Rhizoctonia solani Kühn aislado de papa (Solanum tuberosum L.) En los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara.  I. Caracterización cultural 

Yoleidy Escalona¹, Dorian Rodríguez¹ y Alexander Hernández¹

1 Postgrado de Fitopatología, Decanato de Agronomía, Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado”. Apdo. 400. Barquisimeto. Venezuela.  e-mail: eyoleidy@yahoo.es; rdorian@ucla.edu.ve; ahernandez@ucla.edu.ve

RESUMEN

La papa es uno de los rubros más importantes en la economía de Venezuela. Este cultivo se ve afectado por diferentes patógenos, uno de ellos es el hongo Rhizoctonia solani, que ocasiona la rizoctoniosis, enfermedad que está ampliamente distribuida en el país y es la causa de pérdidas económicas considerables. Con la finalidad de comparar las poblaciones del hongo en Venezuela, se llevó a cabo el trabajo; para ello se colectaron muestras en diferentes zonas productoras  de papa de los estados Táchira, Mérida, Trujillo, y Lara. El patógeno fue caracterizado culturalmente mediante el estudio de su condición nuclear y determinación del grupo de anastomosis (AG), así como la evaluación del desarrollo micelial, número y diámetro  de esclerocios, a 10, 20 y 30 °C. Se encontraron diferencias significativas (P≤0,01) en cuanto a las características culturales de las cepas evaluadas, las cuales mostraron mejor comportamiento en su desarrollo a 20 °C; se determinó que 97,5 % de las cepas fueron AG-3 y 2,5 % AG-2.1. Los resultados indicaron diferencias culturales entre las poblaciones de R. solani analizadas lo que puede estar asociado con el comportamiento de la enfermedad en las diferentes localidades.

Palabras clave adicionales: Hongo fitopatógeno, grupo de anastomosis, esclerocios

Rhizoctonia solani Kühn isolated from potato (Solanum tuberosum L.) in Táchira, Mérida, Trujillo and Lara States, Venezuela. I. Cultural characterization

ABSTRACT

Potato is one of the most important crops in Venezuelan economy. This crop is affected by different pathogens, one of which is the fungus Rhizoctonia solani, the inducer of rhizoctonia disease; which is widely distributed and is the cause of considerable economic losses. In order to know phenotypic variation among fungus populations, this research was carried out with samples collected at different potato producing areas of Táchira, Merida, Trujillo, and Lara States. The pathogen was culturally characterized by the study and determination of its nuclear condition, anastomosis group (AG), as well as colony growth, and  number and diameter of sclerotia at 10, 20 and 30 °C. Significant differences (P≤0.01) were found among strains with regard to the cultural characteristics; in general, strains showed better behavior of their development at 20 °C; 97.5 % of the strains were found to be AG-3 and the other 2.5 %, AG-2.1. Results indicated differences in cultural characteristics among the R. solani populations, which may be associated with disease behavior at the different localities.

Additional key words: Pathogenic fungi, anastomosis group, sclerotia

Recibido: Junio 11, 2011 Aceptado: Junio 30, 2011

INTRODUCCIÓN

La papa  (Solanum tuberosum L.) es uno de los cultivos más importantes en la economía venezolana. La producción nacional proviene, principalmente de los estados andinos (Táchira, Mérida y Trujillo). Desde el año 1997, algunos sectores del estado Mérida han sido fuertemente afectados por  Rhizoctonia solani Kühn, fase asexual del basidiomyceto Thanatephorus  cucumeris (Frank) Donk (Cedeño et al., 2001).

R. solani, habitante natural del suelo, causa variados síntomas de enfermedad en una amplia diversidad de plantas. Es un hongo que presenta una especie muy heterogénea conformada por numerosas cepas, las cuales difieren en las características del crecimiento in vitro y en patogenicidad (Ogoshi, 1987). En el cultivo de la papa, el hongo causa la enfermedad comúnmente llamada cáncer del tallo y costra negra de los tubérculos. Algunos autores consideran más apropiado identificarla como “rizoctoniosis” porque los síntomas de cáncer del tallo y costra negra son afecciones ocurridas en tejidos específicos y excluyen las producidas en las raíces y estolones, órganos que igualmente son afectados comúnmente por este hongo. La rizoctoniosis en papa se encuentra en todas las zonas productoras del mundo, pero es más frecuente y severa en los sitios con clima fríos y suelos húmedos (Cedeño et al., 2001).

Para la identificación de las especies del hongo se determina el número de núcleos en las células hifales vegetativas, por lo que se han dividido en especies con hifas multinucleadas y binucleadas; en las primeras se encuentra R. solani (Sneh et al., 1991). El hongo desarrolla esclerocios indiferenciados, no forman esporas asexuales (conidios) y su estado sexual es poco común en la naturaleza (Ogoshi, 1987). La  determinación de la tasa de crecimiento y grosor de las hifas también son considerados dentro de sus características culturales (Sneh et al., 1991). Por otra parte, la afinidad por fusión de las hifas (anastomosis) entre cepas y con cepas patrones ha permitido caracterizar las poblaciones en grupos anastomósicos (AG) (Sneh et al., 1991). En este sentido, se han identificado varios AG, entre los que se encuentran AG-1, AG-2.1, AG-2.2, AG-3, AG-4, AG-5, AG-6, AG-7, AG-8, AG-9.

Debido a la importancia del cultivo y los daños ocasionados a éste por R. solani, a la diversidad del patógeno, así como a la falta de información que conlleve a un manejo efectivo de la enfermedad, se realizó el presente estudio sobre la caracterización cultural y determinación de los AGs de R. solani asociados a la papa en diferentes zonas productoras de los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se colectaron tubérculos de papa con esclerocios y plantas con lesiones características de rizoctoniosis, utilizando un recorrido en zigzag del campo en localidades productoras de los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara (Cuadro 1), y se realizó el aislamiento del hongo usando la metodología empleada por Cedeño et al. (2001) y  Ulacio et al. (2002). Los aislamientos que presentaron la morfología hifal característica de Rhizoctonia fueron  transferidos a platos con agar papa dextrosa (PDA) y  purificados mediante  la transferencia de un esclerocio de cada cepa a platos con PDA.

Cuadro 1. Aislados de Rhizoctonia solani obtenidos de tubérculos con esclerocios, tallos, raíces y estolones sintomáticos colectados durante el 2006 en diferentes localidades  productoras de papa en los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara (10 muestras por estado)

*Tuberc: tubérculos; escler: esclerocios

Para la determinación del grupo de anastomosis se usó la metodología empleada por Cedeño et al. (2001). Se utilizaron las cepas representativas (patrones) AG-5, AG-4, AG-3 y  AG-2.1, las cuales fueron apareadas con los diferentes aislamientos de R. solani. De la zona donde se estableció el contacto de los micelios de los aislamientos y los patrones, se cortaron rectángulos de agar y micelio que luego fueron coloreados con lacto-fucsina y se examinaron  al microscopio para confirmar la fusión de las paredes celulares de las hifas.

Para la caracterización  cultural se tomaron 10 aislados por estado para un total de 40  (Cuadro 1),  a los cuales se les realizó la caracterización nuclear, siguiendo el método de Sneh et al. (1991) y posteriormente, en un ensayo in vitro, se evaluaron las cepas que resultaron multinucleadas, a tres diferentes temperaturas (10, 20 y 30 °C), siguiendo la metodología de Bains y Bisht (1995). Se utilizó un diseño completamente al azar con cinco repeticiones y un arreglo factorial 4x3 (cuatro estados x tres temperaturas). Se midió el tiempo que demoró la colonia para el llenado del plato, y un mes después se realizó la evaluación del número y tamaño de los esclerocios, así como el diámetro de las hifas, de las cepas y los patrones representativos de los grupos anastomósicos. Para el análisis de número de esclerocios los datos fueron transformados según . Los datos obtenidos fueron analizados por el programa SAS Jump v. 7.

RESULTADOS 

Un total de 67 aislamientos presentaron morfología característica de los hongos del complejo Rhizoctonia. La mayoría de las cepas desarrolladas en medio PDA presentaron micelio aéreo de abundante a escaso dentro del medio, de color marrón claro a marrón oscuro, con abundantes esclerocios zonificados en el centro, de forma irregular y de color marrón oscuro. En  la caracterización nuclear resultó que no todas eran R. solani, ya que sólo 58 aislamientos fueron multinucleados (86,5%), y el resto (9)  fueron binucleados (13,5%). Las cepas multinucleadas presentaron de 7 a 8,5 núcleos/célula vegetativa, de las cuales se seleccionaron las 40 cepas que se utilizaron para el resto de las pruebas. Un total de 39  aislamientos lograron anastomosarse con el patrón AG-3 y sólo uno (Ta06) fue capaz de  hacerlo con el patrón AG-2.1 (Cuadro 2).

Cuadro 2. Número de muestras de Rhizoctonia solani que lograron anastomosis con las cepas patrones AG- 5, AG- 4, AG- 3 y AG-2.1 (10 muestras por estado)

* Muestra Ta06

La velocidad de crecimiento de la colonia, diámetro de la hifa, y número y tamaño de esclerocios mostraron diferencias significativas (P≤0,01) por efecto de la cepa y la temperatura, así como por la interacción entre ellas (Cuadro 3).

Cuadro 3. Cuadrados medios (CM) para las características culturales, evaluadas en las 40 muestras de los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara (10 muestras por estado) y los dos patrones AG-3 y AG-2.1 a temperaturas de 10, 20 y 30 °C

CreHifa: Crecimiento de la hifa (días de llenado del plato), DiamHifa: Diámetro de la hifa (µ), NroEscler: Número de esclerocios y TamEscler: Tamaño de esclerocios (mm). Significancia: no significativo (ns), Altamente significativo P≤0,001 (**)

Crecimiento de la colonia. En general, la mayoría de los aislamientos crecieron más rápidamente a la temperatura de 20 °C, llenando el plato a los 4 días, mientras que con la temperatura de 10 y 30 ºC se requirió el doble del tiempo (P≤0,01). Para el estado Mérida, esto se presentó en el 80% de las muestras y sólo el 20% presentó comportamiento similar a las diferentes temperaturas evaluadas (Figura 1). Todas las cepas de Trujillo crecieron también más rápidamente a 20 °C, observándose que en su mayoría alcanzaron el área total del plato en sólo 4 días, mientras que a 10 °C lo lograron entre 7 y 11 días; a 30 °C las cepas Tr04 y Tr05, provenientes del municipio Urdaneta, demoraron hasta 16 días en completar el crecimiento. Igual comportamiento se mostró para el estado Táchira, donde el 90 % de las cepas a 20 ºC llenaron el plato en 4 días. En cuanto a las cepas de Lara, éstas también mostraron mejor comportamiento a esa temperatura, pero con crecimiento más rápido, ya que algunas crecieron en sólo 2 días; en la temperatura de 30 ºC también se observó buen comportamiento de las cepas en cuanto a crecimiento, llegando en algunos casos (La03, La08, La11 y La13) a presentar medias similares a los obtenidos a 20 ºC. Cuatro cepas (La14, La15, La16 y La18) fueron particularmente muy lentas a 10 ºC; las mismas tardaron de 15 a 25 días en llenar el plato.

Entre las cepas patrones, AG-2.1 tuvo su mejor desarrollo a 10 y 20 ºC, mientras que con AG-3 se notó una respuesta similar en las tres temperaturas, con una ligera tendencia al crecimiento más rápido a 20 ºC (Figura 1).

Diámetro de la hifa

En  relación  con  el  diámetro  de  la  hifa  y  su  interacción  con  la  temperatura,  se  observó que  éste  era  mayor  a  20 ºC.  En  los  estados Mérida y Trujillo, el 70 % de  las  cepas  mostró  el  mayor  diámetro  a  esa  temperatura,  mientras que  en  el  Táchira  esto  ocurrió  en  el  40 %  de ellas  y  otro  40 %  tuvo  un  comportamiento similar  a  20  y  30 ºC.  En  el  caso  del  estado Lara,  un  30 %  estuvo  definida  en  20  y  en  30 ºC, y otro 30 % tuvo un comportamiento similar a esas temperaturas (Figura 2). Los patrones estudiados mostraron un  comportamiento  similar en las tres temperaturas, con una ligera tendencia a favorecerlos las temperaturas de 20 y 10 ºC.

Número de esclerocios

Con respecto a esta variable, la prueba de medias indicó que la mayor cantidad de esclerocios  se  formó  cuando  los  aislamientos de R. solani crecían a 20°C. Las cepas de los estados  Mérida,  Táchira  y  Trujillo  mostraron esta  tendencia  en  un  50 %  de  ellas.  En  cuanto a las cepas del estado Lara, el 40 % produjo mayor número de esclerocios a 20 ºC, el 30 % a 10 ºC y un 20 % a 30 ºC. Ambos patrones produjeron  mayor número de esclerocios a 10ºC (Figura 3).

Tamaño de los esclerocios

Combinando las localidades, se observó un mayor tamaño de estos cuando las cepas fueron sometidas a 30 ºC, y menor a 20 ºC, con diámetros medios de 0,71 y 0,59 mm, respectivamente. En general, se observó que los esclerocios de las cepas de Mérida fueron de mayor tamaño, seguidas de las del Táchira y Trujillo. Los esclerocios de Lara fueron de menor tamaño y no mostraron un significativo efecto de la temperatura (Figura 4).

DISCUSIÓN

Del total de aislamientos de Rhizoctonia solani obtenidos de plantas y tubérculos de papa en las diferentes localidades productoras de los estados Mérida, Trujillo, Táchira y Lara, el 97,5% pertenecieron al grupo AG-3 y un 2,5% al AG-2.1. Cedeño et al. (2001) observaron también una mayor proporción de AG-3 (94 %) que de AG-2.1 (6 %) en el estado Mérida y en una localidad del estado Trujillo, lo cual indica que estos dos grupos anastomósicos son los prevalentes en papa en Venezuela. Similares observaciones fueron hechas por Lehtonen et al. (2008) en Finlandia, donde encontraron que 97%  de  las cepas de R. solani aisladas de papa pertenecieron  al grupo AG-3 y un 3% al AG-2.1, AG-5 y un AG desconocido. Así mismo, Woodhall et al. (2007), en Gran Bretaña, encontraron que el 93%  de sus cepas eran AG-3 y el resto pertenecieron al AG-2.1 y AG-5. Estos resultados concuerdan con otros investigadores en años anteriores tales como Carling y Leiner (1989), quienes aislaron  AG-2.1  de pequeñas lesiones en plantas en campos de Maine; en el presente trabajo, el AG-2.1 se aisló de pequeñas lesiones en la raíz de una muestra del Táchira.  En otras regiones se han encontrado otros AGs predominantes; en Perú, Anguiz y Martin (1989) encontraron al AG-4 como grupo anastomósico predominante, asociado al cultivo  de la papa.

Woodhall et al. (2007) señalaron que algunos autores sugieren  que las condiciones climáticas pueden influir en la prevalencia de ciertos AG, sin embargo, ellos  encontraron que sus resultados fueron similares tanto en zonas de clima templado como en clima cálido, lo que indica que es más probable que las prácticas de cultivo tengan mayor  influencia en la ocurrencia de un AG en particular. Similar a lo observado por Cedeño et al. (2001), en la localidad donde se encontró AG-2.1, también estaba AG-3, esto fue en Valle Alto, municipio Jáuregui, del estado Táchira, lo que pudiera indicar que realmente las condiciones climáticas no definan la presencia de un AG en particular. En este trabajo se reporta por primera vez la relación de estos AGs  en los estados Táchira y Lara.

Todas las cepas evaluadas presentaron similares características del micelio aéreo y de color de los esclerocios, con hifas de diámetro mayor a 7 µm y un crecimiento de la colonia variable. Bains y Bisht (1995) estudiaron las características culturales de cepas de Rhizoctonia aisladas de papa, donde evaluaron el diámetro de la colonia, tipo de micelio y formación de esclerocios, además realizaron pruebas para determinar los AGs y encontraron a  los AG-3, AG-4 y AG-5; determinando que la tasa de crecimiento in vitro de los AG-3 fue significativamente más baja que la de los AG-4 y AG-5. Las pruebas realizadas bajo tres temperaturas demostraron que el hongo, en general, se comporta mejor a 20 ºC, lo que indica que fue la óptima para el desarrollo de la colonia, el diámetro de la hifa y la producción de esclerocios. En Venezuela, Cedeño et al. (2001) identificaron a R. solani en doce localidades del estado Mérida y una del estado Trujillo y encontraron el AG-3 en once de ellas y el AG-2.1 en tres; en algunas localidades los dos AG se encontraron en el mismo campo. Bains y Bisht (1995) también observaron que sus cepas se desarrollaron mejor al ser incubadas a 22 °C. Por otra parte, Papavizas (1970) señaló similares resultados a los que se obtuvieron en el presente trabajo, con la temperatura de 20 °C; así mismo, Torres (1997) mencionó que las condiciones favorables de este patógeno para el desarrollo de micelio y esclerocios, están alrededor de 18 °C.

En el presente trabajo se observó que las cepas las provenientes de los estados Mérida, Trujillo y Táchira tuvieron un desarrollo micelial similar cuando fueron sometidas a 10 y 30 ºC, mientras que en las de Lara el crecimiento observado a 30 ºC fue similar al de 20 ºC, lo que pudiera deberse a que el hongo en esta entidad está normalmente sometido a temperaturas que oscilan en esos rangos (Cuadro 1). Harikrishnan y Yang (2004) estudiaron en los AGs de R. solani la influencia de la temperatura en su crecimiento y supervivencia e indicaron que los efectos diferenciales de ésta afectó la tasa de crecimiento  y la producción de esclerocios del hongo.

La temperatura de 10 ºC fue la segunda mejor para la formación de esclerocios, especialmente para  las  muestras  de  Trujillo,  donde  cuatro  de las 10 cepas respondieron mejor a esta temperatura. En general, la temperatura de 30 ºC fue limitante para la producción de esclerocios (excepto dos cepas del estado Lara), pero no para su tamaño, ya que se observó una tendencia a ser mayores a esta temperatura, especialmente en el estado Mérida.

CONCLUSIONES

El análisis cultural, mediante la evaluación de número y tamaño de esclerocios, diámetro de las hifas y crecimiento de la colonia de aislamientos

de R. solani provenientes de zonas productoras de papa en los estado Táchira, Mérida, Trujillo y Lara a diferentes temperaturas, permitió observar diferencias significativas entre las 40 cepas estudiadas; mostrando que la temperatura tiene una influencia determinante en la tasa de crecimiento de R. solani y en la producción de esclerocios.

Del total de aislamientos de Rhizoctonia solani obtenidos de papa en las diferentes localidades productoras de los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara el 97,5%  pertenecieron al grupo AG-3 y un 2,5%  a los AG-2.1. La distribución y la frecuencia de los AG-3 señalan que este grupo es la principal causa de rizoctoniosis  en las zonas productoras de papa en los estados Táchira, Mérida, Trujillo y Lara.

AGRADECIMIENTO

Al CDCHT-UCLA por el financiamiento parcial (proyecto 008-AG-2007) y al Fondo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (proyectos de BID-FONACIT II 2004000370, sub-proyecto 26133, y de Incentivo de Laboratorio 2007001014). A Luis Cedeño, profesor de la Universidad de Los Andes, por el suministro de los patrones AG de Rhizoctonia solani, y a los productores por permitir el muestreo en sus fincas.

LITERATURA CITADA

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