobacterium tumefacies

Virus y Nematodos Fitopatógenos

Virus

PVX Sharka (PPV) PVY VIRUS

Nematodos

Guisante Heterodera goettingiana Pratylenchus en raíces Campo de soja Heterodera glycines NEMATODOS

Conceptos de Parásito y Patógeno

• Parásito Organismo o virus que vive en asociación con un organismo vivo (huésped), a partir del cual obtiene parcial o totalmente sus nutrientes, sin conferir ningún beneficio
• Patógeno Organismo o virus que puede causar enfermedad en un huésped

Mecanismos de Enfermedad Causada por Patógenos

Enfermedad causada por:

• debilitamiento por consumición continuada del contenido celular
• consumición inmediata del contenido celular
• muerte de la célula o alteración de su metabolismo mediante toxinas, enzimas o reguladores de crecimiento
• bloqueo del transporte de agua y nutrientes

Niveles de Parasitismo

NUTRITIVO (se nutren de ) Saprófito: materia orgánica en descomposición Necrotrofo: tejidos muertos de un huésped vivo Biotrofo: tejidos vivos ECOLÓGICO Parásito obligado: en la naturaleza sólo viven y se reproducen en el huésped Parásito no obligado: saprófito facultativo: parásito facultativo: son parásitos durante casi todo su ciclo son saprófitos durante casi todo su ciclo parásito de debilidad

El Triángulo de la Enfermedad

CAUSA ENFERMEDAD AGENTE abundancia virulencia agresividad MEDIO AMBIENTE favorable PLANTA SUSCEPTIBLE abundancia susceptibilidad PATOGÉNESIS 1 ENFERMEDAD Total de virulencia, abundancia, etc. Patógeno virulento Huésped susceptible Cantidad de enfermedad Condiciones que favorecen la susceptibilidad Condiciones que favorecen la enfermedad Medio ambiente Triángulo de la enfermedad

El Tetraedro de la Enfermedad

tiempo planta patógeno ambiente Tetraedro de la enfermedad

Efecto del Medio Ambiente en el Desarrollo de la Enfermedad

Factores: 1. TEMPERATURA 2. HUMEDAD 3. NUTRIENTES, en algunas enfermedades 4. En menor grado: Luz, pH

¿Cómo Afectan los Factores Ambientales?

cómo afectan?

• Inicio y desarrollo de la infección
• Crecimiento y susceptibilidad del huésped
• Multiplicación y actividad del patógeno
• Interacción huésped-patógeno gravedad de los síntomas

Efecto de la Temperatura en Patógenos

• Óptimos de temperatura diferentes entre patógenos y, a veces, entre razas

GROWTH RATE (mm/day) 3.0 2.0 1.0 C 0 20 30 TEMPERATURE (C) Crecimiento en placa de Phytophthora syringae O Race 1 Race 2 40- A Race 3 Colony Size (cm2) 30- 20- 10 - T T 18 21 24 27 30 33 oC Crecimiento en placa de razas de Fusarium oxysporum

Variación del Efecto de la Temperatura por Estadio

8 Efecto de la temperatura 7 Producción de haustorios 6 Tiempo en horas 5 Colapso de esporas 4 Penetración 3 Formación de apresorios 2 Aparicion de tubos germinales - 0 4 8 12 16 20 24 Temperatura ℃

• El efecto de la temperatura puede variar para diferentes estadios de la enfermedad o del desarrollo del patógeno

Efecto de la temperatura en las distintas fases de la infección causada por Peronospora parasitica (mildiu de las crucíferas)

Impacto de la Temperatura en Ciclos de Infección

• En enfermedades policíclicas, hay un gran efecto sobre el número de ciclos de infección: Ejemplo: Puccinia graminis en trigo se produce un ciclo asexual cada:

- 22 d a 5°℃ - 15 d a 10° C - 5-6 d a 23°C

Temperatura y Progreso de la Enfermedad

• En general, la enfermedad progresa mejor cuando la temperatura no es óptima para el huésped, aunque puede haber variaciones en distintos patosistemas

% enfermedad - 100 Fusarium moniliforme MAÍZ radio de crecimiento TRIGO 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Temperatura ℃

Efecto de la Humedad en Enfermedades

Puede encontrarse como: agua de lluvia o riego rocio humedad relativa

Influencia de la Humedad

Efecto de la humedad:

• En hongos: formación, longevidad, liberación y germinación de esporas
• Indispensable para la infección por diversos patógenos
• Dispersión de propágulos
• Incrementa la suculencia de la planta > aumenta su susceptibilidad.

Humedad y Germinación de Esporas

GERMINACIÓN DE ESPORAS PRODUCCIÓN DE ESPORAS Agua libre (lluvia, rocío, etc) Baja HR MILDIUS Necesaria para germinar No germinan 75% HR / Tª 21°C OIDIOS Se inhibe la germinación Germina con HR de hasta el 5% La ausencia de lluvia es casi indiferente

Humedad en Enfermedades de Suelo y Moteado

• Enfermedades de suelo:

· Anoxia · buenas condiciones para el desarrollo del patógeno

• El desarrollo de la enfermedad está condicionado por:

· tiempo de humectación · temperatura

Severidad de moteado (Venturia inaequalis) en relación con la temperatura y la humedad

Moderate Light 10 - 5 10 15 20 25 Temperature (C)

Influencia de Humedad y Temperatura en Mancha Negra

Efecto de la humedad 24- B 18- Wetness duration (h) S 12 M 12- 8 6 4 N 0 0 30 25 20 15 10 0 5 10 15 20 25 5 Wetness duration (h) Temperature (C) Temperature (C) Influencia de la temperatura y la humedad sobre la severidad de la mancha negra del peral (Stemphylium vesicarium). N: nula; L: ligera; M: moderada; S: grave Montesinos et al 1995. Phytopathology 85: 586 Hours of Continuous Leaf Wetness T 40 - 30 20 - Severe 24 16 8 - 16

Efecto de la Fertilización en Enfermedades

• sobre todo nitrógeno

Exceso de Nitrógeno

• Exceso de nitrógeno - crecimiento vegetativo prolongado, con tejidos jóvenes y suculentos, y madurez retrasada Ej: Fuego bacteriano oidio y roya en trigo

Defecto de Nitrógeno

• Defecto de nitrógeno - plantas débiles, con crecimiento pobre y envejecimiento acelerado Ej: Fusarium en tomate Alternaria en solanáceas

Tipo de Nitrógeno y pH

Parece influir más el tipo de nitrógeno que la cantidad: efecto sobre el pH? NHÀ Asociado con enf. favorecidas a pH ácido NO3 Asociado con enf. favorecidas a pH básico

Desarrollo de la Infección en Postcosecha

Favorecida: pH: temperatura humedad Daños por frío 4.5 (hortalizas) favorece bacterias 4.5 (fruta) favorece hongos

Desfavorecida: temperatura O2 y T CO2 retardar maduración retardar crecimiento del patógeno Humedad relativa adecuada