De acuerdo con numerosas investigaciones, los marchitamientos vasculares son enfermedades que se encuentran ampliamente distribuidas y son muy destructivas y alarmantes, ya que se manifiestan en un marchitamiento mas o menos rápido, empardecimiento y muerte de hojas y rebrotes suculentos de algunas plantas, lo cual da como resultado la muerte de estas ultimas, tal como aparece registrado en uchuva por Forero de La Rotta et al, (2005). Los marchitamientos se deben a la presencia y actividades del patógeno en los tejidos vasculares xilémicos de las plantas; en pocas semanas el patógeno puede ocasionar la muerte de las plantas y de sus órganos que se localizan arriba del punto del invasión vascular en la mayoría de las plantas anuales y algunas perennes, aunque algunas plantas de este ultimo grupo no mueren sino
hasta después de varios años a partir del momento en que fueron infectadas por el hongo (Agrios, 2002).
Después de que el patógeno penetra el tejido vegetal, continúa propagándose internamente en forma de micelio o conidios a través de los vasos xilémicos hasta que muere toda la planta; las que logran continuar su ciclo de vida, permiten que el patógeno siga viviendo y produzca marchitamientos vasculares que se limita a los tejidos vasculares (xilema) y a algunas células circunvecinas (traqueidas) y nunca sale a la superficie de la planta incluso tampoco produce esporas. Solo cuando la enfermedad ocasiona la muerte de una planta infectada, el hongo se propaga hacia otros tejidos y esporula en la planta muerta o sobre la superficie de ésta tal como lo reportan numerosas investigaciones realizadas por Rodríguez (2006) en plantaciones de clavel cultivado en la Sabana de Bogotá.
Como se presenta en la Figura 7, en la prueba de patogenicidad, F. oxysporum procedente de uchuva mostró síntomas de necrosis vascular en las plantas inoculadas, donde se observa que los vasos conductores de nutrimentos se encuentran bloqueados, estos son los síntomas primarios del grupo de enfermedades conocidas como “marchitamientos vasculares”. Las traqueidas del xilema se obstruyen, impidiendo la comunicación entre las células de los vasos conductores y el transporte de sustancias, lo que genera una necrosis pronunciada (Barrera & Gómez, 1995).
Figura 7. Corte trasversal de tallo de uchuva con decoloración vascular a las tres semanas de inoculación con F. oxysporum f. sp. uchuva, síntomas primarios
típicos de la enfermedad.
Todos los marchitamientos vasculares, sin considerar el tipo de patógeno que lo ocasione, tienen ciertas características en común generalmente las hojas de plantas infectadas o de partes de plantas infectadas pierden su turgencia, se debilitan, adquieren una tonalidad que va del verde claro al amarillo verdoso, decaen y finalmente se marchitan, se tornan amarillas, empardecen y mueren. Las hojas pueden estar extendidas o bien enrolladas (Figura 8). Los retoños tiernos y jóvenes también se marchitan y mueren; los cortes trasversales que se hacen de tallos y ramitas infectados muestran varias zonas cafés decoloradas, tal como se presentan en la Figura 7. En los vasos xilémicos de tallos, raíces y otros órganos infectados, puede haber micelio y esporas del hongo. Algunos de los vasos xilémicos son obstruidos por el micelio, las esporas o bien los polisacáridos que produce el hongo. (Barrera et al, 1995)
A
Figura 8. Plantas de uchuva en el invernadero, inoculadas con Fou. Las hojas se observan débiles, decaídas, enrolladas, debido a la perdida de turgencia; además presentan una tonalidad que va del verde claro al amarillo.
La expresión de los síntomas internos y externos de la enfermedad se pudo observar en las plantas de uchuva y lulo inoculadas, con formas especiales del patógeno; se observa como es el efecto de la interacción planta-patógeno en las hojas a medida que se produce la colonización del microorganismo (Figura 9).
Figura 9. a. Área foliar de uchuva b. Área foliar del lulo. Síntomas secundarios característicos de la enfermedad, clorosis y amarillamiento foliar progresivo. En Colombia esta enfermedad ha causado grandes pérdidas en los cultivos de uchuva debido al deterioro que presentan las plantas; la marchitez severa por la necrosis en los tejidos vasculares y muerte celular, impide el transporte de sustancia a otras partes de la planta, ocasionando amarillamiento y debilitamiento general, que finalmente conduce a la muerte de la planta.
a.
Los síntomas del daño se inician con un amarillamiento de las hojas inferiores de la planta, tal como se observa en la figura 10.a y 11.a, la cual progresa hacia la parte superior de la misma produciendo un envejecimiento prematuro de las hojas (Figura 10.b y 11.b). La infección se efectúa en las raíces e hipócotilos de las plantas, donde su sistema vascular se puede decolorar tomando un color café-rojizo.
.
Figura 10. a. Plántulas de uchuva con síntomas de amarillamiento severo de las hojas bajeras, generado por el patógeno a partir de la cuarta semana de la inoculación, F. oxysporum f. sp. uchuva. b. Plántula control de uchuva sin
síntomas, plántula de uchuva inoculada con Fou que presentan envejecimiento prematuro de las hojas y clorosis por el avance de la enfermedad.
Figura 11. a. Plántulas de lulo con síntomas de amarillamiento ligero de las hojas bajeras, generado por el patógeno a partir de la cuarta semana de la inoculación, F. oxysporum f. sp. lulo. b. Plántula control de lulo sin síntomas,
plántulas de lulo inoculada con Fol que presentan envejecimiento prematuro de las hojas y se observan hojas marchitas secas pero que aun permanecen adheridas a la planta.
a.
b.
Igualmente es necesario tener en cuenta que la enfermedad ha aumentado considerablemente en los últimos años llegando a ser una de las más limitantes en las zonas de producción ubicadas en los municipios de Granada y Silvania (Cundinamarca). Una de las causas ha sido por que los productores siembran continuamente esta especie vegetal sin tener en cuenta algún tipo de rotación del cultivo, que junto con las características de sobrevivencia que presenta el hongo tanto en el suelo como en restos de cultivo hacen que pueda perdurar por espacio superior a los 6 años.
En el primer ensayo realizado, al inocular Fou sobre las 11 especies previamente seleccionadas, únicamente se obtuvieron síntomas típicos de la enfermedad sobre las plantas de uchuva; los síntomas observados presentaron características similares a las que se presentan en el campo. De igual manera las formas especiales inoculadas sobre diferentes hospederos presentaron síntomas solamente sobre los hospederos de donde fueron obtenidos, esta especificidad la registran varios investigadores en numerosos trabajos publicados (Agrios, 2002; Nelson, (2002).
Lo primero que se observa en campo es un amarillamiento en las hojas básales, posteriormente se marchitan se secan pero permanecen adheridas a la planta (Figura 12.a). Esta sintomatología va progresando hacía la parte superior de la planta a veces sólo toma un sector de la misma. Al comienzo las plantas muestran marchitez en las horas más calurosas del día recuperándose al final del mismo pero finalmente se marchitan y mueren. Las raíces principales y el tallo presentan necrosis vascular, cuando se corta el tallo se observa una necrosis de color marrón en los vasos conductores de xilema, lo cual avanza desde el nivel del suelo hasta la parte más alta de la planta (Figura 12 b.) (Forero de La. Rotta y Quevedo, 2005)
Figura 12. a. Se observa en campo, una clorosis parcial en las hojas de uchuva, un capacho de color verde intenso y el resto cloróticos hacia un lado de la planta, hojas marchitas secas pero que aun permanecen adheridas a la planta.
b. Corte longitudinal del tallo de plantas de uchuva, se observa el sistema vascular de color marrón por el avance del patógeno, y se observa en la parte posterior, el avance del patógeno en los vasos conductores en la fase inicial del necrosamiento, se caracteriza por presentar una apariencia blanquecina pulverulenta.
La enfermedad es favorecida por temperaturas cálidas (20ºC) asociada a alta humedad relativa, características del clima que son comunes en las zonas de producción que se encuentran afectadas por la enfermedad. Otro síntoma característico, es la necrosis vascular unilateral que coincide con el amarillamiento del follaje, puesto que inicialmente se manifiesta en las hojas y tejidos de un solo lado de la planta (Figura 13). Cuando las raíces y tallos son invadidos por el hongo, los síntomas se muestran como una pudrición oscura, particularmente sobre las raíces laterales más pequeñas. Después que la planta muere, y bajo condiciones de ambiente húmedo, el hongo fructifica sobre la superficie del tallo. (Rodríguez, 2006)
Figura 13. a. Hojas de uchuva que presentan síntoma foliar característico del desarrollo unilateral de la enfermedad. b. Síntoma foliar en la cuarta semana de inoculación, avance de la unilateralidad de la enfermedad.
Fusarium puede reducir fuertemente el rendimiento en campo donde la incidencia de este hongo es alta. Éste sobrevive por muchos años en el suelo, la enfermedad es favorecida por climas cálidos y suelos con textura arenosa. En regiones templadas es muy severo en cultivos desarrollados bajo condiciones de invernadero. Los daños se presentan con mayor severidad cuando la planta es sometida a periodos de estrés en la etapa de floración y fructificación. (Fischer et al, 2005)
Por otro lado, Fusarium puede ser diseminado en semilla vegetativa, estacas, plántulas infectadas, maquinaria agrícola, herramientas, agua de riego y cualquier medio que facilite el movimiento de suelo.
Por ser uno de los cultivos de mayor importancia en Colombia, es una enfermedad que debe ser estudiada con precaución con el fin de tener elementos que permitan proponer estrategias de manejo y control de la enfermedad.
5.5 REAISLAMIENTO DEL HONGO A PARTIR DE MATERIAL VEGETAL INOCULADO
Bajo las condiciones del ensayo, el microorganismo se recupero de las plantas de uchuva, lulo y tomate que presentaron síntomas de la enfermedad, pero no de los tejidos vegetales procedentes de plantas asintomáticas inoculadas, de igual forma a partir de las plantas testigo no se evidencio crecimiento del patógeno.
Otro resultado importante que cabe mencionar, fueron las características del sistema radical.
Se presentó mayor severidad de agresión en las plantas de uchuva y de lulo que en tomate de ensalada con sus respectivos inóculos. Las plantas de uchuva inoculadas con Fou, mostraban escasez en los pelos radicales al igual que las plantas de lulo con Fol. El tomate de ensalada con Fote presentó un sistema radical medianamente escaso. Esto, debido a la presencia del patógeno en el interior, afectando el proceso fotosintético en toda la planta por la clorosis, amarillamiento y pérdida de turgencia en las hojas que disminuye la captación de luz solar. Además, se bloquea la traslocación de productos hacia las raíces y demás partes de la planta (Barrera & Gómez, 1995). Por lo anterior, se detiene el crecimiento y desarrollo radical, se observa una escasez de los pelos radicales, disminución en la elongación de las raíces, atrofiamiento, necrosis (color marrón) y una leve pudrición oscura en las plantas inoculadas. Las plantas control presentaban un sistema radical abundante y sin pudrición (Figura 14 a. y b.).
Figura 14. a. Sistema radical de las plantas de uchuva inoculadas con Fou a los 30 días de transplantadas b. Planta de lulo inoculada con Fol. Se observa pudrición oscura, atrofiamiento, escasez en los pelos radicales, raíces color marrón necrosadas. Las plantas control de uchuva y lulo presentaron un sistema radical abundante y sin pudrición.
De acuerdo con lo anterior se confirmó que el patógeno produce distintas formas especiales, las cuales no se pueden diferenciar por su morfología o por las características culturales de las colonias, sin embargo, son fisiológicamente diferentes por su capacidad de parasitar y ocasionar enfermedades en plantas hospedantes específicas. Esto se debe a que solamente las plantas hospedantes y sus exudados radicales satisfacen los requerimientos nutricionales del hongo y, por lo tanto, éste puede desarrollarse solamente en este tipo de plantas (Nelson, 1981; Gordon y Martyn, 1997).
En el segundo ensayo permitió corroborar que dentro de las solanáceas únicamente Fou afecta las plantas de uchuva y en la misma forma los inóculos de las formas especiales (lulo y tomate de ensalada), no tienen ningún grado de patogenicidad sobre las plantas de uchuva. Como se observa en la figura 15, no se presentan diferencias en crecimiento de las plantas de uchuva inoculadas con aislamientos de F. oxysporum, procedentes de lulo, tomate de ensalada y el control sin inocular, sin embargo las plantas de uchuva no alcanzaron su desarrollo ya que a la séptima semana se observaron totalmente marchitas y necrosadas (Ver
anexo F, G, H, I). Se encontró que las plantas de uchuva disminuyen su crecimiento a partir de la tercera semana de la inoculación, lo cual permite indicar que el periodo de incubación de la enfermedad empieza a partir de las tres semanas de iniciado el ciclo de la enfermedad. Este resultado es de gran importancia para los productores ya que si el inóculo se encuentra en el suelo es probable que estos síntomas pasen desapercibidos por los cultivadores, o que se presente una especie de enmascaramiento de la enfermedad en las plántulas que se adquieren en los viveros encargados de su producción y venta.
DIFERENCIACIACION DEL CRECIMIENTO DE LA UCHUVA EN SUS CUATRO TRATAMIENTOS
0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 SEMANAS AL T URA T A L L O ( cm) CONTROL INOCULO TOMATE INOCULO UCHUVA INOCULO LULO
Figura 15. Crecimiento de las plantas de uchuva inoculadas con Fou, Fol y Fote junto con el control de uchuva, después de ocho semanas de iniciado el ensayo.
Los resultados obtenidos con los inóculos de las formas especiales de lulo y tomate de ensalada se presentan en la figura 16, que muestran que únicamente el inóculo de lulo o tomate de ensalada fueron patogénicos sobre cada una de las especies que procedían. Se observa que el periodo de incubación en las plantas de lulo se inicia a partir de la cuarta semana y después de tres semanas la planta muere; en tomate de ensalada el
periodo de incubación se manifiestan a partir de la quinta semana de la inoculación, sin embargo después de las ocho semanas la planta aun no presenta muerte de tejidos, únicamente se presento amarillamiento foliar y poco desarrollo.
En relación con los resultados encontrados sobre las plantas de uchuva, es necesario mencionar que la patogenicidad de Fou sobre su hospedero es mayor que la forma especial de cada una de las dos solanáceas mencionadas con anterioridad; dado el corto periodo de incubación que presenta, es posible que este relacionado con algunas de las características de las plantas de uchuva, como la suculencia que presenta lo cual facilita no solamente la penetración del microorganismo sino también su colonización.
DIFERENCIACION DEL CRECIMIENTO DEL LULO EN SUS CUATRO TRATAMIENTOS
0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 7 8 SEMANAS A LTU R A TA LL O (c m ) CONTROL INOCULO TOMATE INOCULO UCHUVA INOCULO LULO
DIFERENCIACION DEL CRECIMIENTO DEL TOMATE DE ENSALADA EN LOS CUATRO TRATAMIENTOS 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 SEMANAS A LTU R A TA LL O (c m ) CONTROL INOCULO TOMATE INOCULO UCHUVA INOCULO LULO A B
Figura 16. Crecimiento de las plantas de lulo (A) y tomate de ensalada (B) inoculadas con Fou, Fol, Fote, junto con sus respectivos controles, después de ocho semanas de iniciado el ensayo.
En los ensayos realizados sobre las otras solanáceas (C. betaceae, D. stramonium y N. tabacum), se encontró que ninguno de los inóculos ensayados presento algún grado de patogenicidad sobre este grupo de plantas, como se observa en la Figura 17. El crecimiento de las plantas
fue semejante al de las plantas sin inocular, a pesar de que en el caso de D. stramonium el control tuvo una altura mayor que el de las plantas inoculadas con las formas especiales del microorganismo, pero no se observaron síntomas de amarillamiento, marchitamiento o necrosis vascular, posiblemente su mayor altura pudo ser debido a factores del ambiente, como ubicación en un lugar donde la cantidad de luz era mayor (Ver anexo F, G, H, I).
Este resultado también permite concluir que el inóculo procedente de las plantas de uchuva con los síntomas de “marchitamiento vascular”, solo es patogénico en plantas de uchuva, pero no tiene la capacidad de afectar el grupo de las solanáceas que forman parte de este trabajo.
DIFERENCIACION DEL CRECIMIENTO DEL TOMATE DE ARBOL EN LOS CUATRO TRATAMIENTOS
0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 SEMANAS AL T URA T A L L O ( cm ) CONTROL INOCULO TOMATE INOCULO UCHUVA INOCULO LULO
DIFERENCIACION DEL CRECIMIENTO DE DATURA EN LOS CUATRO TRATAMIENTOS
0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 SEMANAS A LTU R A TA LLO ( cm ) CONTROL INOCULO TOMATE INOCULO UCHUVA INOCULO LULO A B
DIFERENCIACION DEL CRECIMIENTO DEL TABACO EN LOS CUATRO TRATAMIENTOS
0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 SEMANAS AL T URA T A L L O ( cm ) CONTROL INOCULO TOMATE INOCULO UCHUVA INOCULO LULO C
Figura 17. Crecimiento de las plantas de tomate de árbol (A), Datura (B) y Tabaco (C), inoculadas con Fou, Fol y Fote, después de ocho semanas de iniciado el ensayo.
5.6 MEDICIÓN DE LA SEVERIDAD DE LA ENFERMEDAD
De acuerdo con la evaluación realizada teniendo en cuenta la escala de severidad utilizada por el CIAT, 1987; sobre el grupo de solanáceas ensayadas, únicamente las plántulas de uchuva, presentaron un marchitamiento generalizado y clorosis de casi el 25% a la tercera semana de inoculación. Al cabo de la sexta semana, presento una necrosis vascular severa y un amarillamiento generalizado. Las demás plantas no presentaron ningún síntoma (Figura 18).
Las plantas de lulo inoculadas con las formas F. oxysporum f. sp. lulo, presentaron clorosis de casi el 15% a la tercera semana de inoculación. Al cabo de la séptima semana, presento una necrosis vascular severa y un amarillamiento generalizado. Las demás plantas no presentaron ningún síntoma (Figura 18).
Las plantas de tomate de ensalada inoculadas con F. oxysporum f. sp. lycopersici, presentaron clorosis de casi el 10% a la quinta semana, una necrosis vascular intermedia, el desarrollo foliar y radical disminuyo pero no se observo marchitez generalizada. Las demás plántulas no presentaron ningún síntoma (Figura 18).
Las plantas de tomate de árbol, datura y tabaco inoculadas con F. oxysporum f. sp. lycopersici, F. oxysporum f. sp. lulo y F. oxysporum f. sp. uchuva, no presentaron ningún síntoma. Además tanto las plantas inoculadas como las no inoculadas tuvieron un óptimo crecimiento (Ver anexo F, G, H, I)
La severidad de la enfermedad y la defoliación prematura fue directamente proporcional a el avance del tiempo, demostrando que las plantas de uchuva inoculadas con F. oxysporum f. sp. uchuva, a la primera semana mostraron una severidad del 0% y a la sexta semana fue del 100%; las plantas de lulo inoculadas con F. oxysporum f. sp. lulo, a la
primera semana mostraron una severidad del 0% y a la séptima semana fue del 100%; las plantas de tomate de ensalada inoculadas con F. oxysporum f. sp. lycopersici, a la primera semana mostraron una severidad del 0% y a la octava semana fue del 25% (Figura 18).
SEMANA Uchuva+Fou Severidad (%) Severidad Lulo+Fol (%) Severidad Tomate de ensalada+Fote (%) 1 0 0 0 2 10 5 0 3 25 15 0 4 50 25 0 5 75 50 10 6 100 75 15 7 - 100 20 8 - - 25
Figura 18. Tabla de medición de la severidad de la enfermedad (%) en plantas de uchuva con Fou, lulo con Fol y tomate de ensalada con Fote, durante las ocho semanas.
Demostrando así que las plantas que mas patogenicidad presentaron fueron las de uchuva con su inóculo respectivo, continuando las plantas de lulo y finalmente el inóculo que menos patogenicidad presentó fue el de tomate de ensalada. Esto puede deberse a las características fisiológicas de las plantas de uchuva, que por su tallo más suculento, permite la penetración y colonización del microorganismo de una forma más fácil y rápida.
5.7 MEDICIÓN DE LA DECOLORACIÓN VASCULAR
Teniendo en cuenta la escala propuesta por Corrales & CIAT, 1987; la decoloración en plantas de uchuva con Fou en la segunda semana fue ligera, aumentando progresivamente cada semana hasta que finalmente la planta presentó una decoloración vascular severa en la sexta semana de inoculadas. Además se observó clorosis progresiva, finalmente un amarillamiento severo, un porcentaje de defoliación alto, marchitez aguda