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InfoMusa - Vol. 13 - No.210 InfoMusa - Vol. 13 - No.2 11 Enfermedades y plagas: Un análisis de su importancia y manejo Randy Ploetz Rice Chromosome 10 Sequencing Consortium. 2003. In depth view of structure. Activity and evolution of rice chromosome 10. Science 300:1566-1569. Richberg M.H., D.H. Aviv & J.L. Dangl. 1998. Dead cells do tell tales. Curr. Opin. Plant Biol. 1:480-488. Ryerson D.E. & M.C. Heath. 1996. Cleavage of nuclear DNA into oligonucleosomal fragments during cell death induced by fungal infection or by abiotic treatments. Plant Cell 8:393-402. Solomon M., B. Belenshi, M. Delledonne, E. Menachem & A. Levine. 1999. The involvement of cysteine proteases and protease inhibitor genes in the regulation of programmed cell death in plants. The Plant Cell 11:431-444. Zhao B.Y., E. Ardales, E. Bresset, L.E. Claflin, J.E. Leach & S.H. Hulbert. 2004. The Rxo1/Rba1 locus of maize controls resistance reactions to pathogenic and non-host bacteria. Theor. Appl. Genet. 109:71-79. L as plagas y enfermedades repre- sentan factores mas y mas limita- dores de la producción, tanto de los pequeños productores, como de la destinada a la exportación, y pueden causar pérdidas catastróficas (Jones 2000a). Las enfermedades son la razón por la cual se establecieron programas de mejoramiento en Trinidad, Jamaica, Honduras y Nigeria, y han sido citadas como la razón primaria para la creación de INIBAP (Buddenhagen 1993). Es lo más apropiado que una sesión de esta reunión se dedique a estas limitaciones para la producción. Las enfermedades y plagas de Musa presentan problemas significativos en todo el mundo. Las enfermedades afectan todas las partes de las plantas, son causadas por hongos, bacterias y virus, y han sido tópicos para libros enteros (Jones 2000a, Stover 1972, Wardlaw 1961). Las plagas, aunque de menor importancia global, no obstante son factores serios para la producción por derecho propio (Gold et al. 2001, Gold et al. 2002, Gowen y Quénéhervé 1990). En este corto análisis presentamos los más importantes de estos problemas y lo concluimos con una discusión de algunos tópicos actuales. Principales enfermedades Enfermedades fungosas Las enfermedades causadas por los hongos son las más comunes y destructivas (Jones 2000). Las enfermedades de las manchas foliares causadas por las especies de Mycosphaerella causan daños de moderados a severos dondequiera que ocurren lluvias significativas (Jacome et al. 2003). La enfermedad de la raya negra de la hoja, conocida mejor como la Sigatoka negra y causada por Mycosphaerella fijiensis, es la más importante. Esta enfermedad se presenta en las tierras bajas de los trópicos húmedos y tiene un amplio rango de hospedantes incluyendo el subgrupo Cavendish (AAA) y los plátanos (AAB). En algunas partes, la mancha foliar eumusae, causada por Mycosphaerella eumusae, Sigatoka, causada por Mycosphaerella musicola, y pecas causadas por Mycosphaerella musae, son igual o más importantes. El marchitamiento por Fusarium, causado por Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), es un problema letal y muy propagado de este cultivo (Ploetz y Pegg 2000). Este hongo destruyó el comercio de exportación que hasta 1960 dependía del ‘Gros Michel’ (AAA). Una variante recientemente reconocida, la raza tropical 4 (TR4), afecta los cultivares Cavendish y amenaza la producción para la exportación y la de los pequeños productores, así, como de muchos otros cultivares fuera de su rango endémico del Sudeste asiático. Las siguientes enfermedades serias pero de menor magnitud son: las enfermedades de las manchas foliares cladosporium, causadas por Cladosporium musae, y las pecas, causadas por Guignardia musae; los problemas postcosecha de la antracnosis y de la podredumbre de la corona, causados principalmente por Glomerella musae; y las podredumbres de las raíces causadas por Cylindrocladium/Calonectria spp. (Jones 2000b, Jones 2000c, Muirhead y Jones, 2000, Ploetz et al. 2003a). Enfermedades bacterianas Las bacterias causan varios tipos de enfermedades, las más significativas de las cuales son los marchitamientos vasculares (Thwaites et al. 2000). Con excepción de Filipinas, la enfermedad del Moko, causada Martin B. Dickman trabaja en la Universidad de Nebraska, Departamento de Fitopatología, Lincoln, Nebraska 68583 EEUU Enfermedades y plagas InfoMusa - Vol. 13 - No.212 InfoMusa - Vol. 13 - No.2 13 Figura 1. Daños causados por nematodos. Gi se la Or jed a, IN IB AP por la raza 2 de Ralstonia solanacearum, está restringida al hemisferio occidental. Esta enfermedad ha eliminado al altamente susceptible ‘Bluggoe’ (ABB) en muchas áreas productoras en el occidente. En contraste, la enfermedad sanguínea, causada por una Ralstonia sp. (posiblemente solanacearum), se encuentra en el hemisferio oriental solo en unas cuantas pequeñas islas del archipiélago de Indonesia. Las enfermedades del Moko y la sanguínea producen síntomas similares en los bananos y se transmiten por insectos voladores. Recientemente, el patógeno que causó el marchitamiento bacteriano en el ensete, Xanthomonas campestris pv. musarum, ha sido implicado en una epidemia devastadora de bananos en Uganda (Thwaites et al. 2000, Tushemereirwe et al. 2003, S. Eden- Green comunicación personal, 2004). Una podredumbre de la fruta Bugtok, causada por R. solanacearum, está restringida a Filipinas. Menos importantes, pero más propagadas, son las podredumbres del rizoma y del pseudotallo, las cuales son causadas por Erwinia spp. (Thwaites et al. 2000). Enfermedades virales Existen cuatro enfermedades significativas del banano que son causadas por los virus (Jones 2000, Ploetz et al. 2003a). El bunchy top es la más dañina y pueden ocurrir pérdidas totales si no se hace un diagnóstico temprano y no se practica un estricto saneamiento. Lo más probable es que esta enfermedad es causada por el virus bunchy top del banano (BBTV) (la causa y efecto no han sido demostrados en las plantas inoculadas artificialmente), y con la excepción de tres islas en la cadena de Hawai, se encuentra solo en el hemisferio oriental. El mosaico de las brácteas, causado por el virus del mosaico de las brácteas del banano (BBMV), tiene una distribución más restringida en el este y es menos destructiva que el bunchy top. En contraste, el rayado del banano, causado por el virus del rayado del banano (BSV), y el mosaico del banano, causado por el virus del mosaico del pepino (CMV), se encuentran en la mayoría de las áreas donde se cultivan los bananos. Usualmente, estos virus causan daños menores, pero existen cepas severas de cada uno de ellos. Antes de que el BSV y el rayado fueran descritos (Lockhart 1986), los síntomas del rayado se confundían a menudo con los del mosaico (Stover 1972, Wardla 1961). Al menos cuatro cepas del BSV que están ligadas al genoma B pueden ser activadas (convertirse en episomales) en germoplasma A X B vía meiosis y estrés inducido por el cultivo de tejidos (Geering et al. 2001, Geering comunicación personal 2004). Ellas amenazan el progreso alcanzado por los programas de mejoramiento y al movimiento seguro de germoplasma de híbridos. Principales plagas Los nematodos son las plagas más importantes del banano y, dependiendo del ambiente y ubicación geográfica, cuatro especies pueden causar daños significativos (Gowen y Quénéhervé 1990) (Figura 1). El nematodo barrenador, Radopholus similis, es el más propagado (Sarah et al. 1996). Pratylenchus coffeae y Pratylenchus goodeyi causan daños igualmente serios, pero son, respectivamente, menos comunes y relativamente raros en el banano en todo el mundo (Bridge et al. 1997). Todos los nematodos mencionados arriba impactan la producción en los trópicos, mientras que el nematodo de espiral, Helicotylenchus multicinctus, causa mayores daños en los subtrópicos (McSorley y Parrado 1986). El picudo negro del banano,Cosmopolites sordidus, es el insecto más común e importante en el banano (Gold et al. 2001). Manejo Las opciones para el manejo sostenible generalmente son limitadas. Las medidas culturales pueden ser muy exitosas contra algunas de las enfermedades y los procedi- mientos de saneamiento y depuración que se utilizan contra el Bunchy top y la enfermedad del Moko son ejemplos sobresalientes (Thomas y Iska-Caruana 2000, Thwaites et al. 2000). Sin embargo, ellas son eficaces solo marginalmente en otras situaciones, la más notable es el deshoje para el manejo de la Sigatoka negra en las áreas con altas precipitaciones (aunque el deshoje desempeñó un papel principal en la reciente erradicación de la enfermedad en el área de Tully en Australia, el mismo coincidió con un clima inusualmente seco). InfoMusa - Vol. 13 - No.212 InfoMusa - Vol. 13 - No.2 13 Figura 2. Plantación infestada por Xanthomonas campestris en la República democrática del Congo (izquierda). Fruta infectada (derecha). Gu y B lom me , IN IB AP El control químico es eficaz contra las manchas foliares, pero debido a su alto costo, esta no es una opción para los pequeños productores. En contraste, la producción de los cultivares Cavendish destinada a la exportación no sería posible sin el uso liberal de los fungicidas. En un menor grado, las plagas del banano también pueden ser manejadas químicamente. Los problemas de impacto ambiental y de la salud humana que están asociados con el uso de los plaguicidas en la producción bananera han recibido una considerable atención (Ploetz 2000, Ploetz et al. 2003b). La resistencia genética es benigna para el ambiente y muy eficaz contra algunas plagas y enfermedades. Algunos bananos de las razas indígenas tienen resistencia a las manchas foliares Mycosphaerella, marchitamiento por Fusarium y R. similis y fueron utilizados para reemplazar los clones susceptibles y, siempre que fuera posible, como progenitores en los programas de mejoramiento convencional. En un menor grado, también existe resistencia en los bananos de razas indígenas contra la enfermedad del Moko, otros nematodos y C. sordidus; en general, esta resistencia no ha sido utilizada en los programas de mejoramiento. Con unas pocas excepciones, poca resistencia natural existe para problemas bacterianos, virales y nematodos distintos a R. similis. De este modo, los enfoques no convencionales, en particular la transformación genética, han recibido atención considerable cuando estos problemas han sido tomados en cuenta por los programas de mejoramiento. El grado hasta el cual los bananos transformados o modificados genéticamente resolverán estos problemas y si los consumidores los aceptarán se desconoce actualmente. Concluyo con un vistazo más cercano de unos cuantos problemas importantes. Nuevas amenazas Epidemia del marchitamiento bacteriano en Uganda Hasta hace poco tiempo, el marchitamiento bacteriano (BXW), causado por X. campestris pv. musacearum, fue visto como un problema en el ensete, Ensete ventricosum, pero no en el banano (Thwaites et al. 2000). Se sabía que el banano era susceptible, pero debido a que este no es un cultivo importante en Etiopía, el BXW no fue visto como una enfermedad de banano importante. La rapidez con la cual el BXW se ha movido es alarmante. Reconocido por primera vez en una sola finca en el Distrito de Mukono en octubre de 2000, la enfermedad fue reportada en 15 subcondados en cuatro distritos más para el mes de junio de 2003 (Tushemereirwe et al. 2003). Para octubre de 2003, la presencia de la enfermedad se confirmó en 10 distritos y se sospechó en ocho más (ver mapa en www.cabi-bioscience.org/Html/Glob alPlantClinic.htm). Actualmente, la presencia de la enfermedad ha sido confirmada en 18 distritos de Uganda así como en la República Democrática de Congo (G. Blomme comunicación personal 2004, S. Eden-Green comunicación personal 2004). En algunos campos se produjeron pérdidas de hasta el 70% de las plantas (Figura 2). Tanto los bananos exóticos como los bananos de los altiplanos de Africa Oriental (EAHB) son susceptibles. Ya que el patógeno se mueve aparentemente por los insectos voladores y la enfermedad ocurre en un área de escasos recursos, donde sería difícil implementar medidas de erradicación y de control, es probable que la propagación continúe. El BXW amenaza claramente a extensas áreas de banano a través de Africa Oriental. Gu y B lom me , IN IB AP InfoMusa - Vol. 13 - No.214 InfoMusa - Vol. 13 - No.2 15 Figure 3. Síntomas foliares de la enfermedad de la raya negra (izquierda) y enfermedad de la mancha foliar eumusae (derecha). D. Jo ne s Ci ra d La raza 4 del marchitamiento por Fusarium El reconocimiento de la TR4 como un patotipo diferente del Foc es reciente. Los aislados de los VCG01213/01216 han sido recuperados de las muestras enviadas al autor desde Sumatra por R.H. Stover a principios de 1992, y para el año 1994 el VCG fue recuperado en las plantaciones de Cavendish en Malasia peninsular e Indonesia. La patogenecidad de varios de los aislados fue demostrada en ‘Silk’ (AAB), ‘Bluggoe’ (ABB) y ‘Grande naine’ (AAA) (Ploetz no publicado). Actualmente, la TR4 se encuentra en Australia (territorios del Norte), Indonesia (Halmahera, Irian Jaya, Java, Sulawesi y Sumatra), Malasia (Peninsular), Papua Nueva Guinea, y Taiwán (Ploetz et al. 2003a). Es patológicamente diferente a la raza 4 subtropical en que el daño ocurre en la ausencia de las condiciones que predisponen a ella (por ejemplo, clima frío). También se distingue genéticamente y comprende solo los aislados en VCG 01213/01216. El hecho de que la TR4 está devastando el Cavendish en los trópicos tiene implicaciones aterradoras para la producción destinada a la exportación en el Sudeste de Asia y el comercio extenso de Cavendish en el hemisferio occidental (Ploetz et al. 2003b). Ya que la TR4 afecta a otros grupos importantes como los plátanos AAB, también amenaza la producción por parte de los pequeños agricultores en Africa Occidental y en América Latina. Minimizar la propagación de la TR4 depende del cumplimiento estricto de las medidas de cuarentena contra el traslado de retoños y rizomas. Esto protegería la producción en el occidente, pero se necesitará información adicional para combatir el problema en el Sudeste de Asia, donde la epidemiología de la enfermedad no se entiende muy bien. Ya que los patógenos aparecen donde el banano no ha sido cultivado recientemente y en parcelas que han sido establecidas con plantas provenientes del cultivo de tejidos, su fuente es un misterio. Las preguntas relevantes son las siguientes: 1) ¿Cuánto tiempo pueden sobrevivir los patógenos en ausencia de un hospedante de banano? 2) ¿Qué hospedantes alternativos, que sean bananos, están presentes en estas áreas productoras y cuáles son su distribución e impacto? 3) Si las plántulas provenientes del cultivo de tejidos estaban libres de patógenos, ¿cómo el patógeno se trasladó a estos sitios? Es necesario realizar investigaciones para responder a estas preguntas y combatir la situación en el Sudeste de Asia, y en el occidente se necesita un ojo vigilante y un juego de planes de contingencia si la TR4 llega (Ploetz 2003, Ploetz et al. 2003b). Amenazas pendientes o en desarrollo Mancha foliar eumusae Ya que la mancha foliar eumusae fue reconocida hace menos de una década, las características importantes del patógeno y de la enfermedad aún no se conocen. Poco se conoce y posiblemente se desestima la distribución geográfica de la enfermedad debido a su semejanza con la raya negra de la hoja (Figura 3). Se debe continuar el trabajo para determinar la ocurrencia de la enfermedad y su predominio fuera de las áreas afectadas conocidas. En adición, es necesario realizar estudios básicos de la epidemiología de la enfermedad, su manejo, rango de hospedantes eimpacto. Rayado del banano Es necesario realizar trabajos sobre la epidemiología del rayado del banano y de su impacto variable sobre la producción. Sólo se entiende parcialmente lo que distingue las áreas donde ocurren problemas serios de las áreas donde el ‘Mysore’ AAB es esencialmente el único cultivar que es afectado o donde la infección reduce los rendimientos solo ligeramente (Daniells et al. 2001). Indudablemente, las cepas severas del BSV desempeñan un papel, pero los recientes InfoMusa - Vol. 13 - No.214 InfoMusa - Vol. 13 - No.2 15 estudios en la vecina Uganda sugieren que las áreas fuertemente impactadas también podrían ser aquellas donde están presentes diversos vectores (Harper et al. 2004). Tampoco se conocen todos los factores que influyen sobre la expresión de los síntomas (Lockhart y Jones 2000, Ploetz et al. 2003a). Aunque la temperatura y diferentes etapas de desarrollo del hospedante han sido asociadas con esta variación, también pueden estar involucrados otros factores. Se debe continuar la investigación sobre la composición genética variada del patógeno y sobre la activación de algunas cepas integradas. Disminución de la productividad en Uganda El banano ha sido cultivado en Uganda por más de 1000 años y es la base para la agricultura de subsistencia en muchas planicies de Africa Oriental (Purseglove 1972). En décadas recientes, los rendimientos han disminuido en Uganda central (Abera et al. 1999). Aunque esta reducción ha sido bien documentada, su(s) causa(s) permanece(n) oscura(s). Se ha sugerido la disminución de la fertilidad en estos sistemas de producción, los cuales existen durante mucho tiempo (algunas plantaciones han existido por varias generaciones), así como la disminución del manejo (Abera et al. 1999). Un estudio reciente indica que la fertilidad nitrogenada y potásica probablemente desempeñan papeles secundarios en este fenómeno y que los papeles principales se atribuyen lo más seguro a las plagas y enfermedades (Smithson et al. 2001). Si Smithson et al. (2001) están en lo correcto, es necesario determinar cuales plagas y enfermedades son las responsables y porqué ellas impactaron solo recientemente estos antiguos agrosistemas. La lista de los factores que pueden estar involucrados es larga e incluye los nematodos, el picudo negro del banano, varias enfermedades de manchas foliares y el BSV. Teniendo una lista tan larga, está claro que una investigación minuciosa de las variables sería una tarea enorme. Dicho esto, un enfoque concentrado, multidisciplinario para entender este problema, en el cual los principales candidatos se investiguen en experimentos factoriales contra uno o dos EAHB importantes, podría arrojar una visión valiosa de este problema. Esperamos que el BXW no ponga en discusión esta visión. Problema final Estudios de biocontrol en el marchitamiento por Fusarium El marchitamiento por Fusarium se encuentra entre las enfermedades del banano de más difícil manejo. No se dispone de funguicidas eficaces, la resistencia no siempre es un propósito importante para los mejoradores, y los suelos infestados permanecen así por décadas (Buddenhagen 1990, Stover 1962). Si tuviéramos a nuestra disponibilidad medidas de control biológico eficaces para esta enfermedad, ellas serían muy útiles. El marchitamiento por Fusarium de los bananos es un objetivo especialmente difícil para el control biológico. El ambiente del suelo en el cual reside este agente patógeno complica la protección del sitio de infección, y la ubicación vascular del agente patógeno, una vez ocurrida la infección, lo protege contra muchos agentes potenciales de control biológico. Lo más importante es que el control de la enfermedad debe ser altamente eficaz y de larga duración, ya que el banano usualmente se cultiva como planta perenne. En un análisis reciente, el único ejemplo exitoso de control biológico del marchitamiento por Fusarium en un cultivo perenne fue el de los suelos que contenían el desarrollo del marchitamiento por Fusarium del banano (Fravel et al. 2003). Hasta la fecha, esta característica no ha sido transferida a un suelo que conduce la enfermedad (es decir, parece estar restringido a ciertos tipos de suelos). Aunque en las revistas referidas se han publicado los trabajos sobre el control biológico de esta enfermedad, ninguno de ellos ofrece esperanzas de que el enfoque sea exitoso. La mayoría de estos estudios no resuelven la reducción de la enfermedad en el campo. Más bien, ellos se concentran en la inhibición del patógeno in vitro por agentes microbianos (Sivamani y Gnanamanickam 1988, Thangavelu et al. 2004), características bioquímicas del hospedante, agente patógeno, o sus interacciones (Thangavelu et al. 2003), o la reducción de la enfermedad en los estudios realizados en potes en invernaderos (Saravanan et al. 2003, Thangavelu et al. 2004). Cuando se informaba sobre estudios en campo, los resultados eran desilusionantes. Hasta la fecha, el mejor resultado de un estudio de campo reportó una pérdida del 18% después de 11 meses (Saravanan et al. 2003). Después de cinco años, ¡esta tasa resultaría en pérdidas totales de 70%! Está claro, que el futuro trabajo en este campo debe concentrarse en la reducción de la enfermedad en situaciones de campo. Sin este enfoque, la investigación del control biológico de esta enfermedad continuará estando abierta a críticas sustanciales y justificadas. InfoMusa - Vol. 13 - No.216 InfoMusa - Vol. 13 - No.2 17 Referencias Abera A.M.K., F. Bagamba, C.S. Gold, E.B. Karamura & A. Kiggundu. 1999. Geographic shifts in the highland cooking banana (Musa spp., group AAA-EA). International Journal for Sustainable Development & World Ecology 6:45-59. Bridge J., R. Fogain & P. Speijer. 1997. Los nematodos lesionadores del banano: Pratylenchus coffeae (Zimmermann, 1898) Filip. & Schu. Stek., 1941, Pratylenchus goodeyi Sher & Allen, 1953. Plagas de Musa – Hoja divulgativa No. 2. 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