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Revista de la Facultad de Agronomía
versión impresa ISSN 0378-7818
Rev. Fac. Agron. v.23 n.3 Caracas jul. 2006
Hongos endofitos en plantaciones de mango `Haden' de la planicie de Maracaibo, Venezuela
Endophytes fungi in mango Haden' orchards of Maracaibo plain, Venezuela
V. Morales-Rondón y M. Rodríguez-González
Autor para correspondencia e-mail: vmorales@inia.gob.ve; m_rodriguez@inia.gob.ve. Fax: 58-261-7376224
Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), Maracaibo - Venezuela.
Resumen
Se evaluó la presencia y distribución de hongos endofitos (asintomáticos) en cuatro plantaciones de mango `Haden' sometidos a diferentes prácticas agronómicas y ubicados en la Planicie de Maracaibo (condiciones semi-áridas). Los hongos se recuperaron empleando la técnica de la triple esterilización (método específico para hongos endofitos). Todos los hongos identificados son conocidos fitopatógenos del mango. En todas las plantaciones se registró la presencia de Fusarium decemcellulare, Lasiodiplodia theobromae, Colletotrichum gloesporioides, Alternaria alternata, Phomopsis mangiferae, Pestalotiopsis sp. y Cladosporium sp. La mayoría de los hongos estaban presentes tanto en órganos vegetativos como reproductivos, con excepción de P. mangiferae y Pestalotiopsis sp. que solo se recuperaron a partir de órganos vegetativos. Conidios de L. theobromae y Cladosporium sp. fueron detectados dentro de las anteras junto con los granos de polen. En general, se encontró que la distribución de los hongos en los órganos de las plantas hospedantes fue continua y sistemática, sin registrarse variaciones temporales. Estos resultados podrían indicar que la colonización endofítica es una importante ruta para el desarrollo de enfermedades en el mango `Haden' cultivado en la Planicie de Maracaibo.
Palabras clave: hongos endofitos, fitopatógenos, mangiferae indica.
Abstract
The presence and distribution of endophytic fungi (asymptomatic) in four `Haden' mango orchards located in the Maracaibo Plain were evaluated. The orchards were under different agronomic cultural practices where arid conditions prevail. The fungi were isolated employing triple sterilization specific method for endophytes fungi. In all orchards were recorded the presence of: Fusarium decemcellulare, Lasiodiplodia theobromae, Colletotrichum gloesporioides, Alternaria alternata, Phomopsis mangiferae, Pestalotiopsis sp. and Cladosporium sp. Most fungi were present in vegetative and reproductive organs, except P. mangiferae and Pestalotiopsis sp. which were detected in vegetative organs only. Conidia of L. theobromae and Cladosporium sp. were detected within anthers along with pollen grains. In general, it was found that the fungi distribution in the organs of the hosts' plants was continuous and systematic, without any temporal colonization. These results could indicate that the endophytic colonization is an important way for the development of diseases in mango `Haden' orchards of Maracaibo Plain.
Key words: endophytic fungi, phytopathogens, mangiferae indica.
Recibido el 16-7-2003 l Aceptado el 10-10-2005
Introducción
El mango Mangifera indica L. (Anacardiaceae) ha sido cultivado por más de 4 mil años en la India de donde es originario y desde donde fue traído al Continente Americano por los europeos (19). El cultivo se adaptó a las condiciones climatológicas, a tal grado que con el paso de los años es uno de los componentes paisajísticos más comunes, sin contar que nuestro continente es el segundo productor de mango (12).
En Venezuela, el mango ocupa el quinto lugar en superficie cosechada y es uno de los rubros de exportación más importantes (22).
A finales de la década de los 80 se observó la expansión del cultivo del mango en la Planicie de Maracaibo, estableciéndose en esta subregión plantaciones comerciales con variedades injertadas de las cuales predominó `Haden'. Diez años después, cuando las plantaciones comenzarían a entrar en el ciclo II o de plena producción (5); las expectativas de los productores de mango `Haden' de la Planicie de Maracaibo se vieron frustradas por los bajos niveles de producción registrados en sus plantaciones.
De allí que varias de éstas hayan sido abandonadas, eliminadas o sustituidas por otros rubros. Severas enfermedades fúngicas han contribuido con tal situación, especialmente escoba de brujas o agallas, antracnosis y declineo (5, 39) que son señaladas como las principales afecciones fitopatológicas que interfieren negativamente en la producción del mango `Haden' en esta región.
En los últimos años se ha reportado que en muchas especies vegetales habita una micobiota asociada que permanece en los tejidos de las plantas hospederas sin causar ningún tipo de enfermedad. Esta micobiota está conformada por hongos sistémicos denominados "endofitos". Originalmente, los hongos endofitos fueron definidos como organismos no-agresivos que vivían dentro de los tejidos vegetales. El término se ha ampliado para incluir aquellos hongos que en alguna etapa de su ciclo de vida, permanecen dentro del hospedante sin inducir síntomas de enfermedad (30, 31). Los espacios intercelulares y las conexiones apoplásticas constituyen el principal nicho de estos hongos. Los nutrientes que circulan por los haces vasculares le brindan el alimento necesario para su desarrollo (3, 41).
Diversos estudios demuestran que en ciertas ocasiones la condición saprofítica del hongo endofito que habita en especies arbóreas, se transmuta en efectos negativos cuando su hospedante presenta desórdenes nutricionales o estrés hídrico haciéndolo más susceptible al ataque del mismo (44, 45).
En este trabajo se presentan los resultados de un estudio diagnóstico que permitió la detección e identificación de hongos endofitos en plantas de mango `Haden' cultivado en plantaciones comerciales de la Planicie de Maracaibo.
Materiales y métodos
Características Agro-Ecológicas de la Zona de Estudio:
Esta investigación se realizó en cuatro plantaciones de mango de la variedad `Haden' (Mangifera indica L. cv. Haden) ubicadas en los municipios Cañada de Urdaneta y Mara, de la subregión Planicie de Maracaibo del estado Zulia, Venezuela.
Las plantaciones fueron Finca "El Carrusel" ubicada en el Km. 22 de la carretera Maracaibo-Perijá, municipio Cañada de Urdaneta; Finca "Los Tres Jagueyes", Finca "El Quinto Patio" y Banco de Germoplasma del "Centro Horto-Frutícola del Zulia" ubicadas en el municipio Mara. La edad de las mismas oscilaba entre 6-12 años y la extensión variaba entre 10-20 ha. Para la época en que se llevó a cabo este estudio la plantación de mango `Haden' de la Finca "El Carrusel" presentaba una alta incidencia de plantas con agallas o escoba de brujas.
La subregión estudiada tiene una altitud promedio de 55 msnm y corresponde a una zona de vida del tipo bosque muy seco tropical que se caracteriza por presentar 500-600 mm de precipitación anual, ocurriendo dos picos de lluvias durante los períodos de mayo-junio y julio-octubre, una evapotranspiración anual de 1.662 mm, lo que conlleva a un déficit hídrico en la región, temperatura promedio anual de 28°C con una máxima de 34°C y una mínima de 25°C; y una humedad relativa del 75 % (17).
Material Colectado:
En cada una de las fincas evaluadas se seleccionaron al azar 12 plantas sanas por huerto. Para los análisis microbiológicos se tomaban muestras de los siguientes órganos: hojas en el período de prefloración, ramas de los últimos flujos de crecimiento, inflorescencias y frutos si eran producidos (3 órganos/punto cardinal/planta). La recolección de las muestras se realizó durante el ciclo productivo comprendido entre los años 2000-2001.
Análisis microbiológicos:
Los aislamientos de hongos endofitos se realizaron a partir de segmentos de los órganos vegetales colectados. Para ramas, yemas, raquis y pedicelos de las inflorescencias y pedúnculos y pulpa de los frutos se cortaban secciones entre 10-20 mm de longitud; para hojas se cortaron porciones de los ápices, márgenes y porciones centrales de las láminas foliares entre 1-2 cm2 y los gineceos (ovario, estilo y estigma) y anteras fueron diseccionados. Se procesaron 9 segmentos/órgano.
Estos segmentos de órganos se sometieron al proceso de triple esterilización para eliminar colonizadores superficiales (30). Para ello se sumergieron las muestras por 1 minuto en etanol al 95%, 10 minutos en hipoclorito de sodio al 2,5% y 30 segundos en etanol al 95%. Seguido de un enjuague con agua esterilizada y un secado sobre papel estéril (30). Una vez estériles los segmentos se incubaron en cápsulas de Petri con PDA (Agar-Papa-Dextrosa) y/o ZDA (Agar-Zanahoria-Dextrosa) modificado con sulfato de estreptomicina (40 mm/ml) o enmendado con ácido láctico al 25% para controlar el crecimiento bacteriano; a temperatura ambiente (20-25°C) con fuente de luz natural. Para la purificación y mantenimiento de todos los aislamientos, los hongos fueron transferidos a otras cápsulas y tubos con PDA, y replicados cada 3 semanas. Todos estos procesos se realizaron en una cámara de flujo laminar para minimizar el riesgo de contaminación.
Para la observación de las estructuras vegetativas y reproductivas de los hongos aislados en cultivos puros se prepararon montajes con porciones de las colonias sobre láminas portaobjetos con una gota de lactofenol azul algodón si las estructuras eran hialinas y con lactofenol si las estructuras eran oscuras. También se realizaron observaciones directas de las colonias con microscopio estereoscópico.
Igualmente se prepararon microcultivos tipo Riddel los cuales consistían en inocular con aguja de disección estéril pequeños cubos de agar (aprox. 1 cm3) dispuestos sobre láminas portaobjetos, luego estos cubos eran cubiertos con la lámina cubre-objetos y se colocaban sobre papel de filtro estéril y humedecido dentro de una cápsula de Petri estéril la cual era incubada a temperatura ambiente y en condiciones de luz natural durante un lapso de 10-15 días. Al cabo de este tiempo se descartaba el cubo de agar y se colocaba sobre un nuevo porta-objeto una gota de azul de algodón el cual se cubría con el cubre-objeto separado del cubo; igualmente el porta-objeto separado del cubo era teñido con azul de algodón cubriéndose con un nuevo cubre-objeto (11). De esta forma se obtenían dos montajes a partir de un Riddel para realizar las observaciones de las estructuras fúngicas y tomar las fotografías.
Todas las láminas preparadas se examinaron con microscopio de luz (100x, 400x y 1000x) y se realizaron las respectivas tomas fotográficas, empleando un microscopio trinocular marca Nikon. Las características de las colonias fueron observadas con microscopio estereoscópico (marca Nikon) a 10x y 50x. Posteriormente se procedió a realizar las respectivas descripciones taxonómicas de los especimenes examinados.
La identificación de los hongos se realizó mediante la utilización de claves taxonómicas especializadas (6, 8, 9, 16, 18, 27, 48) y consulta con micólogos especializados (profesores T. Iturriaga, de la Universidad "Simón Bolívar", F. Escalona, de la Universidad del Zulia y R. Castañeda, del INIFAT-Cuba).
La ocurrencia de un hongo se registró como positiva si era detectado en al menos una muestra o segmento de órgano.
Para el análisis estadístico se empleó el programa de computación SAS System. La prueba estadística llevada a cabo para el análisis de estos datos fue Chi-cuadrado (prueba no paramétrica) para analizar la relación entre las variables presencia o ausencia de cada uno de los hongos endofitos detectados por plantación y por órgano (hojas, ramas, flores). Para ello se empleo el procedimiento FREQ (42).
Resultados y discusión
Siete especies de hongos anamórficos (hifomicetos y coelomicetos) fueron recuperados como endofitos a partir de órganos vegetativos y reproductivos, como se presenta en el cuadro 1. Estas especies fueron Fusarium decemcellulare Brick., Lasiodiplodia theobromae (Pat.) Grifford & Maubl., Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. & Sacc., Alternaria alternata (Fr:) Keissl., Phomopsis mangiferae Sacc., Pestalotiopsis sp. Stey. y Cladosporium sp. Link.
Estos hongos prevalecieron en los flujos de crecimiento más recientes; encontrándose en las hojas y ramas jóvenes en el período de prefloración, muchos de ellos sobrepasaron la floración, encontrándose en las inflorescencias y llegaron incluso a la fructificación, encontrándose en frutos de distintas edades (cuadro 1).
Estas especies han sido reportadas por otros autores como endofitos de mango (21) y otras especies leñosas (13, 29, 40, 46, 52). También han sido reportadas como agentes patógenos causantes de enfermedades en mango (5, 10, 20, 23, 24, 25, 26, 28, 35, 36, 38, 39, 43, 51).
Fusarium decemcellulare fue detectado en muestras provenientes de todas las plantaciones. Su ocurrencia se detectó en un 79% de todas las muestras analizadas. En su distribución organográfica se encontraron diferencias significativas (P<0,1) prevaleciendo en un 39,47% en las ramas y yemas, 34,21% en las hojas y 26,32% en los órganos florales. Estos resultados indican que F. decemcellulare ocurre como el hongo endofito de más amplia distribución y frecuencia en las plantaciones de mango `Haden' estudiadas en la Planicie de Maracaibo. Cabe destacar además la presencia de F. decemcellulare en la pulpa de los frutos de mango, lo cual resulta importante considerando que este hongo ha sido reportado como toxigénico (27).
F. decemcellulare ha sido reconocido como agente causal de una de las más importantes enfermedades del mango en Venezuela conocida como "agallas" o "escoba de brujas", señalándose al estado Zulia como uno de los principales focos (39). Otras especies del género Fusarium han sido identificadas como agentes causales de tal enfermedad. Aislamientos hechos a partir de tejidos enfermos han permitido identificar a F. subglutinans (Wollenweb. & Reinking) P.E. Nelson, F. moniliforme Sheld. y F. sacchari S., como agentes causales de agallas o escoba de brujas (34, 47, 51). En un estudio realizado en mango `Keitt' se aisló F. subglutinans como agente causal de agallas en las panículas (34) y se concluyó que para el desarrollo de la enfermedad era necesario que la población del hongo en condiciones endofíticas alcanzara un umbral de infestación requerido para el desarrollo de los síntomas. Igualmente, un estudio realizado en plantaciones de mango `Haden' en México se identificó a F. subglutinans como agente causal de agallas y con la capacidad de permanecer asintomáticamente en las plantas como endofito (28). Los autores de este trabajo indicaron además la obtención de resultados confusos al procurar completar los postulados de Köch, observando una influencia de las condiciones ambientales y fisiológicas para el desarrollo de la enfermedad después de la inoculación (28). Lo cual implica que un hongo patógeno puede ocurrir en las plantas hospedantes asintomáticamente si las mismas no se encuentran bajo la influencia de condiciones estresantes.
Cuadro 1. Hongos aislados como endofitos de distintos órganos de mango `Haden' en la planicie de Maracaibo, Venezuela.
Tallo (ramas jóvenes y sus yemas) | Hojas (láminas foliares y pedicelos) | Inflorescencias (raquis, pedúnculos, gineceos y anteras) | Frutos (pulpa) |
Alternaria alternata | A. alternata | A. alternata | F. decemcellulare |
Colletotrichum gloeosporioides | C. gloeosporioides | C. gloeosporioides | |
Cladosporium sp. | Cladosporium sp. | Cladosporium sp. | |
Fusarium decemcellulare | F. decemcellulare | F. decemcellulare | |
Lasiodiplodia theobromae | L. theobromae | L. theobromae | |
Pestalotiopsis sp. | |||
Phomopsis mangiferae |
Lasiodiplodia theobromae fue detectado en todas las plantaciones evaluadas. Fue aislado a partir de un 66,66% de las muestras analizadas. Resultó ser un endosito persistente tanto en la fase vegetativa como reproductiva de las plantas. En su distribución organográfica se encontraron diferencias altamente significativas (P<0,01) haciéndose frecuente con un 64,29% en las hojas, con un 32,14% en las ramas y yemas; y con una baja frecuencia 3,57% en los órganos florales. Conidios de esta especie fueron detectados dentro de las anteras junto con los granos de polen. Esto permite inferir una vía adicional de propagación del hongo. L. theobromae ha sido señalada como el agente causal de la enfermedad denominada "muerte regresiva" o "declineo" en mango en diversos países productores como Puerto Rico (4), El Salvador (1) y Malasia (23). En Florida, se reporta la misma asociación entre esta enfermedad y L. theobromae aunque no exclusiva sino en compañía de otros hongos (35). Ahora bien, Ploetz y Prakash (36) señalan la imposibilidad de reproducir los síntomas en condiciones de inoculación artificial, por lo que se asume que este hongo se mantiene como endofito e intensifica su ataque cuando las plantas están en estado de debilidad. En la India, también reconocen la trascendencia de la colonización endofítica de este hongo en el posterior desarrollo de enfermedades postcosecha en los frutos de mango (26).
Colletotrichum gloeosporioides fue recuperado como endofito en un 38,36% de las muestras analizadas, hallándose con mayor frecuencia en las hojas 50%, en las ramas y yemas 44,44% y con una baja frecuencia 5,56% en los órganos florales. En esta distribución organográfica se encontraron diferencias significativas (P=0,1). Pudo detectarse la ocurrencia de C. gloeosporioides solo en aquellos plantaciones no manejados (SF). Este hongo es sin lugar a dudas uno de los principales agentes patógenos del mango a nivel mundial y es el causante de la antracnosis. Específicamente en Venezuela, ya ha sido reportado como patógeno principalmente de frutos (11). Datos genéticos y geográficos sugieren que este patógeno se diseminó a través de las poblaciones de mango del mundo a partir de una sola fuente u origen por la vía endofítica (2).
Alternaria alternata se detectó en todos los plantaciones evaluados. La ocurrencia de este hongo se registró en un 30,14% de las muestras analizadas de las cuales 40,91% correspondieron a hojas, 31,81% a ramas y yemas; y 27,27% a tejidos florales. No se encontraron diferencias significativas en esta distribución organográfica (P>0,1). Esta especie ha sido reportada como uno de los endofitos dominantes de plantas leñosas como el corcho (13) y el eucaliptus (7). Diversos autores señalan a esta especie como agente causal de manchas negras sobre frutos, lesiones en hojas e inflorescencias de mango cuando es cultivado en ambientes áridos de países como Egipto, Australia y Sur Africa cuyas condiciones favorecen su desarrollo (14, 15, 37). Estos reportes se corresponden con la detección del mismo en la Planicie de Maracaibo, zona agroecológica que se caracteriza por presentar condiciones ambientales semi-áridas.
Phomopsis mangiferae fue aislado como endofito en un 23,33% de las muestras analizadas; las cuales provinieron de las plantaciones manejadas (F). En su distribución organográfica se hallaron diferencias altamente significativas (P<0,001) ya que fue aislado exclusivamente a partir de órganos vegetativos como ramas y yemas. Investigaciones previas señalan que otras especies de Phomopsis han sido aisladas como endofitos a partir de distintos órganos como hojas, tallos, flores y frutos de especies arbóreas, pudiendo citar a P. castanea (Sacc.) Höhn en plantas de castaño (52), y especies no identificadas en haya (40), duraznero (49) y algunas ericaceas (29). Así mismo, ha sido aislado como patógeno causando decaimiento de ramas, necrosis y muerte de yemas, por lo que ha sido asociado al síndrome de muerte regresiva (32, 33, 49, 50, 52).
Pestalotiopsis sp. fue aislado como endofito en un 10% de las muestras analizadas, provenientes de una de las fincas manejadas (F). En cuanto a su distribución organográfica se encontraron diferencias altamente significativas (P<0,01) ya que se aisló únicamente de órganos vegetativos tales como ramas y yemas. Especies no identificadas de este género han sido reportadas como agentes causales de manchas grises en hojas y puntas de ramas en mango y merey, aunque esta enfermedad no se considera de relevancia (24). Ha sido aislado como endofito a partir de hojas, ramas jóvenes, inflorescencias y pedicelos en plantas de mango (21). También se ha encontrado a Pestalotiopsis guepinii (Desm.) Steyaert. como endofito en plantaciones de pino, donde produce un compuesto anticancerígeno del tipo taxol (46).
Una especie no identificada de Cladosporium sp. fue detectada en todas las plantaciones evaluadas. Su ocurrencia se determinó en un 71,43% de las muestras evaluadas, de las cuales 42,86% correspondieron a órganos florales (gineceos y anteras), 32,14% a hojas y 25% a ramas y yemas; obteniéndose así diferencias significativas en esta distribución organográfica (P<0,1). Fue el único hongo que prevaleció consistentemente en la fase reproductiva. Al igual que L. theobromae, conidios de este hongo fueron detectados dentro de las anteras junto con los granos de polen. Hasta el presente no se han registrado reportes de especies de Cladosporium como patógenos importantes del mango, sino mas bien como oportunistas. De hecho, es conocida la presencia cosmopolita de Cladosporium spp. en distintos órganos de las plantas superiores y materiales de origen vegetal tanto como parásito como saprobio (6, 16) siendo reconocido como un importante contaminante de ambientes y medios de cultivo. La especie C. cladosporioides (Fresen.) de Vres, ya ha sido reportada como endofito de mango en Australia (21).
Los resultados antes expuestos indican la ocurrencia de hongos en condición endofítica; así como una distribución organográfica que sigue un patrón de colonización sistemático y continuo, ya que los hongos recuperados no son aislados azarosamente ni de algún órgano en particular (excepto P. mangiferae y Pestalotiopsis sp.). Observaciones de este tipo se han registrado para algunas especies caducifolias donde se ha hallado un patrón de distribución espacial extendido de su micobiota endofita (40).
El conocimiento de la fenología del cultivo es muy importante para el diagnóstico ya que la susceptibilidad del cultivo al daño causado por patógenos puede variar de acuerdo con su estado de desarrollo. Durante el desarrollo vegetativo, la mayor parte de la energía de la planta se dirige al follaje. En este período el daño por hongos patógenos al área foliar no es tan crítico, porque la planta tiene tolerancia a la pérdida de hojas y una gran capacidad para recuperarlas regenerando así el tejido fotosintético perdido. Sin embargo, cuando se alcanza la etapa reproductiva sobrevienen las enfermedades, originándose pérdidas en la producción. De allí la importancia de monitorear estos procesos a lo largo de una escala de tiempo considerable, pues representan una clave para la comprensión de las pautas eco-fisiológicas en la interacción hongo-hospedante, y para determinar la fase crítica en la que los huéspedes dejan de ser endofitos para convertirse en patógenos.
Conclusiones
La colonización endofítica puede considerarse como una importante ruta para el desarrollo de enfermedades en el mango `Haden' cultivado en la Planicie de Maracaibo. Además, considerando que los principales hongos fitopatógenos del mango `Haden' cultivado en la Planicie de Maracaibo ocurren como endofitos en ramas jóvenes y yemas de plantas sanas, se recomienda especial cuidado en los programas de injertación en los viveros siendo que estos órganos son los que se emplean para la propagación de nuevas plantas. Esta precaución también es válida para los estudios de propagación in vitro en los cuales se emplean medios de cultivo que favorecen el crecimiento de la micobiota endofita pudiendo entorpecer el desarrollo de las actividades propagativas.
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