Introducción
La fitopatología abarca el estudio de diversas enfermedades sus causas, daños en la planta y formas de control. En este caso se hablara de los grupos de anastomosis en rhizoctonia. Anastomosis quiere decir que es una fusión f usión de hifas en el cual se produce produc e el intercambio genético gené tico a través de migración de núcleos, del cual saldrán híbridos, siendo ya otros individuos. Los grupos de anastomosis son 12 afectando a diferentes diferen tes cultivos, los métodos de control para esta enfermedad enfe rmedad radican en controles eficaces y experimentales atacando a diferentes partes de este bacteria. Esta bacteria ante llamada Pseudomonas solanaceae que era agente causal de la marchitez bacteriana o vascular de la papa, ya se sabe que es un grupo especializado en atacar solanáceas y dentro de estas están la papa, tomate.
Marco teórico
Rhizoctonia solani (teleomorfa: Thanatephorus cucumeris) es un patógeno de plantas, con un gran rango de huéspedes y de distribución mundial. Es una de las causas de la podredumbre damping off, que mata a las plántulas en horticultura. Anastomosis
Es una fusión de hifas en el cual se produce intercambio genético a través de migración de núcleos del cual saldrán nuevos híbridos. Tiene que haber una compatibilidad y tiene que ver con frecuencia de alelos en otras palabras como si fuese un inicio de formación llevan un proceso de segregación que solo se reconocen entre ellos . Rhizoctonai solani no produce esporas, por lo que es identificado solo por características del micelio. Sus células hifales son multinucleadas. R. solani se subdivide en grupos de anastomosis (AG) basado en fusión de hifas entre razas1, 2. El teleomorfo de R. solani es Thanatephorus cucumeris. Forma basidios reunidos y cuatro esterigmas apicales en donde los esporidios ovales, hialinos se fijan.R. solani produce micelio blanco a pardo oscuro cuando crece sobre micelio artificial. Las hifas miden 4- 15 μm de ancho y tienden a ramificar en ángulos rectos. Síntomas
En semilleros causa mortandad en plántulas recién germinadas. A nivel de cuello quedan ennegrecidos y se doblan cayendo sobre el sustrato. La infección se expande con rapidez por todo el semillero. El cuello de la planta se pudre provocando su caída, la parte aérea se machita y la planta muere. El hongo puede permanecer en el suelo durante años y penetrar a través de las raíces hasta el sistema vascular. También presenta caída de hojas,amarillamientos. El hongo penetra a través de las raíces. Control
Eliminar plantas enfermas y restos de cultivos. Usar semillas certificadas y plántulas sanas. Variedades resistentes Desinfección de herramientas de trabajo Evitar exceso de agua y altas densidades de siembras
Identificación
Los criterios de anastomosis de hifas se han utilizado ampliamente para colocar aislados de Rhizoctonia en grupos taxonómicamente distintos llamados grupos de anastomosis. En la práctica, la anastomosis de hifa se determina de varias maneras. La práctica más comúnmente empleada consiste en emparejar dos aislamientos de Rhizoctonia en un portaobjetos de vidrio y permitirles crecer juntos. El área de hifas fusionadas se tiñe y se examina microscópicamente para la (s) interacción (es) de hifas resultante (s). Emparejamiento de aislados pertenecientes al mismo AG-resultados en la fusión de hifas (anastomosis), dando lugar a la aceptación (auto-emparejamientos) o el rechazo (incompatibilidad somática). La interpretación de la reacción de anastomosis no siempre es directa porque los cuatro fenotipos de interacción de hifas (C0 a C3) representan un continuo. Dentro de una AG, dos tipos de interacciones hifas (C2 y C3) son más relevantes para el estudio de la biología de la población. La reacción de C2 (también denominada reacción de matanza), representa una respuesta de incompatibilidad somática entre individuos genéticamente distintos. La reacción C3 (fusión perfecta) entre dos aislamientos es indicativa de identidad genética o de identidad cercana. Se sabe muy poco acerca de los mecanismos genéticos que controlan este proceso de reconocimiento en Rhizoctonia. En otros hongos filamentosos, la incompatibilidad somática es controlada por varios genes con múltiples alelos. Para que dos aislados de hongos sean compatibles, todos los loci de compatibilidad somática deben ser los mismos. Los aislados de R. solani han sido asignados a 12 AGs. Estudios recientes basados en proteínas y ADN apoyan la separación de R. solani en grupos genéticamente distintos, pero también han revelado una considerable diversidad genética dentro de un grupo de anastomosis. Anastomosis de hifas y métodos moleculares se están utilizando actualmente para examinar más a fondo la taxonomía, la ecología y la patología de R. solani.
Reacciones de anastomosis de Rhizoctonia solani. (A) Sin reacción, cuando las cepas de diferentes grupos de anastomosis no muestran atracción de hifas. (B) Reacción compatible, cuando las cepas del mismo grupo de anastomosis se orientan entre sí y se fusionan para formar una red de hifas continua. C) Reacción incompatible, cuando las cepas del mismo grupo de anastomosis pero con diferentes genes de compatibilidad vegetativa se someten a fusión hifal, seguida de la muerte celular de los compartimentos de hifas fusionados. Las hifas fusionadas entre las tres flechas están muertas. Mecanismo de fusión
En el proceso de fusión de hifas se distingue, una fusión perfecta y una imperfecta, radicando la diferencia en que en la última de éstas, concretada la fusión de las hifas, se produce muerte celular (OGOSHI, 1987).La fusión perfecta de las hifas de R. solani se resume como sigue: crecimiento de las hifas, secreción de una o más sustancias atrayentes, atracción a las sustancias , contacto entre las hifas, cese del crecimiento de las hifas, formación de proyecciones tipo rama, disolución de las paredes celulares y conexión del
protoplasto. Un aislamiento de un AG puede reconocer y fusionarse sólo con miembros del mismo AG. Una hifa puede ser atraída por otra desde 100mm, cuando la punta de la hifa cambia su dirección de crecimiento hacia la otra hifa hasta establecer contacto físico. Esta atracción sólo podría ser causada por sustancias secretadas por una hifa del mismo AG y se asume que estas sustancias son distintas entre los AGs (OGOSHI, 1987). 2.5.3 Número de grupos de anastomosis. Al respecto NEATE y WARCUP (1985) comentan que Schultz en 1937, Richter y Schneider en 1953, y Parmeter et al. (1969), propusieron cinco (I-V), seis (A-F) y cuatro (1-4) grupos, respectivamente. El AG-2 fue dividido en los tipos 1 y 2, basándose en la frecuencia de fusión de las hifas, ya que la anastomosis fue frecuente entre los aislamientos del mismo tipo 1 o 2, pero inusual entre ambos. Posteriormente se describió el AG-5 (OGOSHI, 1987).NEATE y WARCUP (1985) señalan que Kuniaga en el año 1979 agregó el AG-BI (aislamiento puente) el cual es capaz de anastomosarse con el AG-2 tipo 1, AG-2 tipo 2, AG-3 y AG-6. A su vez, Homma et al. (1983), citados por OGOSHI (1987), describieron el AG7, y NEATE y WARCUP (1985) describieron en Australia el AG-8; CARLING et al. (1987) describieron en Alaska el AG-9, y CARLINN y SUMMER (1992) encontraron otro AG de R. solani el cual tentativamente ellos llamaronAG-10; KUMAR et al. (1999) aislaron el AG-11 de muestras que fueron recolectadas en el Oeste de Australia y en Arkansas, EE.UU. El AG-12 fue aislado de orquídeas micorrizadas en Alaska, incluyéndose como un nuevo grupo de anastomosis (CARLING et al., 1999) Control Control cultural
Evitar encharcamientos Evitar siembra en suelos muy pesados Manejo de riegos ligeros Suelo nivelado Variedades resistentes
Control químico
Metil tiofanato + tiram 3 kg/ha se semilla usado Benomilo 2 gr/kg de semilla Tolclafosmetil (rizholet) 3gr/kg de semillas Metalaxil, difenoconazol.
Control biológico: Uso de trichoderma
Grupos de anastomosis Un grupo de anastomosis (AG) es una colección de aislamientos cercanamente relacionados, agrupados juntos, en base a la capacidad de anastomosarse (CARLING, 1996).ANDERSON (1982) comenta que el esquema de los grupos de anastomosis ha sido desarrollado en Alemania por Richter y Schneider en 1953; luego implementado en Japón por Watanabe y Matsuda en 1966, y en los Estados Unidos por Parmeter et al. En 1969 se ha precisado que cuando aislamientos de R. solani son enfrentados a 2-3 cm de distancia sobre placas Petri con medio de cultivo, los micelios crecen y se sobreponen, lo cual puede ser observado con un microscopio de luz. De ocurrir una fusión de hifas, se sostiene que los aislamientos confrontados corresponden al mismo AG, observándose a menudo que posterior a la fusión de las hifas se produce una muerte de células adyacentes a la zona de contacto. Por su parte el autor explica que si atracción y fusión de hifas ocurre, pero no se produce una muerte celular, los aislamientos en confrontación pertenecen a diferentes AGs, por lo que atracción y muerte de células son confiables y seguras evidencias para detectar fusión de hifas y establecer AGs. En relación a los grupos de anastomosis R. solani se ha clasificado con base en la compatibilidad de la fusión entre hifas. De esta manera, las hifas de aislamientos de GA iguales se fusionan, lo que sugiere la existencia de compatibilidad vegetativa, mientras que las de GA diferentes no presentan interacción (Boidin, 1998; González-García et al., 2006). De acuerdo a este criterio, R. solani se ha clasificado en 14 GA, del GA1 al GA13, que se anastomosan sólo con individuos del mismo grupo, y el GA-BI, que incluye aislados capaces de fusionarse entre ellos y con otros grupos (González-García et al., 2006). A su vez los grupos GA1, GA2, GA4, GA6 y GA9 se dividen en subgrupos con base en caracteres morfológicos, patológicos, bioquímicos y moleculares (Liu y Sinclair, 1993; González-García et al., 2006). Otra clasificación, basada en los cambios citológicos en la zona de anastomosis, propone las categorías adicionales C0, C1, C2 y C3 para describir el grado de interacción entre las hifas en las reacciones de anastomosis (MacNish et al., 1993; Cubeta y Vilgalys, 1997). Algunos otros criterios para una clasificación más precisa de R. solani se basan en las secuencias de ADN. Los grupos de anastomosis que afectan a la papa son GA2, GA3, GA4, GA5 y GA7. Los más importantes son ga3 y ga4, El GA3 se caracteriza porque en la superficie de los tubérculos forma esclerocios de micelio, cuyas células han reducido su tamaño y adquirido el color negro por la presencia del pigmento melanina, soporta temperaturas bajas y afecta especialmente a la planta de papa y a las raíces de la cebada. El GA4 es el más patogénico, no forma esclerocios, soporta temperaturas más altas y afecta a muchos cultivos incluyendo papa En el caso del Perú , el GA4 se encuentra en la costa y el GA3 en la sierra, esta distribución está asociada con la altitud. En las partes altas de la sierra donde el frio es persistente se encuentra el GA3 y en las partes bajas que son calientes, como ocurre en la costa y en los valles interandinos, el GA4; sin embargo, en una altitud intermedia es posible encontrar los dos grupos.
Esta clasificación representa un avance importante en el conocimiento de las características de los aislados, ya que permitiran establecer criterios en relación al grado de diversidad genética entre ellos, lo cual además tendrá relevancia en el establecimiento de estrategias para su control. Otros grupos se han encontrado en México, aunque ninguno de ellos en chile donde la identificación de R. solani como integrante del complejo que ocasiona la marchitez es relativamente reciente; así Meza-Moller et al., (2007) documentaron la presencia del grupo GA 1 y GA2 en plantas de chile y uva , en Sayula, Jalisco y Horcasitas, Sonora, respectivamente. El grupo GA2-2IIIB se observó en frijol en el estado de Veracruz, México (López-Olmos et al, 2005). GA-1: Este grupo esta dividido en tres subgrupos y se encuentra distribuido a nivel mundial. Se ha caracterizado en base a su morfología colonial y su patogenicidad. Los subgrupos son: AG-1-IA (es llamado de tipo 2 ó Sasakii), AG-1- IB (es llamado tipo 1 o microesclerocio) y el AG-1-IC. Además cada uno de estos subgrupos tiene diferente tipo de hospedero el AG-1-IA, causa el tizón de la vaina de arroz y mancha café de pastos (Martín y Lucas, 1984). AG-1-IB causa tizones en diversos hospederos y el AG-1-IC, es patógeno de suelo y causa damping off en muchos hospederos (Mew y Rosales, 1986). GA-2: Este grupo también cuenta con tres subgrupos en base a su patogenicidad y requerimientos nutricionales. Los subgrupos son: GA 2-1 (ataca principalmente cultivos de invierno) GA2-2 IIIB, y GA 2-2 IV (Liu and Sinclair 1992). El GA 2-1 es patógeno del suelo y aéreo, produce damping off y pudriciones de raíz (Martín y Lucas, 1984). El GA 2-2 IIIB es patógeno de suelo y causa pudriciones de raíz en remolacha (Windels y Naben, 1989; Olaya, et al., 1994), y 7 también ha sido reportado el zacate bermuda (Cynodon dactylon) como hospedero del GA 2-2 ( Zarlengo et al., 1994). GA-3: Es un grupo homogéneo que crece muy despacio y generalmente es muy tolerante a temperaturas bajas, este patógeno causa pudriciones de tallo y tubérculos en papa (Bains y Bisht, 1995).
GA3 se determinó en papa en Navidad, Nuevo León; Arteaga, Coahuila; Ayahualulco, Veracruz; Tapalpa, Jalisco, Huatabampo, Sonora y León Guanajuato (Virgen-Calleros et al, 2000).
El grupo GA5, se encontró en el estado de Veracruz en cultivo de frijol (LópezOlmos et al, 2005). Los grupos GA6 y GA7, distribuidos en plantas de chile y papa en Sayula, Jalisco yToluca, Estado de México, respectivamente (Virgen-Calleros et al, 2000; López-Olmos et al, 2005). El grupo GA4, En este grupo se han reportado dos subgrupos. HG-I y HG-II, por su diferencia en la homologia del ADN, además es un patógeno de suelo que produce ahogamiento y ocasiona pudrición de raíz e hipocotilo de casi todas las semillas de las angiospermas, en la mayoría de las leguminosas, el algodón y remolacha azucarera tiene la mayor frecuencia de aparición, es uno de los más reconocidos a nivel mundial y no ha sido asociado con un hospedero especifico, ya que se ha encontrado en varios cultivos como soya, remolacha, calabazas, cacahuate, entre otros; se considera como causante de la pudrición de la semilla y de la raíz en diferentes cultivos
AG8, es un patógeno devastador que causa el remiendo desnudo de cereales, de brassicas y de legumbres . R. solani es un heterocaryon multinucleado que contiene heterozigosidad significativa dentro de una sola célula. Esta complejidad planteaba desafíos significativos para el ensamblaje de su genoma. Presentamos un montaje de genoma de alta calidad de R. solani AG8 y un conjunto curado manualmente de 13.964 genes soportados por RNA-seq. El ensamblaje del genoma AG8 utilizó nuevos métodos para producir una
representación haploide de su estado heterocariótico. Se observó que los genomas completos de AG8, el patógeno del arroz AG1-IA y el patógeno de la patata AG3 eran sinténicos y co-lineales. Genes y funciones supuestamente relevantes para la patogenicidad se destacó mediante la comparación de AG8 a los genes conocidos de patogenicidad, orthology bases de datos que abarcan 197 taxa fitopatógenos y AG1-IA. También se observó el nivel de SNP "hipermutación" de CpG dinucleotides a TpG entre AG8 núcleos, con similitudes a repetir inducida por mutación puntual (RIP). Curiosamente, las regiones codificadoras de genes fueron ampliamente afectadas junto con el ADN repetitivo, que no se ha observado previamente para RIP en hongos mononucleares de la Pezizomycotina. Se observó que la tasa de mutaciones de SNP heterocigotas dentro de este único aislado de AG8 era más alta que las tasas de mutación de SNP observadas entre las poblaciones de la mayoría de las especies de hongos en comparación. Los análisis comparativos se combinaron para predecir los procesos biológicos relevantes para las proteínas AG8 y 308 con características efectoras, constituyendo un recurso valioso para el estudio adicional de este patosistema. Las proteínas efectoras predichas presentaron niveles elevados de mutaciones puntuales no sinónimas relativas a mutaciones sinónimas (dN / dS), lo que sugiere que pueden estar bajo diversas presiones de selección. Además, la relación distante a los necrotrofos secuenciados de la Ascomycota sugiere que la secuencia del genoma de R. solani puede resultar ser un recurso útil en el futuro análisis comparativo de patógenos de plantas. AG9, Es un patógeno que afecta el cultivo de la papa y algunos de más, además se encuentra distribuido en todo el mundo se hizo un estudio en el cual se aisló este hongo con diversas plantas (papa, camote, cebada, trigo, zanahoria, lechuga, etc), al final del estudio se determinó que las únicas especies en las cuales se dio la infección fueron en tallo de la papa, en raíz de zanahoria y lechuga. GA-10: Se encuentra asociado con cultivos de grano pequeño siendo patógeno de suelo, aunque también puede ser saprofito (Kaufmann and Rothrock, 1995). GA-11: Ataca el cultivo de soya y trigo en Arkansas y Australia (Kaufmann and Rothrock, 1995) GA-12: Es el único de los GA de R. solani porque muchos de sus aislados son micorrizicos en el campo con orquídeas en Australia (Carling et al., 1999). GA-13: Fue colectado de raíces enfermas de plantas de algodón en Georgia, Estados Unidos. Produce micelio aéreo, anillo concéntricos visibles a los tres o cuatro días, pero desaparecen conforme envejece el medio de cultivo (Carling et al., 2002).
También se pueden observar este tipo de categorías basadas en la reacción de los cambios citológicos que se llevan a cabo en la zona de fusión de anastomosis propuesta por Carling (1996); C0: No existe reacción de anastomosis, C1:
Contacto de las hifas y una aparente unión entre las paredes pero no de la membrana, C2: Contacto de la paredes y poros además de la muerte de la célula adyacente a la anastomosada, C3: Fusión de paredes y membrana considerando cinco puntos de fusión hifal perfecta como una reacción de anastomosis positiva Conclusión
Rhizoctonia solanacearum es un hongo que ataca principalmente a la papa, pero también se presenta en otros cultivos depende de la variación de sus genes y la localidad Anexos Según un trabajo de investigación en Venezuela se llegó a esta conclusión de acuerdo a los grupos de anastomosis
En Venezuela la papa (Solanum tuberosum) tiene importancia económica particularmente en los estados andinos (Mérida, Táchira y Trujillo), cuya contribución a la producción nacional se aproxima al 80%. Desde hace cinco años, la enfermedad de rhizoctoniosis, causada por Rhizoctonia solani, se ha convertido en un importante factor limitante del cultivo. La presente investigación fue realizada para determinar la identidad y virulencia de los grupos de anastomosis (AGs) asociados con papa en doce localidades de Mérida y una de Trujillo. Ciento setenta y seis aislamientos, cuyas hifas y septos presentaron la morfología típica de los hongos del Complejo Rhizoctonia, fueron obtenidos de raíces, estolones, tallos, pecíolos y, principalmente, esclerocios sobre tubérculos. Ciento setenta y tres aislamientos fueron multinucleados y tres binucleados. Los multinucleados fueron reconocidos como cepas de R. solani. De las 173 cepas de R. solani, 163 pertenecieron al AG-3 y 10 al AG-2-1. Los AG-3 y AG-2-1 promediaron 9,5 y 8,3 núcleos / célula vegetativa, respectivamente. Los AG-3 fueron encontrados en 12 de las 13 localidades evaluadas y los AG-2-1 en tres. En una localidad (El Valle) únicamente se obtuvieron cepas AG-2-1. En Bailadores y Mucuchíes, cepas AG-3 y AG-2-1 fueron aisladas de plantas cultivadas en un mismo campo. En general, los AG-3 fueron más virulentos que los AG-2-1. La amplia diseminación y alta virulencia de los AG-3, indican que las cepas de este grupo son la principal causa de rhizoctoniosis en la papa cultivada en el estado Mérida y en Tuñame (Estado Trujillo). En chile
La costra negra, causada por Rhizoctonia solani Kúhn, es una de las enfermedades de mayor importancia de la papa (Solanum tuberosum L.) en el sur (Décima Región) de Chile. Este hongo se caracteriza por su diversidad patogénica y por presentar diferenciaciones serológicas, morfológicas y fisiológicas. Además, la capacidad de anastomosar hifas, permite clasificar este hongo en grupos de anastomosis (AG). Existen a lo menos cinco AGs de R. solani patogénicos en
papa. Sin embargo, es posible que no todos los esclerocios presentes en tubérculos de papa correspondan a AGs patogénicos. El objetivo de este trabajo fue identificar a losAG3,AG4 yAG5. Esto se realizó a través de compatibilidad vegetativa in vitro empleando aislamientos obtenidos desde esclerocios presentes en la superficie de tubérculos de papa recolectados en diez localidades de la Décima Región de Chile. Se obtuvo un total de 417 aislamientos los que en su totalidad correspondieron a R. solani. En el 90% de los aislamientos estudiados se observó fusión de hifas con el aislamiento patrónAG3. De acuerdo con estos resultados se concluye que la mayoría de los esclerocios aislados de papa y sometidos a pruebas de compatibilidad vegetativa pertenecen aAG3. Lo anterior confirma la presencia deAG3 en papas de la Décima Región de Chile. En cuba
El complejo Rhizoctonia está formado por un grupo de hongos filamentosos con fase asexual no productora de conidios. Por su importancia desde el punto de vista fitopatológico, los géneros más estudiados son los anamorfos pertenecientes a Thanatephorus y Ceratobasidium. El número de núcleos y la anastomosis hifal son los caracteres diagnósticos que permiten identificarlos. Este último requiere cepas patrones representantes de cada grupo de anastomosis (AG) no disponibles en Cuba. El objetivo de este trabajo es identificar los AG de Rhizoctonia spp. para aislados cubanos depositados en la colección del Inisav. Se extrajo el ADN cromosomal de 32 aislamientos, se realizó la amplificación de la región ITS1-5.8ITS2 del ADNr nuclear y se secuenció automáticamente. Las secuencias obtenidas se compararon con las reportadas en el GenBank mediante un BLAST, y fueron sometidas a un análisis de máxima parsimonia utilizando el programa Mega 3.1. Un total de 17 aislados son binucleados y coinciden con el género Ceratorhiza (teleomorfo: Ceratobasidium spp.). De estos, ocho se asociaron con el AG-G, y nueve se agruparon con el AG-F y AG-P. El resto de los aislamientos son multinucleados y se identificaron como Rhizoctonia solani (teleomorfo: Thanatephorus cucumeris). Cuatro de ellos se agruparon con el AG-3, dos con el AG-5, dos con el AG-2-2IIIB, uno con el AG-4HGIII y seis con el AG- 4HGI. El género Ceratorhiza se reconoce por primera vez para Cuba.
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