FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS

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1 FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE S Fernanda Gamba 7 de noviembre, 2007 CONTENIDOS *Co-evolución de las especies * Patogenicidad y virulencia * Mecanismos de variabilidad * Fuentes de variabilidad * Categorías taxonómicas de especies vegetales y de los patógenos * Impacto de la diversidad patogénica en la pérdida de efectividad de medidas de manejo. 1- INTRODUCCIÓN 2 - MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN : MUTACIÓN Y RECOMBINACIÓN 3 - MECANISMOS ESPECÍFICOS 1- INTRODUCCIÓN COEVOLUCIÓN QUIEBRE DE LA RESISTENCIA GENÉTICA ESPECIALIZACIÓN FISIOLÓGICA 4 - FUENTES : MIGRACIÓN Y SELECCIÓN 5 - CONSECUENCIAS PARA EL MANEJO Especies y formas especiales de las royas de los cereales ESPECIE P. triticina P. striiformis Puccinia graminis FORMA ESPECIAL tritici secalis avenae tritici hordei HUÉSPED(ES) PRINCIPAL(ES) trigo y cebada centeno y cebada avena trigo trigo cebada VIRULENTO AVIRULENTO 1

2 INTERACCIÓN HUESPED- PATOGENO ESPECIE CULTIVAR Triticum aestivum I. DON ALBERTO P. triticina RAZAS A B N VIRULENTA Pelón 90 AVIRULENTA Tipos de infección de genotipos de cebada infectadas con dos aislamientos de Cochliobolus sativus, inductor de la mancha borrosa. : ESPECIE VEGETAL CULTIVAR Aislamiento A Aislamiento B 1 9 virulento 9 9 virulento avirulento 2 1 avirulento virulento 8 1 avirulento avirulento 2 8 virulento 8 VIRULENTO:VARIEDAD 2.1) MUTACIÓN cambio abrupto en el material genético heredado a la progenie. EJEMPLO: Erysiphe graminis conidios/ha/día 10-7 tasa de mutación 10 6 mutantes para virulencia 2

3 CONTRIBUCIONES DE LAS MUTACIONES COMO FUENTE 1.- TASA DE MUTACIÓN 2.- NIVEL DE PLOIDÍA DEL 3.- TAMAÑO DE LA POBLACIÓN 4.- VENTAJA SELECTIVA DEL MUTANTE 2.2) RECOMBINACIÓN 2.2.1) Durante la reproducción sexual: 2N cigoto MEIOSIS GAMETAS DIFERENTES 2.2.2) Durante la mitosis: micelio y esporas haploides REPRODUCCIÓN ASEXUAL POBLACIONES GRANDES EN HONGOS 1 RECOMBINACIÓN SEXUAL: HOMOTALISMO Y HETEROTALISMO 2 RECOMBINACIÓN SOMÁTICA: HETEROCARIOSIS 3 PARASEXUALIDAD EN BACTERIAS 1 CONJUGACIÓN REPRODUCCIÓN SEXUAL 2 TRANSFORMACIÓN 3 TRANSDUCCIÓN EN VIRUS 1 RECOMBINACIÓN 2 PSEUDO-RECOMBINACIÓN MECANISMOS vs FUENTES 3 COMPLEMENTACIÓN MIGRACIÓN Y SELECCIÓN 3

4 4.1) MIGRACIÓN (I) 4.1) MIGRACIÓN (II) Tizón tardío de la papa (Phytophtora infestans) * 1845: Irlanda: 1.5 millones de inmigrantes * 2 grupos de compatibilidad A1 y A2 Origen: México, sub-centro de origen de Solanum tuberíferas * Europa: sin tizón Primera ola migratoria: A1 en el Noreste de EEUU Europa Rutas comerciales Irlanda 1976: Importación de papa desde México a Europa: A1 y A2 CONSECUENCIAS 1) SOCIALES 2) Nuevo hospedante: tomates 3) Resistencia a fungicidas 4) Infección más temprana 4.2) SELECCIÓN PROCESO MEDIANTE el cual la FRECUENCIA de ALGUNOS INDIVIDUOS en la POBLACIÓN CAMBIA A) VARIEDADES CON RESISTENCIA GENÉTICA ESPECÍFICA OCUPANDO SUPERFICIES CRECIENTES VULNERABILIDAD GENÉTICA 4.2) SELECCIÓN B) VARIEDADES SUSCEPTIBLES OCUPANDO CRECIENTES SUPERFICIES ALTA PRODUCCIÓN DE INÓCULO MUTACIONES Migración Mutación QUIEBRE DE VARIEDADES RESISTENTES Recombinación 4

5 5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS S 5.1) ADQUISICIÓN DE NUEVOS HOSPEDANTES CONSECUENCIA EN EL MANEJO NUEVOS HOSPEDANTES Pyricularia oryzea: ARROZ Phytophtora infestans: PAPA TRIGO TOMATE ESQUEMA DE ROTACIONES 5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS S 5.2) APARICIÓN DE RAZAS MÁS VIRULENTAS Y/0 INCREMENTO DE LAS YA EXISTENTES 5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS S 5.3) GENERACIÓN DE INDIVIDUOS INSENSIBLES A UN PRODUCTO QUIMICO DENTRO DE LA POBLACIÓN PATOGÉNICA CULTIVARES RESISTENTES DE CORTA VIDA ÚTIL PÉRDIDA DE EFICACIA DE FUNGICIDAS CONSECUENCIAS EN EL MANEJO GLOBAL SOCIALES AMBIENTALES ECONÓMICAS RACIONALIDAD EN EL USO DE TODOS LOS RECURSOS DISPONIBLES 5