CONCEPTOS BÁSICOS DE PATOLOGÍA VEGETAL.

La patología vegetal es la ciencia que estudia los organismos causantes de las enfermedades de las plantas, las condiciones que favorecen su presencia, las interacciones con sus organismos hospedadores y, por supuesto, su control.

1.-Conceptos básicos de patología vegetal.

2.-Definición de enfermedad.

3.-Concepto de resistencia.

4.-Principales agentes fitopatógenos.

4.1 Los hongos.

4.2 Las bacterias.

4.3 Los virus.

4.3.1. El proceso de infección.

4.3.2. La transmisión del virus.

4.4 Los nemátodos.

1.-Concetos básicos de patología vegetal.

Parasitismo: hablamos de parasitismo cuando un organismo consume energía de otro sin reportarle nada a cambio.

Patógeno: cuando el parasitismo provoca enfermedad en el hospedador.

Patógenos facultativos: pueden multiplicarse fuera del hospedante.

Patógeno obligado: solo puede multiplicarse en su hospedante.

Patogenicidad: capacidad de un microorganismo de infectar y producir una enfermedad.

Síntoma: manifestación externa de la enfermedad.

Síndrome: Conjunto de síntomas.

Autoinfección: cuando la enfermedad se trasmite de una parte de la planta a otra parte de la misma planta.

Aloinfección: cuando la enfermedad se transmite de una planta a otra.

Patotipo: conjunto de patógenos con una patogenicidad común.

Virulencia: capacidad de producir enfermedad; el resultado a esta pregunta es SI/NO y en caso afirmativo se denomina microorganismo con especialización parasitaria.

Agresividad: Cantidad de enfermedad producida. Se puede medir de distintas maneras:

  • Número de plantas enfermas.
  • Tiempo que tarda en enfermar un porcentaje determinado de plantas.
  • Cantidad de daño producido.
Imagen de un virus al microscopio electrónico.
Imagen de un virus al microscopio electrónico.

2.-Definición de enfermedad.

Una enfermedad es un proceso cambiante a lo largo del tiempo en el cual se produce un intercambio de energía entre hospedador y agente patógeno (casi siempre a favor de este último). La gravedad de una enfermedad se mide por la cantidad de esta y por sus consecuencias económicas.

El agente patógeno puede actuar de cuatro maneras:

  1. Consumiendo contenidos celulares del hospedador.
  2. Compitiendo por los nutrientes del hospedador.
  3. Alterando el metabolismo del huesped.
  4. Bloqueando el flujo de agua y/o nutrientes.

Para que un microorganismo sea definido como patógeno se deben cumplir los POSTULADOS DE KOCK:

  1. Asociación continua. Siempre que se produce la enfermedad está presente el microorganismo en cuestión.
  2. Debe ser aislado en un medio de cultivo puro, es decir aquel cultivo en el que solo crecen ciertos microorganismos.
  3. Una vez reproducido en un medio de cultivo puro, debe ser inoculado en una planta sana y producir la enfermedad con los mismos síntomas.
  4. Debemos de volver a poder cultivarlo partiendo de las plantas reinfectadas en el apartado III en un medio de cultivo puro igual que hicimos en la fase II.

En un ecosistema natural para que exista enfermedad deben coexistir:

  • Un agente patógeno virulento.
  • Un hospedante sensible.
  • Un ambiente apropiado. Si falla uno de los tres factores la enfermedad no se produce. Pero en un AGROSISTEMA aparece un cuarto factor; la acción del hombre que hace inestable el sistema, afectando tanto al hospedador, como al patógeno, como al medioambiente.

3.-Concepto de resistencia.

Definimos el concepto de resistencia como la habilidad del hospedante para reducir el desarrollo del patógeno una vez que el contacto entre ambos se ha iniciado. La resistencia podemos clasificarla en.

  • Resistencia activa. Los mecanismos de defensa se activan en el momento en el que se inicia la relación. La síntesis de sustancias tóxicas por parte del patógeno provoca como respuesta del hospedante, entre otras, la liberación de moléculas contenidas en las vacuolas.
  • Resistencia pasiva. Los mecanismos de defensa están siempre activos haya o no presencia de patógenos, por ejemplo, la cutícula cerosa de la superficie foliar, las paredes celulares, etc.

Otra clasificación las agrupa en:

  • Resistencia absoluta, también denominada resistencia vertical. En este caso no se produce enfermedad, bien por que el hospedador es totalmente inmune al patógeno, o, por el contrario, por que es tan extremadamente sensible a él que al inicio de la interacción el hospedante muere y con él muere el patógeno. Esta resistencia puede fallar.
  • Resistencia parcial, existe enfermedad con distintos grados de virulencia. También se denomina resistencia horizontal. La planta actúa retrasando el desarrollo del patógeno, disminuyendo los puntos por los que puede penetrar, etc. Esta forma de defensa se basa en convivir con el patógeno sin favorecer mutaciones de este a otra forma más virulenta. A su vez la resistencia parcial puede ser:
    • Resistencia agronómica, la planta manifiesta los síntomas de la enfermedad, pero no disminuye su productividad.
    • Resistencia patológica, no manifiesta síntomas, pero el patógeno sigue con su multiplicación.

4.-Principales agentes fitopatógenos.

Los principales agentes causantes de las enfermedades en las plantas de pueden clasificar en 4 grandes grupos: hongos, bacterias, virus y nemátodos.

4.1 Los hongos.

Las principales enfermedades que sufren las plantas (durante su ciclo de cultivo, después en postcosecha se igualan las enfermedades causadas por hongos y por bacterias) son los hongos. De las 100.000 especies de hongos conocidas alrededor de 8.000 son patógenos de plantas. Son organismos que poseen núcleo en el cual se encuentra el ADN (Eucariotas), necesitan de una fuente externa de carbono orgánico ya que no lo pueden sintetizar como las plantas (heterótrofos) y no forman tejidos. Según el ambiente en el que se desarrollan se clasifican en:

  • Hongos telúricos, viven en el suelo por lo que son saprófitos obligados y pueden atacar facultativamente las partes de la planta en contacto con este.
  • Hongos aéreos, viven por encima del suelo y atacan la pare aérea de la planta. Son saprófitos facultativos y patógenos obligados.

Las estructuras vegetativas de los hongos actuales pueden estar formadas por el micelio que no es más que un conjunto de filamentos o hifas, o formada por una masa multinucleada de protoplasma que se mueve y alimenta de forma ameboide y se denomina plasmodio, como ocurre en los hongos más primitivos.

La reproducción puede ser asexual (esporangiosporas y conidias) o sexual (oosporas, zigosporas, ascosporas y basidiosporas). La reproducción sexual consume más energía y es usada en condiciones desfavorables para la supervivencia del hongo. Esta reproducción crea recombinación genética y por lo tanto nuevos genotipos capaces de adaptarse a las nuevas condiciones de vida. La reproducción asexual solo ocurre en condicione de vida favorables.

Armillaria mellea sobre tronco muerto.
Armillaria mellea sobre tronco muerto.

4.2 Las bacterias.

De las 1.600 especies de bacterias unas 80 son fitopatógenas y su importancia radica más en postcosecha que durante el ciclo de cultivo. Son organismos que carecen de núcleo (procariotas), heterótrofos y pueden tener flagelo o no. Se reproducen por partición o escisión binaria dando lugar a organismos genéticamente idénticos. Necesitan un ambiente húmedo o agua libre. No se pueden dispersar por sí mismo por lo que necesitan de la acción del viento, del agua, de los animales e incluso de la acción del hombre. Las bacterias no tienen mecanismos de penetración por lo que necesitan una herida. Entre los principales grupos fitopatógenos tenemos:

  • Cocos y bacilos aerobios gram negativos; pseudomonas, xanthomonas y Agrobacterium.
Patología vegetal: Pseudomona aeruginosa.
Patología vegetal: Pseudomona aeruginosa.
  • Bacilos anaerobios facultativos gram negativos; Erwinia.
Patología vegetal: Erwinia carotovora
Patología vegetal: Erwinia carotovora
  • Bacilos de forma irregular gram positivos; Corynebacterium.
Patología vegetal: Corynebacterium
Patología vegetal: Corynebacterium
  • Bacterias que forman filamentos ramificados; streptomyces. Están a caballo entre las bacterias y los hongos inferiores.
Patología vegetal:  Steptromyces
Patología vegetal: Steptromyces

4.3 Los virus.

Los virus son organismos simples; el 90% está constituido por una molécula de ADN y/o ARNmensajero de cadena simple o doble y con la misma polaridad que la molécula de ARNm de la célula infectada, y con una cubierta proteica simple o doble. Son parásitos obligados puesto que no pueden vivir sin su hospedante. Las plantas al no poseer sistema inmunitario no pueden combatir contra ellos por lo que la lucha se limita a evitar la infección. Morfológicamente pueden ser como un bacilo (forma esférica), poliédrica o filamentosa. La sintomatología es variada:

Patología vegetal: Variegación
Patología vegetal: Variegación
Patología vegetal: Manchas en hojas.
Patología vegetal: Manchas en hojas.
Patología vegetal: Rizado de hojas.
Patología vegetal: Rizado de hojas.

4.3.1. El proceso de infección.

Las moléculas de virus solo pueden penetrar por heridas, bien una herida mecánica como un corte o mediante un vector; una vez dentro de la célula se deshace de la cubierta proteica y utiliza los mecanismos de replicación y transducción de la célula para expresar su genoma viral. Una vez replicado se trasmite a otra célula por difusión pasiva entre los citoplasmas a través de los plasmodesmos (canales de conexión entre los citoplasmas de células contiguas) a la misma vez que forma de nuevo la cubierta proteica. En estos primeros momentos la difusión de la enfermedad es lenta pero una vez el virus alcanza el floema la difusión es mucho mayor.

4.3.2. Cómo se transmiten las virosis.

Los virus carecen de mecanismos propios de trasmisión por lo que, como hemos dicho antes necesitan de ayuda y esta puede ser.

  1. Propagación por reproducción asexual. Una planta virosada si se reproduce sexualmente podrá o no trasmitir el virus, pero si la reproducimos asexualmente, lo que llamamos un clon bien por esquejes, injertos, etc., estaremos trasfiriendo el virus con toda seguridad.
  2. Propagación mecánica. Mediante trasferencia de savia, contacto con restos vegetales infectados, cortes al podar, etc. Una teoría mía es que aves y mamíferos también transmiten virus y bacterias al alimentarse.
  3. En las semillas, bien en la cubierta o en el embrión. Ocurre cuando el ovario o el polen o ambos estaban infectados.
  4. Por vectores. Entre los vectores tenemos:
    1. Artrópodos
      1. Género Homóptera; pulgones, moscas blancas y psilas.
      2. Género Thysanoptera; Trips.
      3. Genero Hemíptera; Chinches.
      4. Género Coleóptera; Escarabajos.
      5. Género Ortóptera; Saltamontes.
      6. Ácaros.
    2. Nemátodos.
    3. Hongos de suelo.
    4. Hierbas parásitas. Aquí tenemos a la Cuscuta.
Propagación de virosis por artrópodos del género Homóptera.
Propagación de virosis por artrópodos del género Homóptera.

Es la forma más eficiente de propagación de virosis debido a lo particular de la morfología de su aparato bucal. Este está formado por dos tubos muy finos que al encajar entre sí crean dos huecos; por uno segrega una saliva capaz de disolver la cutícula externa de la planta y por el otro succiona la savia elaborada del floema, previa introducción del estilete entre los espacios intercelulares. Los homópteros no se alimentan de cualquier planta por lo que van haciendo pruebas introduciendo el estilete en los espacios intercelulares y probando; este comportamiento hace que solo unos pocos insectos puedan llegar a tus plantas, probarlas, no gustarles e irse, pero dejarlas ya con el virus.

 Aparato bucal de homóptera.
Aparato bucal de homóptera.

Los homópteros pueden transmitir las virosis de tres maneras:

  1. Transmisión no persistente. Ocurre cuando los insectos realizan “pruebas” sobre las plantas; los virus se enganchan mediante las cubiertas proteicas a la parte externa del estilete. Al estar expuesto a las condiciones ambientales permanece viable poco tiempo. Si encima el insecto realiza una muda de desprenderá totalmente del virus.
  2. Transmisión semipersistente. El virus a parte de fijarse en la cara externa del estilete, penetra parcialmente en él y su viabilidad es mayor que las moléculas expuestas al exterior.
  3. Transmisión persistente. Ocurre cuando el insecto prueba la planta, le gusta y se alimenta de su savia, penetrando las moléculas de virus en el sistema digestivo del insecto. Una vez llega el virus al intestino medio (es permeable) infecta a todo el insecto. Pero el insecto no será infectante hasta que el virus llegue a través de la hemolinfa a las glándulas salivares.

Podemos dividir en cuatro fases el ciclo por el que un insecto pasa hasta ser “infectante”:

  1. Periodo de adquisición. Es el tiempo que tiene que estar el insecto alimentándose para adquirir el virus:

Segundos, en la transmisión “no persistente”.

Minutos, en la transmisión “semipersistente”.

De varios minutos a aproximadamente una hora en la transmisión “persistente”.

  1. Periodo de latencia. Es el tiempo que pasa desde que el insecto adquiere el virus hasta que es capaz de transmitirlo:

Inmediatamente en la transmisión “no persistente”.

Inmediatamente en la transmisión “semipersistente”.

De una hora a varias horas en la transmisión “persistente”.

  1. Periodo de inoculación. Es el tiempo en el que un insecto infectante tiene que estar alimentándose de una planta sana para infectarla.
  2. Periodo de retención. Tiempo durante el cual el insecto mantiene la capacidad de infectar. En Bemisia tabaci es limitado ya que el virus no puede replicarse en ella y lo va perdiendo a medida que lo suelta y lo excreta; en Frankiniella occidentalis dura toda la vida del insecto ya el virus si es capaz de replicarse en él.

Por último, deciros que los virus se diagnostican por sintomatología (no es concluyente) mediante plantas indicadoras (plantas muy sensibles) y mediante test serológicos y se nombran de la siguiente manera: HOSPEDANTE-SÍNTOMAS-VIRUS.

4.4 Los nemátodos.

Son el grupo de animales más abundante con más de 20.000 especies. Se alimentan de otros nematodos, de animales, hongos, bacterias y plantas. Existen unas 100 especies fitopatógenas. Tienen el cuerpo anillado, alargado, sin patas ni apéndices, son transparentes y están cubiertos de una cutícula estriada formada por queratina y colágeno. Carecen de aparato circulatorio y respiratorio y poseen simetría bilateral. Debido a su pequeño tamaño y a que viven en el suelo, no pueden verse a simple vista y su estudio eficaz sólo ha sido posible desde hace unas décadas, cuando la disponibilidad de microscopios de alta resolución y la puesta a punto de técnicas para extraerlos del suelo, permitió estudios cuantitativos sobre sus densidades de población y correlaciones con los daños producidos en los cultivos. Suelen tener forma de hilo, con una longitud entre 0,1 y 2-3 mm y un diámetro unas 20 veces menor que su longitud y lo más llamativo de su organografía es el tubo digestivo, compuesto esquemáticamente por un estilete, esófago, intestino y ano. Los adultos son fácilmente identificables por la presencia de un sistema reproductor. Las hembras presentan uno o dos ovarios, útero, vagina y vulva y una o dos espermatecas donde se almacena el esperma. Los machos se distinguen fácilmente por la presencia de un aparato copulador en la cola, compuesto por las espículas, el gubernáculo y las alas. En general, presentan seis etapas en su ciclo de vida: huevo, cuatro estadios juveniles y adulto. Los pasos entre estadios juveniles y hasta adulto están separados por mudas. En general, la primera muda de J1 a J2 ocurre dentro del huevo, del que eclosionan como J2s, las cuales constituyen el principal estado infectivo en la mayoría de las especies. Los nematodos parásitos de plantas viven en la película acuosa existente en el laberinto de micro-túneles del suelo y dentro de los tejidos vegetales. Todos tienen alguna forma de estilete o arpón oral, que les permite perforar la pared de las células del hospedador e inyectar enzimas que digieren parcialmente el contenido de éstas, antes de que el nematodo lo succione hacia su sistema digestivo. Este proceso de alimentación puede realizarse desde fuera de la planta (ectoparásitos) o desde dentro de la planta (endoparásitos). La mayor parte del daño que los nematodos causan a las plantas está relacionado en alguna manera con el proceso de la alimentación, pues disminuye la capacidad de las raíces para captar y transportar nutrientes al resto de la planta, lo que se traduce en un debilitamiento general y en pérdidas de producción. Los efectos de los nematodos parásitos de plantas (fitoparásitos) sobre los cultivos se subestiman frecuentemente por agricultores y técnicos agrícolas debido a los síntomas inespecíficos que producen, que suelen confundirse con desordenes nutricionales, estrés hídrico, problemas de fertilidad del suelo, así como con otras infecciones secundarias causadas por hongos y bacterias, cuya entrada suele estar facilitada por la acción del nematodo. No obstante, estimaciones de diversas fuentes sugieren que los nematodos parásitos de plantas reducen la producción agrícola mundial entre un 12% y un 20%. Los nematodos son especialmente problemáticos en condiciones marginales de suelo o irrigación, es decir en suelos muy arenosos o demasiado arcillosos, en perfiles poco profundos, cuando el agua es un factor limitante y cuando las prácticas agrícolas no son las adecuadas, (marcos de plantación demasiado altos, monocultivos y rotaciones con varios cultivos susceptibles al mismo nematodo).

 Morfología de los nemátodos.
Morfología de los nemátodos.
 Ciclo biológico de los nematodos Meloydogine incognita.
Ciclo biológico de los nematodos Meloydogine incognita.
Meloydogine incognita.
Meloydogine incognita.