UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAUNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE AGRONOMÍAFACULTAD DE AGRONOMÍA

POSTGRADO EN AGRONOMÍAPOSTGRADO EN AGRONOMÍAFUNDAMENTOS Y DIAGNÓSTICO FITOPATOLÓGICOFUNDAMENTOS Y DIAGNÓSTICO FITOPATOLÓGICO

CLASE 1CLASE 1Planta sana y planta enferma. Crecimiento y desarrollo de las plantas.

Respuesta de las plantas al efecto de agentes fitopatogénicos y del ambiente. Introducción al diagnóstico de enfermedades de las plantas.

Etiología. El triangulo, la pirámide y el cono de las enfermedades. Factores que influyen en el diagnóstico.

PROF.PROF.ss Helen Pérez Pivat Helen Pérez Pivat

MARACAY, ENERO 2014MARACAY, ENERO 2014

Importancia Histórica de las EnfermedadesImportancia Histórica de las Enfermedades

Año Enfermedad

1039 Ergotismo (Francia). Monjes de la Orden de San Antonio mostraron síntomas.

1845-1846 Tizón tardío de la papa (Irlanda). Hambruna. 1 millón de irlandeses fallecieron y 2 millones emigraron.

1882-1885 Mildiú lanoso de la uva (Francia). Pérdidas económicas y el descubrimiento del caldo bordelés.

1870-1880 Roya del cafeto (Ceylán). Ruina económica de productores. Ingleses se convierten en los primeros consumidores de té.

1915-19231930-1935

Mal de Panamá (Costa Rica, Panamá, Colombia y Guatemala). Pérdidas económicas.

1970 Tizón sureño del maíz (Estados Unidos). Reducción de rendimientos.

(Campbell y Madden, 1990)(Campbell y Madden, 1990)

Planta SanaPlanta Sana

Es aquella que puede llevar a cabo sus funciones fisiológicas al máximo de su potencial genético.

Estas funciones son:

Desarrollo celular:

División celular Crecimiento Expansión celular (aumento de volumen) Diferenciación

Absorción de agua y minerales Traslocación

Fotosíntesis Traslocación de fotoasimilados

Reproducción

Almacenamiento de reservas alimenticias

(Agrios, 2005)

Planta EnfermaPlanta Enferma

Sus funciones son alteradas por los organismos patógenos o por determinadas

condiciones del medio.

Causas principales de Causas principales de enfermedad:enfermedad:

Agentes bióticosAgentes bióticos Agentes abióticosAgentes abióticos

El proceso específico que caracteriza a una El proceso específico que caracteriza a una determinada enfermedad varía determinada enfermedad varía

considerablemente según el agente causal considerablemente según el agente causal y la planta afectada.y la planta afectada.

(Agrios, 2005)

Planta Sana y Planta EnfermaPlanta Sana y Planta EnfermaSíntesis de proteínas

Síntesis de vitaminas y hormonas

Reproducción y almacenamiento de almidón, proteínas y

grasas

Transpiración

Luz

Dióxido de carbono

Translocación de agua y minerales

Fotosíntesis

Translocación de

fotoasimilados

Tizón foliar

Tizón del retoño

Mancha del fruto

Pudrición del fruto

Mancha foliarCáncer

Marchitez

Marchitez vascular

Agalla de la corona

Azúcares y nitrógeno

forman aminoácidos

Absorción de agua y minerales

Síntesis de proteínas

Pudrición de la raíz

AG

RIO

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200

5)

Funciones básicas de una planta y la interferencia de las

enfermedades sobre las mismas.

Modelo del OperónModelo del Operón

Jac

ob

y

Mo

no

d (

196

1)

AG

RIO

S (

2005

)

Establecimiento de la infección en

una reacción compatible entre el patógeno y la

planta hospedante

Patógeno

Planta hospedante

Enzimas

Toxinas

Reguladores Crecimiento

PolisacáridosFactores de patogenicidad

Establecimiento y mantenimiento de las bases

de compatibilidad

Supresores de defensa de la planta

Genes de patogenicidad

Genes de virulencia

Elicitor de raza especifica

Núcleo

Núcleo

No hay reacción de defensa

especifica en la planta

Interferencia con el metabolismo y

translocación de nutrientes

Señales del hospedante

Quitina Ácidos grasos

Galacturonasas Fenoles

Genes de resistencia

Incompatibilidad especifica del receptor

Defensa no específica de la

planta

EnfermedadEnfermedad

Alteración fisiológica dañina a la planta, causada por irritación continua de un agente extraño.

Alteración fisiológica o morfológica negativa causada por acción continuada de un agente extraño o por la carencia prolongada de algún factor ambiental esencial para el funcionamiento adecuado del organismo.

(Arauz, 1998)

(Baterman, 1978)

EnfermedadEnfermedad

Mal funcionamiento de las células y tejidos del hospedante debido al efecto continuo sobre éstos últimos de un organismo patógeno o factor ambiental.

Como consecuencia, se originan cambios adversos en la forma y función de la planta, así como el deterioro o muerte de la

misma.

(Agrios, 2005)

Características de una Enfermedad

1.- Es fisiológica, causa desordenes en el metabolismo del vegetal (absorción, traslocación, fotosíntesis).

2.- Es progresiva, no es estática. Es una serie de reacciones sucesivas y continuas.

3.- Es anormal, porque hay una alteración en la fisiología y la morfología de la planta.

4.- Es dañina, ya que afecta los órganos o a la planta en su totalidad. (marchitamiento, muerte, quemado, entre otros).

Etiología

Parte de la Fitopatología que se encarga de determinar, estudiar y clasificar la causa de las

enfermedades.

Causantes de enfermedadesde origen biótico

Hongos: Más de 800 especies (1/3 de enfermedades de las plantas)

Bacterias: Más de 200 especies.

Virus y viroides.

Micoplasmas, Fitoplasmas y Rickettsias.

Nemátodos, ácaros, protozoarios, insectos y otros animales.

Plantas superiores parásitas o hemiparásitas.

Suelo:

- Humedad.

- Estructura.

- Elementos nutritivos.

- pH del suelo.

Metereológicas:

- Luz.

- Humedad relativa.

- Vientos.

- Lluvias, granizadas.

Causantes de enfermedadesde origen abiótico

Smog, ozono, residuos industriales.

Enverdecimiento, escaldaduras, lenticelosis, rajaduras, corazón negro, corazón hueco.

Contaminación Ambiental

Trastornos postcosecha

Trastornos genéticos

Otros

Principales respuestas de las plantas al efecto de fitopatógenos

1.- Debilitamiento del hospedante por absorción continua del alimento por parte del patógeno.

2.- Alteración o inhibición del metabolismo del hospedante por la secreción de toxinas, enzimas, polisacáridos y sustancias reguladoras de crecimiento.

3.- Bloqueo de la translocación de los nutrientes minerales y agua a través de los tejidos conductores.

(Agrios, 2005)(Agrios, 2005)

PROCESOS FISIOLÓGICOS

AFECTADOS EN LA PLANTA ENFERMA

(Arauz, 1998)(Arauz, 1998)

Germinación y establecimiento

temprano

Absorción de agua y

nutrimentos

Transporte de agua y

nutrimentos

Fotosíntesis

Formación y conservación de

estructuras reproductoras Transporte de

fotoasimilados

Respiración

DEFENSA DE LA PLANTADEFENSA DE LA PLANTA

Defensas Preformadas o PreexistentesDefensas Preformadas o PreexistentesAquellas presentes antes del ataque o contacto del

patógeno con el hospedante.

Defensas InducidasDefensas InducidasAquellas que se activan en respuesta al ataque o

contacto del patógeno con el hospedante.

DEFENSAS ESTRUCTURALESDEFENSAS ESTRUCTURALES

Preformadas o Preformadas o PreexistentesPreexistentes

InducidasInducidas

Cutícula gruesa y ceras cuticulares

Tricomas

Estomas

Tipos de células especializadas

(esclerénquima).

Cambios histológicos (bloquean el avance

del patógeno)Capas de corcho

Capas de abscisión, gomas,

tílides (tilosas)

Cutícula

Lamela celulosa

Proyecciones de ceras

Lámela de cera

Cutina

Células epidérmicas

Lamela de Pectina

Capa de celulosa

Membrana plasmática

Citoplasma

Capa de cera

Estructura y composición de la cutícula y pared celular de las células epidérmicas foliares

AG

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5)

Formación de una capa de corcho entre las zonas sanas e infectadas de la hoja.

CL= Capa de corcho, H= Zona foliar sana, I= zona foliar afectada; P= felógeno.

AG

RIO

S (

200

5)

DEFENSAS BIOQUÍMICASDEFENSAS BIOQUÍMICAS

Preformadas Preformadas o o

PreexistentesPreexistentesInhibidores presente en las

células vegetales antes de la infección (fenoles, taninos,

enzimas hidroliticas: gluconasas, quitinasas).

Inhibidores de la patogenicidad

(saponinas y glicoalcaloides)

DEFENSAS BIOQUÍMICASDEFENSAS BIOQUÍMICAS

InducidasInducidas

Defensa metabólica inducida por el ataque de patógenos:

compuestos fenólicos comunes (> concentración)

ácido clorogénico, ácido caféico, escopoletina.

Defensa debida a la destoxificación de las toxinas del patógeno:

Ácido Fusárico-Pyricularia.

Defensa debida a la inactivación de las enzimas del patógeno:

fenoles o producidos de oxidación inhiben enzimas pectolíticas y otras. Variedades resistentes >

polifenoles.

Reacción de Hipersensibilidad (HR)

Resulta de una reacción de incompatibilidad entre el patógeno y el hospedero. Ocurre en un lapso de

24 horas. Xanthomonas y Pseudomonas (manchas foliares,

tizones), TMV (tabaco).

Liberación de cianuros fungitóxicos a partir de complejos

no tóxicos: glucósidos o esteres cianogénicos no tóxicos, daño físico a

células o estrés que las rompen, reacción con enzimas hidrolíticas,

liberación de cianuro (toxico) (HCN), interfiere con proceso respiratorio en mitocondrias formamida destoxifica el

cianuro.

Reacción de hipersensibilidad en plantas de tabaco inoculadas con

el virus del mosaico del tabaco (TMV). Se desarrollan lesiones

necróticas en los sitios de ingreso del patógeno.

Fitoalexinas

Sustancias tóxicas que las plantas producen en cantidades apreciables, solo después de haber sido estimuladas por diferentes tipos de microorganismos fitopatógenos, o bien después de haber sufrido daños causados por agentes químicos o mecánicos.

Teoría de Van Der PlankTeoría de Van Der Plank

“La virulencia y avirulencia en el patógeno son la contraparte de susceptibilidad y resistencia en el

hospedante”

Teoría de FlorTeoría de Flor

“Por cada gen de resistencia en el hospedante hay un gen de virulencia en el patógeno”

Teoría de FlorTeoría de Flor

La capacidad de resistir al patógeno está condicionada por la presencia en el patógeno de los llamados genes de avirulencia, y en la planta del correspondiente gen de resistencia. Los genes de avirulencia

determinan los hospedantes que el patógeno infecta. La no existencia en la planta del correspondiente gen R, imposibilita la detección del patógeno por parte de la planta y su capacidad de resistir al ataque del

mismo.

Tipos de ResistenciaTipos de Resistencia

Resistencia HorizontalResistencia Horizontal

General.Cuantitativa.Poligénica .Eficaz contra cada uno de los patógenos.El hospedante puede permitir la infección.

Resistencia VerticalResistencia Vertical

Específica.Cualitativa.Monogénica.Específica contra razas específicas del patógeno. Inhibe el establecimiento inicial del patógeno.

1.- Plantas:

Genético (variedad R o S)

Fisiológico (adaptadas a las condiciones tropicales)

2.- Ambiente: Condiciones atmósfericas y su duración ( T, H, L), Suelo, manejo o prácticas culturales. Poblaciones de mosca blanca, ácaros, áfidos, trips, etc.

3.- Patógeno: Facilidad de diseminación, alta capacidad de reproducción y virulencia.

Poblaciones involucradas en el DiagnósticoPoblaciones involucradas en el Diagnóstico

Triángulo de la Enfermedad

Patógeno Virulento

Condiciones AmbientalesFavorables Hospedante

Susceptible

Pirámide de la Enfermedad

Tie

mp

o

Hospedante

Condiciones Ambientales

Patógeno

Planta Enferma (PE)Planta Enferma (PE)

PE PE = H + P + A + HA+HP+ PA + HPA= H + P + A + HA+HP+ PA + HPA

Donde: Donde: H : HospedanteH : HospedanteP : PatógenoP : PatógenoA : AmbienteA : AmbienteHA: interacción Hospedante-AmbienteHA: interacción Hospedante-AmbienteHP: Interacción Hospedante - PatógenoHP: Interacción Hospedante - PatógenoPA : Interacción Planta-AmbientePA : Interacción Planta-AmbienteHPA: Interacción Hospedante-Planta-AmbienteHPA: Interacción Hospedante-Planta-Ambiente

Cono de la Enfermedad

Tiempo

Ciclo Primario

Hospedante

Enfermedad

Población Enferma (Población Enferma (σσ22PE)PE)

σσ22PE PE = = σσ2 2 H + H + σσ2 2 P + P + σσ2 2 A + A + σσ2 2 HA+HA+ σ σ2 2 HP+ HP+ σσ2 2 PA + PA + σσ2 2 HPAHPA

Donde: Donde: σσ2 2 H : Varianza del HospedanteH : Varianza del Hospedanteσσ2 2 P : Varianza del PatógenoP : Varianza del Patógenoσσ2 2 A : Varianza del AmbienteA : Varianza del Ambienteσσ2 2 HA: Varianza de la interacción Hospedante-AmbienteHA: Varianza de la interacción Hospedante-Ambienteσσ2 2 HP: Varianza de la interacción Hospedante - PatógenoHP: Varianza de la interacción Hospedante - Patógenoσσ2 2 PA : Varianza de la interacción Planta-AmbientePA : Varianza de la interacción Planta-Ambienteσσ2 2 HPA: Varianza de la interacción Hospedante-Planta-AmbienteHPA: Varianza de la interacción Hospedante-Planta-Ambiente

1.- Selección y preparación del sitio de la plantación.

2.- Factores edáficos y climáticos.

3.- Material de propagación.

4.- Prácticas agrícolas.

5.- Medidas de control: químico, genético, biológico.

6.- Manejo de la plantación.

Factores que influyen en el DiagnósticoFactores que influyen en el Diagnóstico

GRACIASGRACIAS