La marchitez por Fusarium en Bananos:
Epidemiología, Conceptos de razas, con
énfasis en la raza 4 tropical
Dita M.A. Martínez B. L.
Fusarium oxysporum f. sp. cubense vs. Typhoon
Fusarium oxysporum f. sp. cubense – Hongo del suelo
Nombre científico: Fusarium oxysporum f. sp cubense Posición taxonómica
Dominio: Eukaryota
Reino: Fungi
Phylum: Ascomycota
Clase: Ascomycetes
Subclase: Sordariomycetidae
Orden: Hypocreales
Agente causal de la Marchitez por Fusarium de las musáceas
Nombres comunes (CABI 2007):
Español: Marchitez por Fusarium de los bananos y plátanos, Mal de
Panamá
Inglés: Fusarium wilt of banana; Panama disease of banana; Fusarium
vascular wilt of banana and abaca; Banana wilt
Francés: Maladie de Panama; Fusariose du bananier;
Alemán: Panama-Krankheit ; Banane Welke
Java: Javanese vascular wilt
Código Bayer: FUSACB
Conociendo al Agente causal de la Marchitez por Fusarium de las musáceas
• Microconidios: 5 - 16 x 2.4 - 3.5 µm, 1 o 2 células, ovales forma de riñón
• Fusarium oxysporum: ~ 100 formae speciales que causan marchitez en plantas
- agrupa especies de patógeno y saprófitos que
- NO pueden ser distiguidos morfológicamente!
Fotos: MA. Dita
Fuente: Ploetz (2000)
• Clamidiosporas:7 - 11 µm diámetro, usualmente globosas formadas idividuales o en cadenas
• Macroconidios: 27 - 55 x 3.3 - 5.5 µm, 4- 8 formato de de Hoz, con células basales en forma de pié.
Estructuras de F. o f. sp. cubense
Conociendo al Agente causal de la Marchitez por Fusarium de las musáceas
Micro – y Macroconidios: su papel en la Epidemiologia de la marchitez por Fusarium
Ambas estructuras son infectivas, pero se tienen evidencias (invernadero) de que los Macroconidios serían más eficientes en provocar infección en comparación a los Micro. En campo?
Se le ha dado un papel muy importante a los microconidios en la invasión sistémica de los tejidos del huésped – se transportan fácilmente en el flujo de agua y nutrientes
Al contrario de lo que algunos piensan, estas estructuras SÍ son importantes en campo - tanto en la dispersión del patógeno como en la generación de clamidosporas e infección. No siempre lo que infecta la planta en camposon las clamidosporas!
Oscurecimento de los vasos
secundarios del xilema
Penetración por
raíces secundarias
Microconidio
Macroconidio
Clamidosporas
Micélio
Muerte de la planta
Cesa la emisión de
hojas Marchitez
Germinación
Fromación de
Esporodóquios
Micelio y goma
obstruyen el sistema
Vascular
Gomas en vasos
y células adyacentes.
Colapso y deformación
Adaptado F.o.l en tomate
Micélio
y conidio
en vasos
Conidios y clamidosporas
formafadas en el sulo
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Epidemiología de la marchitez por Fusarium en bananos
Marchitez por Fusarium en Musáceas Síntomas externos
© M
igu
el D
ita
Marchitez por Fusarium en Musáceas
Sintomas internos
Formación de tilosas en los
vasos del xilema de banana
infectada por Marchitez por
Fusarium.
(G. E. VanderMolen, University of Rhode
Island)
Marchitez por Fusarium en Musáceas
Weeds
Centro de la enfermedad
Riego
Suelo
1
2
3
Epidemiología de la marchitez por Fusarium en bananos
Hijos asintiomáticos, pero infectados!
• Deshije
• Cosecha
• Post-cosecha - Planta Madre
• Tratamiento de Plantas enfermas
• Re-siembra
• Riego, drenaje
• Otras prácticas agrícolas
Epidemiología de la marchitez por Fusarium en bananos
Photo: Ploetz, 2009
Diseminación por hijos asintomáticos, pero infectados
Planta sana ? Los productores la dejan? Deberia dejar esa mata/ Plantón?
Planta enferma en fase
terminal, el productor
puede no saber que fue
Mal de Panamá y deja
la mata/plantón
Diseminación por hijos asintomáticos, pero infectados
• Planta enferma, los
productores pueden no
saber que los hijos
están infectados y los
deajn, incluso venden
• Planta sana ?
• Los productores la
usan como matetial de
siembra?
Diseminación por hijos asintomáticos, pero infectados ©
Mig
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Diseminación por suelo, restos de plantas contaminados
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Diseminación por suelo, restos de plantas contaminados
Diseminación por suelo, restos de plantas contaminados
Presencia del patógeno en tejidos infectados
Diseminación por suelo, restos de plantas contaminados
Diseminación de F. o. sp. cubense por el agua
Plantación de bananos en China, © Miguel Dita. 2009
Diseminación de F.o. sp cubense por el agua
Plantación de bananos en China, © Miguel Dita. 2009
Diseminación de F.o. sp cubense por el agua
Plantación de bananos en Colombia, © Miguel Dita, 2010
Raza 4 Tropical en China
G. M
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Diseminación de F.o. sp cubense por el agua
Plantación de bananos en China, © Miguel Dita. 2009
http://cdn5.wn.com/pd/9a/a0/11bffaa594c0a31bb87ca80c5f65_grande.jpg
Weeds
Disease
center
Irrigation
Soil
Diseminación vía aérea ?
Formación de esporodóquios
Crecimiento micelial externo
Tejidos de Grand Naine
Esporodóquios de Foc TR4 en
PDA después de estrés
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Diseminación vía aérea ?
Evidencias experimentales en INVERNADERO y Laboratorio
• Planta sana ?
• Los productores la
usan como matetial de
siembra?
Otros aspectos a considerar
• Planta enferma, los
productores pueden no
saber eso y usan
(incluso venden) hijos
infectdos
Epidemiología de la marchitez por Fusarium en bananos
Factores a considerar: 1. Hongo del suelo
2. Penetra por raíces secundarias
3. Produce estructuras resistencia : Clamidospora que pueden
permanecer en el suelo por más de 30 \ãnos en la ausencia
de variedades susceptibles
4. Se disemina por
a) Material de siembra visiblemente sano, pero que ya está
infectado
b) Suelo [ maquinaria, implementos, zapatos]
c) Água
d) Lluvia + viento
e) Aire?
Fusarium oxysporum: Apectos a considerar en la
casificación de razas de F. o. f. sp. cubense
http://www.salonhogar.net/Enciclopedia/NE_Razas_Etnias.htm
Las especies de Fusarium causan enfermedades en un amplio
rango de plantas hospedantes. Al menos 81 de 101 plantas
económicamente importantes de la lista de enfermedades de
cultivos de APS son causadas por Fusarium
Se encuentran en suelo, agua, aire y pueden ser transportados
en tejidos vegetales.
Pueden ser recobradas desde las raíces más profundas en el
suelo hasta las inflorescencias más altas de las plantas.
Si hay algo verde – debe haber Fusarium (Leslie & Sumerell 2006)
Las especies de Fusarium como fitopatógenos
Fusarium como fitopatógeno
Bananos: F. o. f. sp. cubense
• Microconidios: 5 - 16 x 2.4 - 3.5 µm, 1 o 2 células, ovales forma de riñón
• Fox: ~ 100 formae speciales que causan marchitez en plantas
- agrupa especies de patógeno y saprófitos que no pueden ser distiguidos
morfológicamente
Fotos: MA. Dita
Fuente: Ploetz (2000)
• Clamidiosporas:7 - 11 µm diámetro, usualmente globosas formadas idividuales o en cadenas
• Macroconidios: 27 - 55 x 3.3 - 5.5 µm, 4- 8 formato de de Hoz, con células basales en forma de pié.
Estructuras de F. o f. sp. cubense
Conociendo al Agente causal del Mal de Panamá
O’Donnell et al (2009)
~ 850 aislados de > 60 huéspdes
La incapacidad de discriminar
morfológicamente (inclusive a nivel
molecular..) las diferentes formas de
Fusarium oxysporum que afectaban
diferencialmente a determinados
hospederos derivó en la creación de la
formae specialis
Ex passiflorae – maracujá
lycopersici – Tomato
cubense - bananos
cubense
RT4
VCG01213
The pathogen races can be distinguished by
their ability to infect different varieties
within a set of host differential varieties
(Agrios, 2005 p.52 )
A que llamamos razas . Como se aplica este concepto en hongos en Fitopatologia?
Botánica : raza (= proles, 'stirps')
1911 - Barrus showed that there is genetic variability within a pathogen species;
i.e., different pathogen races are restricted to certain varieties of a host species.
1914- Stakman and colleagues established that morphologically
indistinguishable races of a pathogen within a pathogen species differ in their
ability to attack certain varieties.
Razas de Fusarium oxysporum f. sp. cubense
Despues de crear las formae specialis en Fusarium oxysporum,
había necesidad de resolver el asunto de las RAZAS
R1 – ‘quien dio orígen’ a la enfermedad VCG0120 – 01224 (excepto 01213/16)
Gross Michel
RS4 ~ 1977 –Subtrópicos
Asociado estrés– frío, encharcamientos
VCG- 0120,-1,-2,-9,-10,-11,-15 = 7
RT4 ~1990’s – Trópico Ambos trópico & subtrópicos
VCG01213, (01213/16 , -16) Cavendish
R4
R2 ~ también afecta los R1 suscepts?!
VCG0120, -8, otros?
Bluggoe
Guineo/cuadrado
Razas de Fusarium oxysporum f. sp. cubense
Race 1: Gross Michel (also Maçã (Silk), Pisang Awak)
Race 2: Bluggoe (and cooking bananas)
Race 3: Heliconia spp. (nueva especie?)
Race 4: Cavendish (subtropical-ST4 and Tropical-TR4)
Razas de Fusarium oxysporum f. sp. cubense
Variety R1 R2 R3 R4
Gross Michel S R R S
Bluggoe R S R S
Heliconia R R S ?
Cavendish R R R S
La raza 4 es la más destructiva de todas pues afecta tanto los variedades atacdas por la 1 y la 2 ssí como los clones del subgrupo Cavendish
*85 % de plátanos y bananos producidos en el mundo provienen de variedades susceptibles a TR4
Razas de Fusarium oxysporum f. sp. cubense
Análisis crítico del sistema actual de clasificación
En el patosistema Musa- Foc: 5 puntos que debemos considerar
1. Las razas fueron creadas con un número limitado de genotipos tanto del
huésped y como del patógeno;
2. Fueron establecidas con base a observaciones en campo – efecto de
ambiente, suelos etc;
3. Los Grupos de Compatibilidad Vegetativa ayudaron en los estudios de
Biologia de Poblaciones, pero por su esencia no están ligados a cualquier
característica de virulencia específica;
4. Hay genotipos de un mismo VCG (ej. 0124) que pueden afectar Bluggoe,
Gros Michel e incluso Cavendish en condiciones de campo (Bentley 1998,
Pérez, 2004, Thangavelu et al 2011). Lo contrario tambien puede ser
verdadero: Razas diferentes que pertenecen a un mismo VCG;
5. No se han identificados hasta el momento cuales son las bases genéticas
que hacen a Foc específico o NO a determinadas variedades y NI las
regiones genómicas del huesped que lo hacen inmune/resistente a
FOC…. La interacción gen-gen no ha sido comprobada.
Y esa tal de raza 4 Tropical de donde salió?
Razas de Fusarium oxysporum f. sp. cubense
1990 - Desarrollo de plantaciones en zona tropical de Asia (Indonesia y Malasia) se comenzaron a informar casos de marchitez por Fusarium en Cavendish a las que se les llamó raza 4 tropical (R4T) en inglés “tropical race 4” (TR4). Se descubrió que pertenecía a un único VCG – 01213, también llamado de 01216 o 01213/16
• Por que 4 y ese nombre de Tropical? • Que diferencias reales hay con la subtropical? • Y la Tropical también afecta en condiciones Subtropicales? • Y los síntomas son iguales? Ó hay diferencias con las
demás razas que eventualmente nos ayudarían a identificarla?
Marchitez por Fusarium : distribución mundial
Este MAPA es un intento aproximado de la distribución de
Foc realizado para fines académicos, no está basado en
estudios científicos y no debe ser tomado como referencia
por las autoridades
Este MAPA es un intento aproximado de la distribución de Foc realizado para fines académicos, no
está basado en estudios científicos y no debe ser tomado como referencia por las autoridades
Distribución de la Raza 4 tropical de Foc
La pregunta HOY no es si va a llegar o no a LAC o cómo?
La pregunta es cuando? – prevención – capacitación –
preparación – desarrollar capacidades
“guerra avisada no mata soldado"?
**Los síntomas provocados por raza 4 Tropical
son similares a los de la raza 1 y 2
Cortesía: Wayne O’Neil - Australia
Raza 4 tropical – Cavendish, Australia Raza 1 – Gros Michel, Costa Rica
Cortesía Wayne O’Neil - Australia
**Los síntomas provocados por raza 4 Tropical
son similares a los de la raza 1 y 2
Raza 4 tropical – Cavendish, Australia Raza 2 – Monthan (ABB), Brasil
La seria Amenaza de la Raza 4 Tropical Race 4 (cortesía de Dr. Molina )
+ 67,000 has. en China;
- ~ 500 has. in las Filipinas
- Taiwan – producción reducida 10x
G. M
olin
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“Raza 4 tropical una seria amenaza” (cortesía de Dr. Molina, Bioversity International, Filipinas )
Adaptado de Dr. C.P Chao, 2008 BAPNET
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Exportación Taiwanesa para Japón
(Millones de cajas - 12-kg )
G. Molina Bioversity
Raza 4 tropical en China
Millions of banana plants have died and
unfortunately we have found No Cure for
the disease," said Liu Shaoqin, a researcher
with Guangzhou's Academy of Agric. Science.
The disease is the CANCER of the plant
community," he said..
•CHINA – 285 000 ha
•~ 65,000 ha affected by Foc TR4
• Serious Problem on Cavendish
Conociendo la epidemiología de este patógeno:
• Cuales serían las medidas de manejo a implementar en una
plantación ?
• Porque las grandes compañias abandonaron la variedad Gros
Michel y la sustituyeron por los clones Cavendish?
• Cuál sería la medida más importante a tomar en Larinoaérica
y el Caribe con relación a la raza 4 tropical?
Algunas cuestiones a considerar
Mapa: David Brown & Miguel Dita
Este MAPA es un intento aproximado de la distribución de
Foc realizado para fines académicos, no está basado en
estudios científicos y no debe ser tomado como referencia
por las autoridades