Especialización fisiológica de una población local de Pyrenophora teres f.sp. teres

Gamba, Fernanda¹; Tekauz, Andrej²

¹Departamento de Protección Vegetal, Facultad de Agronomía, Universidad de la República. Estación Experimental «Dr. M. A. Cassinoni», Ruta 3 km 363. Paysandú, Uruguay. Código Postal 60.000.

Recibido: 7/7/10 Aceptado: 20/2/11

La mancha en red de la cebada (Hordeum vulgare L.), inducida por Pyrenophora teres f.sp. teres, ha mostrado un importante incremento en los últimos años, debido a la creciente aplicación de la práctica de la siembra directa sin una adecuada rotación de cultivos y el uso de cultivares con niveles de resistencia genética poco adecuados. El conocimiento de la estructura poblacional del patógeno permite el logro de cultivares con resistencia genética efectiva frente a esa población. Se inocularon cuarenta y tres aislados de P. teres f. sp. teres en veinte genotipos de cebada uruguayos, en condiciones controladas de temperatura y fotoperíodo. Dieciocho aislados exhibieron los máximos niveles de virulencia en todos los genotipos. No se observó ningún aislado completamente avirulento y todos los genotipos fueron susceptibles en diversos grados. La variedad INIA Ceibo mostró el mejor comportamiento relativo mientras que las más susceptibles fueron Ackerman Madi y Danuta. No fue posible la identificación de grupos de aislados con perfiles de virulencia diferente; tampoco se detectaron genotipos de cebada con resistencia diferencial. La alta variabilidad encontrada en estas muestras de P. teres f. sp. teres y de genotipos de cebada, indica que la realización de estudios más exhaustivos mejorará el conocimiento de la composición de los perfiles de virulencia y de resistencia y por tanto contribuirá a la obtención de cultivares con resistencia más efectiva.

Palabras clave: HORDEUM VULGARE, MANCHA EN RED, VARIABILIDAD PATOGÉNICA

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Physiological Specialization of a Local Population of Pyrenophora teres f. sp. teres

Net blotch of barley, induced by Pyrenophora teres f.sp. teres, has showed an important increase in the past years, due to the adoption of zero tillage practices without an adequate crop rotation and the use of cultivars with intermediate levels of genetic resistance. Integrated management of this disease should include the diversified use of cultivars with effective resistance. Knowledge of pathogen population structure allows obtaining effective cultivars with genetic resistance to that population. In this study forty three isolates were inoculated in twenty barley genotypes under controlled temperature and photoperiod conditions. Eighteen isolates induced maximum virulence levels on all barley genotypes. It was not found a single isolate completely avirulent and all barley genotypes were susceptible to these isolates, in varying degrees. The cultivar INIA Ceibo exhibited the best relative performance, whereas the most susceptible were Ackerman Madi and Danua. It was not possible to identify different virulence group profiles nor barley genotypes with differential resistance. The high variability found in these P. teres f. sp. teres and barley samples, are indicative that more comprehensive studies will improve the knowledge on virulence profile composition and on the genetic resistance and therefore will contribute to obtain barley cultivars with more effective resistance.

Key words: HORDEUM VULGARE, NET BLOTCH, PATHOGENIC VARIABILITY

Introducción

Las manchas foliares de la cebada (Hordeum vulgare L.) son las principales limitantes en el logro de rendimientos altos y estables a través de los años (Mathre, 1997). En el caso particular de este cultivo, la problemática sanitaria es aún más importante por su incidencia en el destino principal de la producción de nacional que es la exportación de malta de alta calidad industrial (Arias, 1985). El creciente incremento de estas manchas foliares se explica por múltiples factores. La adopción de técnicas como la siembra directa que dejan los residuos de los cultivos intactos sobre la superficie del suelo aseguran la presencia de inóculo de las manchas foliares que ahí sobreviven (Tekauz, 1990). Por otro lado, la falta de cultivares de cebada con niveles aceptables de resistencia genética sería otro factor que explicaría la creciente importancia de este tipo de enfermedades (Tekauz, 1990). La mancha en red, inducida por Pyrenophora teres (Died.) Drechs., es una de las enfermedades foliares importantes en muchos países de África, las Américas, Europa, y Asia (Louw, et al., 1995; Pereyra, 2005; Robinson y Jalli, 1996; Steffenson y Webster; 1992; Yahyaoui, et al., 2000). En Uruguay, las pérdidas en rendimiento se estimaron entre 10 a 33%, en peso de grano de 11 a 15% y en clasificación de 7 a 37% (Pereyra, 2005). En un esquema de manejo integrado, la resistencia genética es el método preferencial porque es ambientalmente sana y permite la complementación de diversas estrategias sanitarias. Sin embargo, su eficacia  puede verse afectada debido a variaciones en la virulencia en la población de P. teres f. sp. teres.

Existen diversos antecedentes mundiales que reportan diferencias en virulencia. En Canadá, se identificaron dos formas especiales con diferente virulencia: la forma especial teres y la forma especial maculata. A su vez, dentro de la forma especial teres se encontraron 45 patotipos y en la forma maculata se detectaron 20, a partir de una colección de 219 aislados y 12 cebadas diferenciales (Tekauz, 1990). Steffenson y Webster (1992) identificaron 13 patotipos en una colección de 91 aislados de California (E.E.U.U.) y 22 cebadas diferenciales. Otros estudios con poblaciones locales de Australia, Finlandia y Siria usando diferentes genotipos de cebada diferenciales, también reportaron diferentes virulencias (Platz, et al., 2000; Robinson y Jalli, 1996; Yahyaoui, et al., 2000). Los antecedentes uruguayos han sido escasos y preliminares. De una colección de 35 aislados analizados en un grupo de seis cebadas diferenciales canadienses, se identificaron nueve patotipos de virulencia diferencial (Gamba y Tekauz, 2000). Otros estudios, reportaron altos niveles de variabilidad en virulencia y genotipos de cebada con susceptibilidad media a alta susceptibilidad (Gamba, et al., 2001; Gamba y Tekauz, 2002).

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El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar una población de P. teres f. sp. teres más actualizada.

Materiales y métodos

El inóculo se produjo a partir de 43 aislados uruguayos de P. teres f. sp. teres de muestras colectadas desde 2006 al 2008 y el aislado canadiense WRS 102 (Cuadro 1).

Secciones de hojas infectadas, esterilizadas superficialmente se colocaron en placas de petri conteniendo papel de filtro y se incubaron a 20 °C y 18 h de fotoperíodo por tres a cinco días para promover la esporulación. Cada conidio fue transferido a tubos de ensayo conteniendo agar V8 al 10%. Luego de ocho días, la suspensión conidial se transfirió a placas de petri conteniendo el medio anteriormente mencionado. El inóculo final se obtuvo luego de seis días de incubación a 20 °C de acuerdo al protocolo de Tekauz y Mills (1974). Se sembraron seis a ocho semillas de cada uno de los 20 genotipos de cebadas en macetas conteniendo una mezcla de tierra, sustrato y vermiculita en partes iguales. Los genotipos de cebada se presentan en el Cuadro 2.

La inoculación se realizó al estadio de tres hojas Z 13 (Zadoks, et al., 1974) con una suspensión de 10⁴ conidios/ml y 1 gota de Tween 20 cada 50 ml de suspensión para facilitar la dispersión del inóculo sobre la superficie de las hojas. Las plántulas inoculadas se incubaron por 24 h a 100 % de humedad relativa y luego fueron retornadas a las condiciones anteriores. Las evaluaciones se realizaron siete días post-inoculación, siguiendo la escala cualitativa de diez dígitos (Tekauz, 1985). Los fenotipos de infección entre 1 y 4 son indicativos de aislamientos avirulentos y/o cebadas resistentes, mientras que los fenotipos de infección de 5 a 10 son indicativos de aislamientos virulentos y/o cebadas susceptibles.

Resultados y discusión

Los aislados de Pyrenophora teres f. sp. teres y los genotipos de cebada fueron ordenados por avirulencia y resistencia crecientes, respectivamente. Los resultados obtenidos se presentan en el Cuadro 3.

En relación a los genotipos de cebada, no se encontró ninguno completamente resistente frente a este grupo de aislados, aunque I. Ceibo mostró el mejor comportamiento relativo. Las cebadas más susceptibles para este grupo de aislados fueron A. Madi y Danuta.

La caracterización de los aislados estudiados aparece en la Figura 1.

Los aislados avirulentos se encontraron en una frecuencia baja.

Exceptuando los diez aislados que indujeron reacciones virulentas en todos los genotipos de cebada, no se encontraron dos aislados iguales.

En la Figura 2 se presenta el comportamiento de los cultivares de cebada, ordenados por susceptibilidad creciente a P. teres f. sp. teres.

Como se puede observar, el nivel máximo de resistencia fue de 38,10% mientras que el mínimo fue 0,00%. El grupo de menor nivel de resistencia (0-9%) lo integraron A. Madi, Danuta, A. Laisa, Clipper, MUSA 936, Perún, EST 2098 y N. Daymán, seguido por la clase de 10 a 19%, compuesta por: MP 1010, AMBEV 293, AMBEV 19, AMBEV 79, Q. Ainará, AMBEV 78 e I. Guaviyú. La clase de 20 a 29% se conformó por N. Carumbé, CLE 247 e I. Arrayán, mientras que los cultivares de mejor comportamiento (30-39%) fueron CLE 250 e I. Ceibo.

El comportamiento de estos cultivares, salvo las excepciones ya realizadas, aparece como moderadamente susceptible a susceptible, frente al grupo de aislados inoculados.

Otros estudios también reportaron altos niveles de virulencia de otras poblaciones de P. teres f. sp. teres para la mayoría de los genotipos de cebada estudiados (Gamba, et al., 2001; Gamba y Tekauz, 2002). Los aislados del patógeno y los genotipos de cebada utilizados en este estudio, no permitieron identificar ningún grupo con virulencia diferencial. Estos resultados difieren de otros estudios realizados previamente (Gamba y Tekauz, 2002; Robinson y Jalli, 1996; Steffenson y Webster 1992; Platz, et al., 2000; Tekauz, 1990; Yahyaoui, et al., 2000) en los que se sugirió la existencia de diversos patotipos de Pyrenophora teres f. sp. teres. Diferentes genotipos y aislados utilizados en estos estudios podrían explicar estas diferencias. Estudios más exhaustivos que incluyan otros genotipos diferenciales mejorarán el conocimiento de la composición de los perfiles de virulencia y de los niveles de resistencia de la cebada y por tanto, contribuirán a la obtención de cultivares con resistencia más efectiva.

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