Lisela Moreira Carmona Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular, Universidad de Costa Rica lisela.moreira@ucr.ac.

Transcripción

1 Proyecto: Búsqueda de hospederas alternas y vectores asociados al fitoplasma que afecta poró (Erythrina poeppigiana, Fabace) como sombra de café en la Zona de los Santos Lisela Moreira Carmona Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular, Universidad de Costa Rica lisela.moreira@ucr.ac.cr Proyecto: Búsqueda de hospederas alternas y vectores asociados al fitoplasma que afecta poró (Erythrina poeppigiana, Fabace) como sombra de café en la Zona de los Santos. Centro de investigación: Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular, Universidad de Costa Rica Investigadores a cargo: Máster William Villalobos y M.Sc. Lisela Moreira Investigadores asociados: M.Sc. Guido Saborío, Bach. en Agronomía Laura Garita Salazar, M.Sc. Carolina Godoy, estudiantes Pamela Golcher (maestría en Biología), Eugenia Garita (licenciatura en Agronomía) El poró gigante [Erythrina poeppigiana (Walp.) O. F. Cook] se emplea tradicionalmente como árbol para sombra del café en Costa Rica, debido a que los residuos de su hojarasca se asocia a la fijación de nitrógeno en el suelo, la facilidad de su poda y la rapidez de su brotación después de éstas. Además, la descomposición y liberación de nutrimentos de E. poeppigiana es bastante alta con respecto a las de otras especies maderables empleadas como sombra para el café. Por otra parte, la sombra que provee esta especie se ha comprobado que aumenta la calidad del café. El poro, también, se emplea ampliamente en sistemas silvopastoriles donde se emplea como cerca viva, sirve para la alimentación de cabras y fuente de leña. Durante el año 2005, a solicitud del Ing. Juan José Obando, funcionario del ICAFE, el personal del CIBCM se involucró en una investigación piloto para determinar el o los patógenos causantes de una enfermedad en árboles de poro que causaba proliferación excesiva de tallos, acortamiento de entrenudos y disminución del tamaño de las hojas. Además, los árboles enfermos no presentaban floración, no había formación de nuevas ramas y eventualmente se iniciaba un proceso de muerte de ramillas y del tronco. Los síntomas se detectaron inicialmente en árboles podados, pero poco después fueron evidentes en árboles que no se habían sometido a podas. En estos últimos, los brotes de hojas pequeñas y tallos delgados se presentaban en

2 algunas ramas del árbol y eventualmente avanzaba a otras ramas del mismo, por lo que durante la época de floración, el árbol presentaba un aspecto de floración incompleta. Estos árboles también se debilitaban y deterioraban paulatinamente. Los síntomas más severos se observaron en árboles podados, al compararlos con los pocos árboles sin podas que se encontraron en los cafetales visitados. De estos últimos, los árboles jóvenes se observaban con mayor daño si se comparaban con los más viejos en las zonas afectadas. Cabe mencionar, que una vez que el síntoma se hacía evidente en una zona particular, en un corto tiempo todos los poros gigantes iniciaban la manifestación de los síntomas mencionados. La enfermedad se detectó en varios cafetales de la zona de Los Santos, estimándose en el 2005 un área aproximada de 100 ha. y para febrero de 2007 se determinó que la enfermedad del poro se presentaba en un área de aproximadamente 1000 ha. Los síntomas descritos corresponden a los informados para fitoplasmas en muchas especies vegetales, y entre ellos en árboles. A estos síntomas se les conoce como escoba de bruja, witches -broom en inglés, por lo que en este caso se designó como escoba de bruja del poró (EBP). Los fitoplasmas, pertenecen a la clase Mollicutes, son patógenos de plantas, limitados al sistema vascular (floema) de éstas y a los vectores que median su dispersión o transmisión entre las diferentes especies vegetales que logran colonizar. Los vectores de estos patógenos son algunas especies de insectos dentro de las familias Cicadellidae, Fulgoridae, Psilidae, Cixiidae. Estos insectos los transmiten durante su proceso de alimentación. Para esto, previamente deben infectarse (adquirirlo) de plantas enfermas y pasar un tiempo de incubación de aproximadamente 22 días. Durante este tiempo, los fitoplasmas infectan y se multiplican en diferentes tejidos del insecto hasta alcanzar las glándulas salivales de éstos, a partir de este momento el insecto tiene la capacidad de transmitir a los fitoplasmas que porta durante el resto de su vida. Los fitoplasmas se asocian con cientos de enfermedades alrededor del mundo y causan pérdidas económicas en cultivos importantes, ya sean hortalizas, ornamentales, forestales y frutales, entre otros. Como patógenos de árboles, ya sean éstos de importancia económica o no,

3 éstos causan severas epidemias que con frecuencia destruyen los árboles alrededor del mundo. Estos patógenos no se cultivan in vitro y la detección se realiza mediante análisis de las muestras al microscopio electrónico de transmisión o amplificación de un segmento particular del ADN del patógeno mediante la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), empleando imprimadores o cebadores específicos para éstos. Para la identificación de los fitoplasmas se utilizan técnicas moleculares adicionales (como los RFLP s) para clasificarlos dentro de grupos y subgrupos específicos según los patrones de bandas generados por enzimas que cortan el ADN en secuencias específicas. Más recientemente la disponibilidad de los secuenciadores automatizados, programas bioinformáticos y las bases de datos de acceso público, como el Gen Bank ( han permitido nuevas propuestas de clasificación y se les designa con nombres a especies de fitoplasmas como por ejemplo Candidatus Phytoplasma asteris, Candidatus Phytoplasma brasiliense, etc. En el caso particular de los poros enfermos en la zona de los Santos, durante el 2006 se comprobó la presencia de fitoplasmas en los árboles enfermos evaluados y se determinó que el fitoplasma presente corresponde al grupo de los aster yellows (Candidatus Phytoplasma asteris).

4 Algunas especies de plantas recolectadas con síntomas característicos de fitoplasmas en la zona de Los Santos. A. Gliricidia sepium, B. Erythrina costaricensis, C. Trema micrantha, D. Spathodea campanulata, E. Gomphocarpus physocarpus (sin. Asclepias physocarpa) (Fotografías tomadas por Eugenia Garita Incer) Durante los años 2007 y 2008, con financiamiento del CONICIT a través del programa FORINVES, de la Universidad de Costa Rica, y la colaboración del ICAFE se realizaron visitas periódicas a la zona afectada por la escoba de bruja del poro en la zona de los Santos. La colecta de muestra se dirigió a plantas y árboles mostrando síntomas que se relacionan con infecciones por fitoplasmas. Esto es escobas de bruja, hojas pequeñas, amarillamientos, enanismo. Además algunas plantas asintomáticas del género Erythrina también fueron colectadas. De cada planta se tomaron tallos jóvenes. Además, se colectaron insectos presentes en los porós sintomáticos. Se realizaron extracciones de ADN a partir de los pecíolos y venas medias de las hojas, y de los insectos. El ADN se amplificó mediante la PCR utilizando los imprimadores universales (P1/P7) y específicos (R16F2N/F16R2) para fitoplasmas. En cuatro diferentes especies de las muestras colectadas, además de las de E. poeppigina incluidas en las colectas, se lograron amplificaciones con el tamaño del producto esperado para fitoplasmas. Las especies que presentaron infección fueron Asclepias physocarpa (chayotillo de aire), Spathodea campanulata (llama del bosque),

5 Gliricidia sepium (madero negro), Erythrina costaricensis (poro enano) y Rondeletia buddleiodes. Los productos amplificados se secuenciaron y se obtuvo que sólo en tres de estas especies se encontró el mismo fitoplasma detectado en los poros enfermos. Esto evidenció en la zona al menos otros dos fitoplasmas diferentes. En el caso de las especies de insectos evaluadas se encontró que varias especies de cicadélidos presentaban infección por fitoplasmas pero sólo la secuencia obtenida de dos de las especies presentaba una similitud alta con la secuencia del fitoplasma del poro. Se realizaron pruebas de transmisión con estas especies de insectos sin lograr transmitir el fitoplasma a plantas jóvenes de poro.