- Control Legal (Tema XV) - Resistencia Genética (Tema XVI)

Transcripción

1 Carrera de Ingeniero Agrónomo Universidad Nacional de Tucumán Facultad de Agronomía a y Zootecnia Curso: Manejo Integrado de Plagas Temas: - Control Legal (Tema XV) - Resistencia Genética (Tema XVI) Docente: Dr. L. Daniel Ploper

2 Control legal y resistencia genética 1. Introducción. Manejo de enfermedades. Conceptos generales. 2. Control legal: regulaciones. Cuarentenas. Inspecciones de plantas o sus productos. Erradicación. Evasión. Uso de material propagativo libre de patógenos. El System approach. 3. Resistencia genética a enfermedades. Conceptos en resistencia a enfermedades. Inmunidad, resistencia, tolerancia. susceptibilidad, 3. Variabilidad en patógenos. Identificación de razas fisiológicas y biotipos. Importancia de la variabilidad de patógenos en el fitomejoramiento. 5. Genética de las interacciones hospedante-patógeno. Genética de la resistencia. Genética de la patogenicidad. El concepto gen por gen. Resistencia específica (vertical) y general (horizontal). Resistencia parcial. 6. Mejoramiento para resistencia a enfermedades. Proceso de mejoramiento. Fuentes de resistencia. Cruzamientos, Evaluación y Selección. Métodos para determinar la reacción a plagas y enfermedades.

3 Manejo integrado de enfermedades Un manejo eficiente de las enfermedades requiere la adopción de programas integrados de manejo. Métodos regulatorios Métodos culturales Métodos físicos Métodos químicos Métodos biológicos Antagonistas Resistencia varietal

4 Métodos Regulatorios

5 Métodos Regulatorios Cuarentenas Inspecciones de plantas o sus productos (campo, almacenaje, puertos) Erradicación voluntaria u obligatoria (plantas hospedantes) Evasión Uso de material propagativo libre de patógenos

6 PLAGAS Y ENFERMEDADES CUARENTENARIAS SON AQUELLAS CUYA INTRODUCCIÓN EN UN PAÍS O REGIÓN ESTÁ PROHIBIDA POR LEY. TOLERANCIA CERO

7 La categorización de las plagas y enfermedades como cuarentenarias dependen de la legislación de cada país. En el caso de las frutas cítricas: Qué pasa con nuestros principales importadores?

8 ENFERMEDADES CUARENTENARIAS Para EE.UU. y UNIÓN EUROPEA: CANCROSIS MANCHA NEGRA SARNA DEL NARANJO DULCE

9 Sarna Mancha negra Cancrosis

10 PLAGAS CUARENTENARIAS: LAS MOSCAS DE LA FRUTA (JAPÓN, CHINA, ESTADOS UNIDOS). ENFERMEDADES CUARENTENARIAS: CANCROSIS, MANCHA NEGRA y SARNA DEL DULCE (ESTADOS UNIDOS), CANCROSIS B Y SARNA DEL DULCE (CHINA).

11 PLAGAS Y ENFERMEDADES CUARENTENARIAS SON AQUELLAS CUYA INTRODUCCIÓN EN UN PAÍS O REGIÓN ESTÁ PROHIBIDA POR LEY. TOLERANCIA CERO

12 La categorización de las plagas y enfermedades como cuarentenarias dependen de la legislación de cada país. En el caso de las frutas cítricas: Qué pasa con nuestros principales importadores?

13 ENFERMEDADES CUARENTENARIAS Para EE.UU. y UNIÓN EUROPEA: CANCROSIS MANCHA NEGRA SARNA DEL NARANJO DULCE

14 Sarna Mancha negra Cancrosis

15 PLAGAS CUARENTENARIAS: LAS MOSCAS DE LA FRUTA (JAPÓN, CHINA, ESTADOS UNIDOS). ENFERMEDADES CUARENTENARIAS: CANCROSIS, MANCHA NEGRA y SARNA DEL DULCE (ESTADOS UNIDOS), CANCROSIS B Y SARNA DEL DULCE (CHINA).

16 Qué pasa con los países que no son productores de cítricos? Generalmente no tienen problemas cuarentenarios excepto cuando forman parte de bloques comerciales. El caso de Holanda o Alemania en la U. Europea.

17 El caso de la Unión Europea La mayoría de sus países miembros no son productores de cítricos pero si los de la región del Mediterráneo (España, Italia, Grecia) y Portugal.

18 El caso de la Unión Europea Estos países productores (España, Italia, Grecia) ven a los frutas cítricas argentinas que llegan a Europa como una amenaza para su producción. Ellos hasta el presente están libres de sarna, mancha negra y cancrosis.

19 El caso de la Unión Europea España y los otros países productores son los que promueven que se prohíba la importación de cítricos argentinos a la Unión Europea. Actualmente y desde hace más de 20 años el tema de la llegada de fruta cítrica argentina a Europa está en la mesa de discusión. Se mezclan argumentos sanitarios e intereses comerciales.

20 El caso de la Unión Europea Cada partida de fruta cítrica que llegue a Europa y se le detecte cancrosis o mancha negra es un nuevo y fuerte argumento que tienen los que negocian la prohibición de la entrada de fruta Argentina a la Unión Europea. Como contrapartida: Cada envío de partidas libres de plagas y enfermedades cuarentenarias es un argumento a favor de que se permitan seguir recibiendo cítricos argentinos en la Unión Europea.

21 CONTROL FITOSANITARIO DE LAS PLAGAS CUARENTENERIAS Servicios de: 1. Monitoreos a campo (de precosecha). 2. Inspecciones en galpón de empaque. 3. Inspecciones en el puerto de embarque. 4. Inspecciones en el puerto de llegada. Todas estas monitoreos e inspecciones se realizan en base a la sintomatología de las enfermedades.

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23 Sistema Approach para Fruta Cítrica del Noroeste Argentino con Destino a EE.UU. Estación n Experimental Agroindustrial Obispo Colombres

24 System Approach Sistema integrado de prácticas de mitigación de riesgo. Aplicación sistemática y complementaria en un área de una serie de medidas fitosanitarias, para posibilitar el movimiento de vegetales o productos vegetales libres de plagas.

25 Mancha negra de los cítricos (Guignardia citricarpa - Phyllosticta citricarpa) Sarna del naranjo dulce (Elsinoe australis - Sphaceloma australis)

26 ESQUEMA DEL SISTEMA APPROACH PARA MANCHA NEGRA Y SARNA Inscripción de unidades productoras en el programa de exportación a EE.UU. Producción Prefloración Formación del fruto_ Limpieza de la superficie del terreno sust.: libre de hojas, ramas, frutos Control químico con oxicloruro de cobre oleoso Precosecha 20 días antes de la cosecha extracción de muestras y análisis de laboratorio Cosecha Verificación del origen Postcosecha Tratamiento post-cosecha Certificación del origen

27 En Noviembre de 2003, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos de la Nación (SAGPyA) puso en marcha el PROGRAMA NACIONAL DE ROYA DE LA SOJA mediante Resolución SAGPyA Nº 538/2003. Coordinación de acciones entre SAGPyA, SENASA, INTA y EEAOC. Colaboración de gobiernos provinciales, universidades nacionales, AACREA, AAPRESID, PROSOJA, y empresas privadas.

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29 Componentes del Programa 1- Componente Prospección n y Monitoreo 2- Componente Capacitación n y Difusión 3- Componente Investigación

30 1- Componente Prospección y Monitoreo

31 Monitoreo continuo en los cultivos de soja

32 Análisis de muestras en los laboratorios

33 1- Acciones de Prospección n y Monitoreo FASE A CAMPO: Inicialmente se dividió el área sojera en dos zonas: ZONA 1: NEA y NOA: Mayor presión de prospección. ZONA 2: Al sur de zona 1, áreas menos expuestas.

34 1- Acciones de Prospección n y Monitoreo Referencias: Puntos monitoreados por SENASA Puntos monitoreados por INTA Puntos monitoreados por EEAOC Zona 1: MAYOR PRESION DE MONITOREO Zona 2: MENOR PRESION DE MONITOREO

35 1- Acciones de Prospección n y Monitoreo FASE CENTRALIZACION DE INFORMACION: Recepción de muestras dudosas y envío a laboratorios de referencia Procesamiento de información remitida por todos los monitoreadores oficiales Oficializacion de la enfermedad por SINAVIMO (SENASA)

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37 Detecciones en Argentina campaña a 2003/04 SINAVIMO 9 Junio 2004 Programa Nacional de Roya de la Soja PCR positiva Falso negativo

38 Detecciones campaña a 2005/06 Pdo/Dto con caso Sospechoso Pdo/Dto con caso Verificado 17 Febrero 06 Salta 8 de Abril 06 Chaco 16 Diciembre 05 Corrientes Pdo/Dto con Falsa Alarma Pdo/Dto con otro tipo de caso 28 Febrero 06 Tucumán 29 de Marzo 06 Catamarca 10 de Marzo 06 Santiago del E. 28 Diciembre 05 Misiones 18 Abril 06 Córdoba 3 de Abril 06 Santa Fe 1 de Abril 06 Entre Ríos 16 Abril 06 Buenos Aires 22 Abril 06 La Pampa Fuente: AACREA

39 22 Abril 2008

40 2- Componente Capacitación y Difusión

41 2- Acciones de capacitación n y difusión Capacitación Al principio, énfasis en la capacitación de los fitopatólogos de soja del país. Viajes por Paraguay, Brasil y Bolivia. Reuniones y Talleres.

42 2- Acciones de capacitación n y difusión Capacitaciones Monitoreadores Plagueros Laboratoristas

43 2- Acciones de capacitación n y difusión Capacitaciones Técnicos Asesores Productores

44 2- Acciones de capacitación n y difusión Capacitaciones Tecnología de aplicación

45 2- Acciones de capacitación n y difusión Jornadas abiertas Medios masivos (radio, TV y prensa) y material impreso Paginas Web SINAVIMO / INTA / EEAOC / SAGPyA linkeado al dominio

46 2- Acciones de capacitación n y difusión Publicaciones

47 Resistencia a enfermedades

48 Resistencia a enfermedades

49 Resistencia a enfermedades Resistencia: grado o medida de defensa de la planta. Mecanismos pasivos y activos de defensa. Amplio rango de reacciones, que van desde la inmunidad a la alta susceptibilidad (influye el genotipo, los factores ambientales, el momento de infección, etc.). Inmunidad: ausencia de ataque o daño por parte de un patógeno, aun bajo condiciones favorables para la infección. Tolerancia: capacidad que tiene un hospedante para producir rendimientos aceptables en condiciones de infección que causarían pérdidas económicas a otras variedades de la misma especie.

50 Co-evoluci evolución n hospedante - patógeno Co-evolución Modificaciones en la población de uno de los componentes traen aparejadas modificaciones genéticas en la población del otro. Guerra continua Mecanismos de defensa vs. ataque Una de las condiciones esenciales para la co-evolución es que exista variabilidad genética, tanto en el hospedante como en el patógeno.

51 Mecanismos de variabilidad genética en patógenos Mutación Hongos / Procariotes / virus Hongos Recombinación génica: sexual (meiótica) y parasexual Herencia citoplásmica Heterocariosis Bacterias Conjugación Transformación Transducción Virus Recombinación genómica

52 Variabilidad en patógenos En el mejoramiento para resistencia a enfermedades, se debe prestar especial consideración a la variabilidad que exhiben los agentes patógenos. Esta variabilidad es responsable de la aparición de nuevas variantes que son capaces de atacar a cultivares que hasta entonces eran resistentes. Se denomina biotipo a la población de individuos genéticamente uniformes que derivan de esa variante.

53 Niveles de variabilidad en patógenos La población completa de un patógeno, con ciertas características morfológicas en común, constituye la especie de ese patógeno. Por ejemplo, Puccinia graminis. Algunos individuos de esa especie pueden, sin embargo, atacar solamente a trigo, otros solamente a cebada, otros a avena, etc. Estos individuos constituyen grupos que son denominados forma specialis. Por ejemplo, Puccinia graminis f. sp. tritici. Dentro de cada forma specialis, algunos individuos atacan ciertas variedades del hospedante pero no otras. Estos constituyen una raza fisiológica o patotipo.

54 Variabilidad patogénica Las poblaciones del patógeno son genéticamente diversas. Algunos patógenos muestran también variabilidad patogénica. Patotipo o raza fisiológica: biotipo del patógeno capaz de atacar a cultivares que hasta su aparición eran resistentes. Las razas fisiológicas son identificadas utilizando un grupo ( set ) de hospedantes diferenciales. Este grupo está conformado por genotipos que poseen distintos genes de resistencia, los que reaccionan en forma diferencial frente a las razas del patógeno.

55 Podredumbre de la raíz z y base del tallo Genes que controlan la resistencia a Phytophthora sojae Gen Resistente a las Razas de Phytophthora sojae Rps 1-a 1, 2, 10, 11, 13-20, 24, 26, 27 Rps 1-b 1, 3-9, 13, 15, 18, 21, 22 Rps 1-c 1-3, 6-11, 13-15, 17, 21, 23, 24, 26 Rps 1-d 1-7, 9-11, 13-16, 18, 21,22, 24,25 Rps 1-k 1-11, 13-15, 17, 18, 21-24, 26 Rps 2 1, 2, 10, 12 Rps 3-a 1-5, 8, 9, 11, 13, 14, 16, 18, 23, 25 Rps 3-b 1-5, 7, 9-12, 13-15, 16, 21, 22, 24, 25 Rps 3-c 1-4, 12, 13 Rps 4 1-4, 10, Rps 5 1-5, 8, 9, 11, 13, 14, 16 Rps 6 1-4, 10,12, 14-16, Rps 7 12, 16, 18, 19

56 Identificación n de razas fisiológicas Phytophthora sojae Raza 2 Sanga (Rps1-b): Susceptible PI (Rps3-a): Resistente Raza 7 Sanga (Rps1-b): Resistente PI (Rps3-a): Susceptible

57 Identificación n de razas Abajo = Raza 25 (1-a, 1-b, 1-c, _, 1-k, _, _, 7 susceptible) o (Rps1-d, 3-a, & 6 resistente) Arriba = Raza 4 (1-a, _, 1-c, _, _, _, _ 7 susceptible) o (Rps1-b, 1-d, 1-k, 3-a, & 6 resistente)

58 Identificación n de razas fisiológicas Cercospora sojina Raza Blackhawk S S S S S Lincoln R S R -- R Lee R R S S R Hood R R R S S Roanoke R R R S S Bragg R R R/S -- S Kent R R/S R -- R Davis R R R R R

59 Mosaico de la soja Soybean mosaic virus Resistencia Genética Fuente Razas de SMV G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 Rsv1 PI R R R R R R N Rsv1-t Ogden R R N R R R N Rsv1-y York R R R N S S S Rsv1-m Marshall R N N R R N R Rsv1-k Kwanggyo R R R R N N N Rsv1-n PI N N S S N N N Rsv1-s PI R R R R N N R Rsv1-r Raiden R R R R N N R Rsv1-1h Suweon 97 R R R R R R R Rsv3 Columbia N N R Rsv3-h L29 S S S S R R R Rsv4 PI R R R R R R R Rsv4-p Peking R R R R R R R R: Resistente S: Susceptible N: Necrosis

60 Importancia de la variabilidad de patógenos en el fitomejoramiento La capacidad de los patógenos de adaptarse a cultivares previamente resistentes, constituye uno de los principales problemas que deben confrontar los fitomejoradores. Así, los cultivares "pierden" esa resistencia, con lo que también se pierde el esfuerzo de muchos años de trabajo de mejoradores y patólogos, sin contar las pérdidas materiales que deben soportar los productores. Quiebre de resistencia por la aparición de nuevas razas. Cambio en el patógeno, no en el hospedante!!!

61 Resistencia a enfermedades en el hospedante En términos generales, las plantas se defienden de los patógenos ya sea a través de estructuras morfológicas que actúan como barreras físicas que inhiben la entrada y desarrollo del patógeno, o por medio de reacciones bioquímicas que tienen lugar en diferentes tejidos de la planta y que producen sustancias tóxicas para el patógeno o que crean condiciones que inhiben la entrada y crecimiento del microorganismo en el hospedante. Existen diferentes tipos de resistencia: 1. Resistencia a la Infección (o resistencia aparente) 2. Resistencia a la penetración (pasiva o activa) 3. Resistencia al desarrollo (pasiva o activa) 4. Resistencia adquirida

62 Genética de las interacciones hospedante- patógeno El concepto gen por gen Esta teoría sostiene que por cada gen que confiere resistencia en el hospedante hay un gen correspondiente en el patógeno que confiere virulencia a éste, y viceversa. Esto surge de la estrecha coexistencia entre hospedantes y patógenos en la naturaleza. Se tiende a establecer un equilibrio dinámico entre resistencia y virulencia, lo que posibilita que ambos sigan coexistiendo en condiciones naturales. Este concepto fue demostrado por primera vez en la interacción lino-roya y luego en otras especies. En todos los casos se comprobó que cada gen de resistencia tenía un correspondiente gen de virulencia. Cada gen de resistencia puede ser detectado e identificado solo por su gen equivalente de virulencia, y viceversa.

63 Genética de las interacciones hospedante- patógeno En general, los genes de resistencia en el hospedante tienden a ser dominantes, en tanto que en el patógeno es el gen de avirulencia el dominante. Esto implica que la resistencia es la regla hasta que se produce el cambio en el patógeno con la expresión del gen de virulencia. Gen R - gen Av = reacción incompatible Cuando esto ocurre, se dice que la resistencia se "quiebra" (concepto que sugiere que el cambio es en el hospedante cuando en realidad el cambio se produjo en el patógeno). Al sucumbir la resistencia es necesario introducir otro gen de resistencia en la planta (el cual tiene su equivalente en el patógeno); así se obtiene una variedad resistente, hasta que nuevamente se produzca el cambio en la población del patógeno. Presión selectiva.

64 Tipos de resistencia Resistencia específica: Efectiva contra algunas razas del patógeno. Usualmente, aunque no siempre, controlada por un par de genes. Confiere altos niveles de resistencia. Usualmente no resulta afectada por factores ambientales. Desventajas: Fácilmente superada por nuevas razas. Favorece aparición de nuevas razas (presión selectiva ). Resistencia general: Efectiva contra casi todas las razas del patógeno. Usualmente, pero no siempre, controlada por muchos pares de genes. Confiere moderados niveles de resistencia. Suele ser alterada por condiciones ambientales. La resistencia general es más difícil de incorporar, pero altamente deseable por su durabilidad. La presión selectiva incrementa la frecuencia de genes de virulencia, pero no los crea.

65 Ejemplo de resistencia general Slow leaf-rusting o royeo lento Forma de resistencia mediante la cual el hospedante restringe la tasa de crecimiento del patógeno. Disminución de la tasa epidémica. Ejemplo: trigo - Puccinia recondita - No específica - Estable Componentes: Eficiencia de la infección (Nº urediniosoros / 100 urediniosporas) Período de latencia Tamaño urediniosoro Urediniosporas / urediniosoro / día Período infeccioso (urediniosoro)

66 Mejoramiento para resistencia a enfermedades El uso de cultivares resistentes es la práctica más eficaz y económica dentro de un programa de control de enfermedades. Esto cobra especial significación cuando se trata de cultivos extensivos de no tan alta rentabilidad y en donde las aplicaciones de agroquímicos no son económicamente posibles. Incluso en los cultivos intensivos, en los que regularmente se hacen controles químicos, los cultivares resistentes son de importancia. En el marco de esa continua "batalla" entre hospedantes y patógenos, el contar con un cultivar resistente no significa el triunfo, ya que en esta persistente lucha la variabilidad exhibida por los patógenos juega un importante papel. Esto nos indica que para mejorar por resistencia a enfermedades es necesario tener en cuenta no solo los factores hereditarios en el hospedante sino también en el patógeno.

67 Mejoramiento para resistencia a enfermedades La herencia de la resistencia a enfermedades en las plantas se conoce desde hace mucho tiempo, habiéndosela utilizado con efectividad en la producción de materiales resistentes. Sin embargo, la herencia genética del tipo de infección -capacidad y grado de virulencia- no había sido considerada hasta hace relativamente poco tiempo. Actualmente se conoce que los patógenos constan de una gran cantidad de razas, cada una de las cuales difiere de las demás en la capacidad de atacar a ciertas variedades de una especie pero no a otras. De modo que hay una interacción entre los genes que confieren resistencia o susceptibilidad y los genes que confieren virulencia o avirulencia. Estas características están genéticamente controladas, es decir que se transmiten de una generación a otra. El número de genes que determinan resistencia o susceptibilidad varía de una especie a otra, de la misma manera como el número de genes que determinan virulencia o avirulencia. Todavía no se tiene un conocimiento completo del número de genes involucrados y lo que controla cada uno en la mayoría de las combinaciones hospedantepatógeno.

68 Mejoramiento para resistencia a enfermedades Mejoramiento directo o indirecto. Fuentes de resistencia (orden de preferencia: variedades comerciales locales, líneas avanzadas locales, variedades comerciales de otras zonas, accesiones de colecciones de germoplasma, especies silvestres). Cruzamientos. Evaluación y selección. Evaluaciones en viveros de enfermedades, ya sea en condiciones de campo, invernáculo o instalación similar. Los procedimientos que se emplean son variables, y van a depender de la fuente de resistencia, del tipo de patógeno, etc. Ensayos regionales. Se evalúan los genotipos obtenidos que muestran una combinación de resistencia y características generales favorables. Esta etapa provee información sobre el comportamiento agronómico y la adaptación en otras regiones de las líneas promisorias, y también sobre su reacción frente a enfermedades en zonas donde pueden existir otras razas fisiológicas del patógeno.

69 Resistencia varietal Evaluaciones en Invernáculo Cancro del tallo Phytophthora Cancro del tallo Mancha ojo de rana

70 Resistencia varietal Evaluaciones a campo Cancro del tallo Mancha ojo de rana Síndrome de la muerte súbita Mosaico de la soja

71 Resistencia varietal El uso de variedades resistentes es el método más eficiente y económico de controlar las enfermedades.

72 Resistencia varietal: Reflexiones finales Detrás de toda variedad resistente está el trabajo de equipo de mejoradores y patólogos, que han invertido esfuerzos importantes para el desarrollo de genotipos mejorados. Para que el flujo incesante de variedades superiores y con resistencia a las principales enfermedades del cultivo continúe, será necesario el apoyo firme de los productores a las instituciones públicas y compañías privadas que realizan estos trabajos. Integrar el uso de variedades resistentes con otras estrategias de control!!!