Conceptos Clave en Fitopatología: Desde la Biología de Hongos hasta Estrategias de Control de Enfermedades en Plantas

Conceptos Clave en Fitopatología

Definiciones Esenciales

• Peritecio: Cuerpo fructífero cerrado en forma de pera o botella de ascomicetos. En su interior se producen ascosporas.
• Oosporas: Esporas sexuales diploides de hongos.
• Teliomicetos: Hongos pertenecientes al Phylum Basidiomycota, parásitos de plantas vasculares. Basidiocarpo ausente y reemplazado por teliosporas (probasidios enquistados).
• Rizomorfos: Conjunto de prosenquima y pseudoparénquima que son pseudotejidos fúngicos, es decir, agrupaciones de células fúngicas; hifas organizadas e hifas que no se distinguen.
• Agrobacterium tumefaciens: Tumor bacteriano que aparece en la raíz. Integra un plásmido en el material genético de la planta.
• Fitoplasma: Causa enfermedades vasculares, hilo visible al microscopio en el floema.
• Fitoalexinas: Sustancias específicas en la planta, tóxicas para el patógeno cuando tiene lugar la interacción.
• Resistencia sistémica adquirida: Puesta en marcha de los mecanismos de defensa de la planta por medio de unos inductores que contactan con la planta y hacen que reaccione.
• Hipovirulencia: Estrategia de control biológico frente al patógeno, infecta o enferma al patógeno.

Diferencias entre Fungicidas Sistémicos y Protectores

Enfermedad y Factores en Decaimientos Forestales

• Enfermedad: Proceso y estatus consecuente de afección de un ser vivo, alterando su estado de salud.
• Factores implicados en decaimientos forestales:
  • Predisponentes (largo plazo): Potencial genético, edad, virosis, clima, factores edáficos, contaminación atmosférica.
  • Incitantes (corto plazo): Insectos defoliadores, heladas, sequías, sal, contaminantes atmosféricos, daños mecánicos.
  • Contribuyentes (largo plazo): Insectos barrenadores, chancros, podredumbres radiculares.

Biología y Clasificación de Agentes Patógenos

Clasificación de Agentes Patógenos

Eucariotas, aclorofílicos, heterótrofos, absorción, hifas, micelio (unicelulares), esporas: sexuales/asexuales.

Tipos de Plasmogamia

1. Planogametic conjugation
2. Gametangial contact
3. Gametangial conjugation
4. Spermatization
5. Somatogamy

Ciclos Biológicos de Hongos

Ciclo Oomycota

Esporangióforos con esporangios, germinación de esporangio (zoosporas) y se divide en: enquistamiento, germinación e infección, micelio en el hospedante (hifa somática) o bien de aquí parte en oogonio con anteridio, hace la meiosis y entra en diplofase/haplofase: plasmogamia, cariogamia, oospora, germinación de la oospora.

Ciclo Zygomycota

Primer círculo: Espora germina, invasión, tejido sano + micelio + células de plantas maceradas, síntomas tempranos, pudrición blanda progresiva, esporangio + rizoides + estolón, esporangióforo y se cierra el círculo con ciclo asexual repetido bajo condiciones favorables de temperatura y suministro de alimentos. Segundo ciclo: hifas, progametangios, gametangios, dicariofase (cigoto, zigospora, zigosporas que invernan en tejido en descomposición, cariogamia), diplofase (zigospora) sigue en la haplofase con tubo de germinación, meiosis, esporangióforo, esporangio y se cierra con esporangiosporas que aterrizan en la herida de la fruta carnosa almacenada.

Ciclo Ascomicetos

Formación de ascosporas (cariogamia, 1ª y 2ª meiótica, división mitótica), ascosporas germinando, ascogonio y anteridio, tricogina, plasmogamia, desarrollo de hifas ascógenas (n+n) en los ascos se producen las ascosporas, se liberan y germinan y producen micelio. Comienza la formación de tubos de germinación de esporas al que migra el núcleo y junto con sus descendientes se reparten por las hifas en crecimiento que originan el tubo y septos. Se puede reproducir asexualmente (conidios) que en gran número forman cantidad de conidiosporas, se dispersan y originan micelios idénticos al generado por la ascospora inicial. La reproducción sexual comienza con la producción de ascogonios (gametangios femeninos) y anteridios (gametangios masculinos) uninucleados o plurinucleados. El núcleo pasa a los núcleos compatibles (haploides) del anteridio al ascogonio. Esto es el estímulo necesario para que comience el desarrollo en el ascogonio de unas papilas a las cuales van pasando los núcleos para transformarse en hifas ascógenas. Luego, la mitosis, tanto en núcleos de hifas como entre los núcleos hijos, de forma que la célula apical de la hifa es uninucleada. Fase dicariótica. Una célula binucleada se alarga y se dobla formando un gancho, sus núcleos se dividen. La célula apical y basal son uninucleadas y la central es binucleada y destinada a formar el asco. Aquí se produce la cariogamia, finalizando la fase dicariótica con la formación del cigoto, que comienza a alargarse, sufre meiosis y posteriormente mitosis, originando las 8 ascosporas haploides.

Tipos de micosis vegetal: Mildius, oidios, royas, carbones, deformaciones, lepras, roñas, necrosis foliares, chancros, marchiteces vasculares, podredumbres, muerte de plántulas, podredumbres de frutos, de madera, negrillas, fumaginas.

Enfermedades Específicas y su Desarrollo

Verticillium dahliae

Desarrollo de síntomas (necrosis y defoliación), supervivencia (formación de microesclerocios, hojas y pecíolos en suelo, supervivencia de microesclerocios en suelo), infección (germinación de microesclerocios, infección y colonización del córtex, infección de vasos xilemáticos), colonización (transporte de conidias en flujo xilemático, obstrucción del xilema, marchitez).

Tipos de Enfermedades

• Monocíclicas: Un solo ciclo de infección al año, una estación de desarrollo.
• Policíclicas: Varios ciclos de infección.
• Poliéticas: El ciclo se completa en varios años o estaciones de crecimiento, ya que no existe una estacionalidad clara como sí existe en cultivos anuales o plantas perennes.
• Situaciones intermedias: Enfermedades bicíclicas, enfermedades policíclicas que se comportan como oligocíclicas en función de condiciones climáticas.

Mecanismos de Defensa y Resistencia en Plantas

Mecanismos de Defensa

1. Constitutivos (pasivos):
   • Estructurales: Ceras, pelos, cutícula, pared celular, estomas, nerviaciones, xilema (barreras).
   • Químicos: Inhibidores (externos e internos), deficiencia de factores esenciales.
2. Inducidos (activos):
   • Estructurales: Citoplasma, pared celular, histológicos, necrosis de células.
   • Químicos: Respuesta hipersensible (HR) con radicales activos, polímeros estructurales en paredes celulares, detoxificaciones, resistencia adquirida, transgénicas.

Resistencia Sistémica Adquirida (SAR)

Inducida por patógeno, desencadena una respuesta hipersensible (RH) y formación de sustancias como proteínas PR. La señal es enviada a puntos alejados de la zona de infección (ácido salicílico, jasmónico, peróxidos, etileno). Los puntos distantes también son protegidos.

Resistencia Sistémica Inducida (ISR)

Similar a la SAR pero inducida por no patógenos como rizobacterias. No se producen proteínas PR. Nuevamente, los puntos alejados son protegidos.

Componentes Bioquímicos en la Interacción Planta-Patógeno

Enzimas

Proteínas que catalizan reacciones en el interior de la célula o en soluciones. Son fundamentales en la penetración, proporcionan nutrientes para el patógeno y contribuyen al desarrollo de síntomas.

Toxinas

Sustancias producidas (no enzimáticas) por distintos patógenos necrotrofos (bacterias y hongos, principalmente) en las plantas o medios y que son tóxicas para estas.

Reguladores del Crecimiento

Moléculas que afectan al crecimiento de la planta a bajas concentraciones.

Conceptos de Inoculación y Epidemiología

Inóculo

Cualquier estructura de un agente potencialmente capaz de causar enfermedad. Inoculación: depositar el inóculo en la zona de penetración. Inóculo inicial-primario: inóculo que inicia la enfermedad y que generalmente procede de la fase de supervivencia. Inóculo secundario: generado a partir de ciclos primarios o secundarios de la enfermedad. Ciclo primario: ciclo de patogénesis producido por el inóculo primario procedente de la fase de supervivencia. Secundario: patogénesis producido por el inóculo secundario originado a partir de un ciclo anterior. Infección: secuencia de procesos que ocurren tras la penetración de un agente en un organismo y que resulta en el establecimiento de una relación parasítica endógena. Tasa de infección: incremento de la población del patógeno con relación al tiempo en una epidemia.

Métodos de Control de Enfermedades en Plantas

Métodos de Control

• Legislativos (exclusión): Cuarentenas, material libre de inóculos.
• Físicos y culturales (erradicación, escape, terapia): Saneamiento, modificación del ambiente.
• Biológicos (erradicación, escape): Antagonistas, hipovirulencia, modificación ambiental.
• Resistencia genética (protección): Resistencia no huésped, resistencia huésped, resistencia adquirida, mejora vegetal.
• Químicos (erradicación, protección, terapia): Biocidas, fungicidas, bactericidas, nematicidas, activadores.

Métodos de Mejora Genética

• Mejora clásica
• Cultivo de tejidos
• Ingeniería genética

Fungicidas

• Protectores: Compuestos que permanecen en la superficie de la planta para evitar la penetración del patógeno.
• Penetrantes: Además de ser protectores, tienen un efecto erradicante en células superficiales.
• Sistémicos: Penetran en la planta traslocándose dentro de los tejidos vegetales (xilema).