- contacto@gmgb.cl
Proyecto FIC-R BIP 30485880-0
Resumen
En Chile, alrededor del 20% de la producción en vides y hortalizas se pierden cada año a causa de enfermedades producidas por el hongo fitopatógeno Botrytis cinerea. Esta cantidad puede ser incrementada si existen lluvias tardías a fines de la primavera. La enfermedad de la podredumbre gris ocasionada por Botrytis afecta a pequeños y grandes agricultores de nuestra región. Si, además, se considera la escasez hídrica que viene sufriendo la región en los últimos 10 años, las pérdidas podrían ser superiores a lo reportado.
La capacidad de Botrytis de infectar a más de 1400 tipos de plantas hace casi imposible la erradicación de este hongo entre los cultivos de la zona. Por otro lado, el desconocimiento de la presencia de este hongo en la flora nativa y endémica de la región podría incrementar aún más la problemática. La flora nativa de la región de Coquimbo está constituida por 1.478 especies, de las cuales 850 especies (57,5%) están en categoría de estado de conservación: sea Extinta (EX), En Peligro (EP), Vulnerable (VU) o Fuera de Peligro (FP). Por lo tanto, el efecto de Botrytis sobre la conservación de plantas en peligro de extinción de la zona es desconocida.
El hongo B. cinerea es una de las especies más difíciles de controlar mundialmente, además es conocido por tener una extrema variabilidad genética y fenotípica sumado a una alta adaptabilidad a variados ambientes y una tasa de variabilidad y mutaciones espontáneas muy alta. Por ejemplo, se ha descrito la existencia de 4 posibles genotipos de B. cinerea que podrían relacionarse con su nivel de sensibilidad a ciertas moléculas antifúngicas. Estos genotipos dependen de la presencia o ausencia de dos transposones o elementos transponibles de diferentes tamaños: Boty y Flipper. Estos elementos son segmentos de ADN que pueden saltar desde una posición del genoma a otra, los cuales pueden producir cambios genéticos espontáneos, produciendo con ello efectos en la evolución de las especies. Se ha descrito la relación del genotipo Boty a cepas preferentemente de plantas sometidas a una mayor presión de fungicidas y a Vacuma asociado a plantas no sometidas a una alta presión de fungicidas. Según diversos autores, solo los aislados transposa y flipper presentan resistencia al antifúngico Iprodione mientras que Vacuma y Boty siempre se han comportado sensibles a este fungicida.
El presente proyecto tuvo como objetivo determinar si las cepas de Botrytis de la región de Coquimbo están presentes en plantas endémicas y/o nativas de la región de Coquimbo y en qué sectores estarían localizados. En segundo lugar, de determinó si los cultivos Vitis vinifera presentan infección por este hongo. Por otro lado, a todas las cepas aisladas en este estudio se les realizó un análisis genético para determinar las diferencias genéticas entre ellas, por ejemplo, determinar la presencia o ausencia del transposon Boty y/o Flipper ya que podría ser un indicador de resistencia a antifúngicos. Además, se realizó un análisis genético para determinar con certeza que las cepas aisladas corresponden a la especie de Botrytis cinerea. Por otro lado, fue fundamental determinar si las cepas de Botrytis de la región de Coquimbo eran resistentes a los antifúngicos comúnmente utilizados por la industria tales como Timorex, Iprodione, Pyrimethanil, Boscalid, Fluodioxonil, Tebuconazole, Fenhexamid, Sanicitrex y Bc-1000.
Introducción
Los hongos son el segundo grupo de eucariontes más diversos en el planeta después de los insectos; estimaciones mundiales han calculado que el número total de hongos varía entre 1 y 1.5 millones de especies fúngicas (Hawksworth, 1991). No obstante, existen cálculos que aluden a que estas cifras serían mayores, alcanzando entre 1.5 a 13.5 millones de especies fúngicas estimadas (O’Brien et al., 2005; Blackwell, 2011). Los hongos fitopatógenos no solo pueden infectar cultivos agrícolas, sino también, plantas nativas/endémicas y ornamentales, ya que todas las plantas son susceptibles de padecer alguna enfermedad fúngica. Sin embargo, por su importancia económica, los estudios científicos se han centrado en aquellos hongos patógenos que afectan los cultivos agrícolas. Los hongos fitopatógenos son causantes de enfermedades en pre y pos cosecha, produciendo pérdidas económicas que alcanzan entre 5 al 25% en países desarrollados, y 20 al 50% en países en desarrollo. Sin embargo, existen escasos registros de interacciones bióticas parasíticas que puedan estar afectando o produciendo enfermedades en las plantas nativas de la región.
En nuestra región se ha descrito la presencia del hongo fitopatógeno B. cinerea principalmente en cultivos de Vitis vinifera de los valles transversales. Sin embargo, existen escasos estudios de las poblaciones de este hongo, en otros hospederos que no sean de interés agrícola. Un estudio realizado en el Laboratorio de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de La Serena ha identificado la presencia de Botrytis en plantas nativas (Plaza et al., 2018).
El género Botrytis constituye un grupo de hongos fitopatógenos muy diverso, con numerosas especies identificadas que difieren en términos de su biología, ecología, características morfológicas y rango de huéspedes. Hasta el momento se han identificado 37 especies, de las cuales 7 de ellas han sido identificadas en la última década. Sólo tres especies han reportado tener múltiples plantas hospederas de diferentes familias botánicas en la naturaleza: B. cinerea, B. pseudocinerea y Botrytis sp. B83. Las especies restantes son consideradas como especialistas y presentan un estrecho rango de hospederos (Walker et al., 2011; Jarvis, 1980; Fekete et al., 2012).
En etapas tempranas Botrytis spp son difíciles de detectar, dado que se pueden encontrar en estado latente en la planta hospedera, por lo cual, resulta complicado hacer estudios epidemiológicos (Chardonnet et al., 2000). El principal mecanismo de dispersión de Botrytis son los conidios, permitiéndole recorrer largas distancias al ser dispersadas por corrientes de aire y con ello infectar diferentes órganos de las plantas (Moyano et al., 2003). Las especies de Botrytis han evolucionado hasta desarrollar complejas estrategias para superar el sistema de defensa de sus hospedadores (Weiberg et al., 2013) y para degradar la laminilla media, rica en pectina, y paredes celulares primarias de las plantas, que inducen la muerte celular y comprometen la integridad de los tejidos (Von Tiedemann, 2004; Cantu et al., 2008).
B. cinerea infectando frutos y hojas de V. vinifera (Fotografía tomada en el valle de Elqui)
Previo al desarrollo y utilización de técnicas moleculares para la detección de variabilidad genética en el género Botrytis, fueron los estudios basados en análisis de características morfológicas, especialmente relacionadas con la ontogenia del macroconídio, y de las relaciones de patogenicidad de las distintas especies, los que generaron los criterios más ampliamente utilizados para determinar las especies del género (Jarvis, 1977). Actualmente se recurre a técnicas moleculares específicas como, por ejemplo, la secuenciación de la región del espacio transcrito ribosomal nuclear (ITS) (Nuclear ribosomal internal transcribed spacer) (Holst-Jensen et al., 1998). Sin embargo, como las especies del género Botrytis están estrechamente relacionadas entre sí, diferenciarlas sólo con la técnica ITS, en muchas ocasiones, no permite diferenciar las especies de Botrytis debido a que sus genomas son muy parecidos entre sí, por lo que se ha tenido que usar la técnica de secuenciación de ADN nuclear de 3 genes como 3-phosphate dehydrogenase (G3PDH), Heat-shock Protein 60 (HSP60), y DNA-dependent RNA polymerase subunit II (RPB2) para poder determinar la especie de Botrytis (Staats et al., 2005).
Por lo cual, surgen interrogantes que incluyen cuál es la distribución de las poblaciones de B. cinerea en la región, así como también, si las poblaciones identificadas de Botrytis presentes en las plantas nativas están relacionadas con aquellas que están infectando los cultivos en los valles, y si el uso de antifúngicos tiene alguna influencia en la biología de este hongo.