Los ciclos de patógenesis

Fitopatología

(Etapas ciclo enfermedad plantas)

Los ciclos de patógenesis

La comprensión de los ciclos de patogénesis es de capital importancia para poder diseñar estrategias racionales en el control de enfermedades.

El ciclo genérico de patogénesis está constituido por dos subciclos (primario y secundario) y cuatro etapas fundamentales: supervivencia, multiplicación, dispersión e infección. Aunque se considera como ciclo genérico el representado en la figura inferior, existe un elevado número de ciclos diferentes y con distintas complejidades.

Por lo tanto en el ciclo vital del patógeno se alternan una fase interactiva con la planta y otra de supervivencia impuesta por la ausencia del huésped o por las condiciones ambientales.

En el caso de los hongos, la reproducción sexual suele estar asociada con condiciones ambientales adversas, tales como temperaturas desfavorables o agotamiento del agua o nutrientes. Cuando las condiciones ambientales son favorables y existe disponibilidad de nutrientes en abundancia, los ciclos que suelen predominar son los secundarios con su producción de esporas asexuales. Estos ciclos secundarios suelen ser los responsables de la mayor parte de los daños económicos.

El ciclo primario se inicia después de un periodo de inactividad (dormancia) del patógeno a partir del inóculo (unidad infectiva) producido por los propágulos o estructuras de supervivencia (inóculo primario).

Los ciclos secundarios se inician durante la etapa de actividad del huésped y del patógeno, a partir del inóculo producido tras la multiplicación del patógeno en las infecciones primarias (inóculo secundario). El número de ciclos secundarios, que determina la dinámica de la enfermedad, depende de la estrategia y capacidad reeproductiva del patógeno, de la población del huésped y de la favorabilidad del ambiente.

Los agentes fitopatógenos se clasifican en dos categorías principales, en relación con los ciclos de patogénesis que originan: monocíclicos y policíclicos. Los patógenos monocíclicos tienen un máximo de un ciclo (primario) por estación de crecimiento de la planta, mientras que los patógenos policíclicos tienen más de una generación por estación, pudiendo llegar a tener muchas generaciones por año, con solapamientos entre ellas.

La gran mayoría de los hongos fitopatógenos de suelo son monocíclicos. Sin embargo no todos los patógenos monocíclicos son de suelo, ya que se consideran monocíclicos numerosos carbones y algunas (pocas) especies de roya.

Distribución

Se llama distribución al transporte de un patógeno dentro de un área antes no invadida.

Algunos patógenos, como los nematodos, las zoosporas (de hongos) y muchas especies de bacterias se pueden desplazar por sí mismos hasta una cierta distancia y de esta forma se trasladan de un huésped a otro. Las hifas de los hongos y los rizomorfos pueden desarrollarse entre los tejidos que se mantienen unidos y, en ocasiones, a través del suelo en torno a las raíces adyacentes. Sin embargo ambos métodos de propagación son bastante limitados, particularmente en el caso de las zoosporas y las bacterias.

Las esporas de algunos hongos son expulsadas violentamente desde el esporóforo o esporocarpo mediante un mecanismo de presión que da como resultado la descarga sucesiva o simultánea de esporas hasta 1 cm o más de distancia por arriba del nivel del esporóforo.

Casi toda la distribución de los patógenos, de la que dependen los brotes de las enfermedades de las plantas, se lleva a cabo pasivamente mediante la participación de agentes de dispersión tales como el aire, el agua, los insectos, otros animales y el hombre.

Figura 20.1. Medios de dispersión de hongos y bacterias (Agrios, 2005).

Supervivencia

El establecimiento de un patógeno de plantas en una posición geográfica presupone su capacidad para sobrevivir, no solamente durante sus relaciones parasitarias con el huésped, sino también en la estación en la cual los huéspedes no están creciendo.

Los patógenos pueden sobrevivir entre periodos de cultivo por medio de estructuras especializadas de descanso, funcionando como saprófitos en el suelo, o en residuos de plantas, o viviendo en asociación íntima con algunas plantas vivas (huéspedes alternativos) o insectos.

Supervivencia mediante estructuras especializadas en descanso

Las estructuras permanentes de patógenos de plantas pueden ser tan simples como conidios o tan complejas como peritecas.

Aparentemente las ascosporas o conidios derivados de ellas, sirven para llevar el patógeno, causando la lepra o abolladura de la hoja del melocotonero (Taphrina deformans) durante el invierno.

Los conidios de Alternaria solani, el patógeno del negrón de la patata y del tomate, sobreviven a lo largo de 18 meses en las hojas enfermas secas.

Las clamidosporas de paredes gruesas especializadas de Fusarium y otros "hongos imperfectos", las esporas de muchos hongos del carbón y las uredosporas y teliosporas de ciertas royas son importantes estructuras permanentes.

Algunos hongos sobreviven en forma de esclerocios en las estaciones desfavorables. El hongo omnívoro que produce la podredumbre algodonosa de las habas, lechugas, etc. (Sclerotinia sclerotiorum), puede sobrevivir años en una atmósfera seca. Sin embargo decae rápidamente en suelo caliente húmedo.

Supervivencia como saprófitos

La capacidad de sobrevivir saprofíticamente permite sobrevivir a muchos patógenos de plantas en ausencia de crecimiento de plantas susceptibles.

La fase de supervivencia saprofítica generalmente tiene lugar en el suelo y afecta tanto a patógenos de suelo como a patógenos de partes aéreas que sobreviven en los restos vegetales.

Rhizoctonia solani y Pythium debaryanum (que causan marchiteces de plantulas de semillero (o caída de plántulas) y podredumbre de raíces) son habitantes del suelo, parásitos no especalizados, con una amplia extensión de huéspedes, y son capaces de sobrevivir indefinidamente en el suelo como saprófitos.

El balance microbiológico en el suelo afecta marcadamente a la supervivencia como saprófitos de los patógenos, existiendo numerosos casos de antagonismo y parasitismo entre los patógenos y otros microorganismos del suelo.

Ciertos patógenos sobreviven entre las estaciones de crecimiento como saprófitos en los tejidos muertos de plantas susceptibles. Estos microorganismos están sólo incidentalmente asociados en el suelo, y viven sólo en tanto que los restos de los tejidos de las plantas susceptibles son aún útiles para proporcionar materia nutritiva. La roña del manzano (Venturia inaequalis) vive parásito de las hojas y frutos durante la estación de crecimiento, pero se hace saprófito a la caída de las hojas.

Supervivencia y asociación vital con las plantas

Brefeld y Falk (1905) fueron los primeros en reconocer que el patógeno del carbón del trigo, Ustilago tritici, entra por el estigma y estilo e infecta a las semillas jóvenes, en las cuales sobrevive durante el periodo de no crecimiento como micelio.

El hongo Colletotrichum lindemuthianum, organismo que produce la antracnosis de la judía, puede también infectar las semillas y, salvo que la semilla esté muerta, nuevas infecciones son iniciadas por el hongo en las plantitas de judía de semillero recién brotadas.

En Méjico, el mildiu de la patata (Phytophthora infestans) produce oosporas, pero en las regiones más frías el hongo pasa el periodo desfavorable como micelio dentro de los tubérculos enfermos.

Los virus de plantas que han obtenido mayor importancia económica han sobrevivido sólo porque son capaces de invadir sistemáticamente sus huéspedes. Se reconoce ahora que las partes vegetativas usadas para la propagación de las plantas son de gran importancia como asilo o albergue de virus de plantas de estación en estación.

Una parte de los virus fitopatógenos puede pasar a las generaciones sucesivas de las plantas susceptibles por las semillas de las plantas infectadas.

Supervivencia en asociación con insectos

Muchos insectos son portadores del inóculo durante la estación de crecimiento, y varios patógenos importantes de plantas sobreviven entre las estaciones de crecimiento en el interior del insecto.

Multiplicación

El inóculo es cualquier parte del patógeno que puede producir infección. Así en los hongos pueden ser los fragmentos de micelio, las esporas o los esclerocios (masas compactas de micelio). En las bacterias, micoplasmas, rikettsias, virus y viroides el inóculo siempre está representado por todo el cuerpo de esos organismos. En los nematodos, el inóculo puede ser el individuo adulto, las larvas o los huevos.

Dispersión

La dispersión o diseminación se refiere al movimiento del inóculo desde el substrato donde se produce (fuente de inóculo) hasta la zona infectable de la planta.

Las principales formas de dispersión son las mismas que se vieron en el apartado 20.1.1 (mecanismos de distribución).

Infección

Periodo de incubación: desde entrada del patógeno hasta aparición de primeros síntomas.

Periodo de latencia: desde entrada del patógeno hasta producción

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