Alternativas al problema de la Roya del café en la República Dominicana Sección Fitopatología Seminario-taller 12 de marzo de 2013 Dra. Graciela Godoy de Lutz Consejo Nacional de Investigaciones Agropecuarias y Forestales (CONIAF) Instituto Dominicano de Investigaciones Agropecuarias y Forestales (IDIAF)
Problemática Actual Café (commodity) de valor de exportación mundial de US$ 15 billones Reportes de epidemias desde 2008 en Centro y Sur América, la más severa en los últimos 40 aňos (J. Vandermeer, UM) Pérdidas 4-5 millones de quintales (US $500 millones) cosecha 2012-2013 en CA y RD Fuente: sprudge.com
Problemática Actual Impactará negativamente la estructura socio-económica del sector en la región Declaración de emergencia en Guatemala, México, Honduras, Costa Rica, Rep. Dominicana y otros para mitigar efectos cosecha 2013-2014. Fuente: sprudge.com
Problemática Actual Costo proyectado en CA y México - >US$ 1 billón para renovar plantaciones - US $ 300 millones control químico RD invertirá RD $ 4 billones en 6 años. CentralAmericaDATA Codocafé Fuente: sprudge.com
Posibles causas de la nueva epidemia de la Roya del Café Cambio climático- En Colombia se han reportado > 25% de lluvias en los últimos 5 años Cambio de prácticas agronómicas- Para aumentar la producción (mayor densidad, eliminación de sombra, fertilidad, uso de pesticidas.
Posibles causas de la nueva epidemia de la Roya del Café Aparición de nuevas razas o mutaciones Casos Brazil y Kenia Uniformidad genética en plantaciones de CA y el Caribe (C. arabica) Plantaciones viejas Interacción de varios factores?
Roya del Café Agente causal Hemileia vastatrix Berkeley and Broome Reino: Hongo División: Basidiomycota Subdivision: Pucciniomycotina Clase: Pucciniomyceto Orden: Pucciniales Análisis filogenético basado en enfoque secuencias del genoma (EST protein sequence data). Silva et al. 2012
Síntomas Carvalho CR, Fernandes RC, Carvalho GMA, Barreto RW, et al. (2011) Cryptosexuality and the Genetic Diversity Paradox in Coffee Rust, Hemileia vastatrix. PLoS ONE 6(11): e26387. doi:10.1371/journal.pone.0026387 http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0026387
Roya del Café Hemileia vastatrix Berkeley and Broome Epidemiología-Ciclo de vida Las urediniosporas (uredopustula- 150,000 esporas por mes) se diseminan por viento, lluvia, material vegetativo y hombre Las urediniosporas necesitan agua para germinar y temperaturas óptimas (21-25 C) rango (15-30 C).
Roya del Café Hemileia vastatrix Berkeley and Broome Epidemiología-Ciclo de vida El viento es el agente de diseminación más importante a larga distancia, se han colectado esporas en trampas áreas a 1000 mts sobre las fincas infestadas. La diseminación dentro y entre fincas es causada por el viento, lluvia, salpique, insectos y el hombre
1989 Distribución global de la roya del café. (Adaptada de Schieber, E. and G.A. Zentmyer. 1984. Coffee rust in the Western Hemisphere. Plant Dis. 68:89-93. Con permiso de P.A. Arneson)
Roya del Café Variabilidad del patógeno cómo ocurre? Fuente: centralamericalink.com Reproducción por espora asexual- urediniosporas teóricamente H. vastatrix especie clonal Paradoja- aparición de nuevos patotipos que se sobreponen a cultivares resistentes (amplia variabilidad genética) Posible explicación es que H. vastatrix exhibe un comportamiento criptosexual (reproducción sexual (meiosis) escondida ocurre dentro de la espora asexual) Cavalho et al. 2011 Plos ONE
Roya del Café Importancia de la variabilidad del patógeno Razas fisiológicas: 49 razas a nivel mundial caracterizadas en el CIFC ( Coffee Rust Research Center) Portugal 20/49 razas se han obtenido de derivados de Híbridos de Timor (híbrido natural de Arabica x Robusta) (Gichuru et al. 2012)
Roya del Café Importancia de la variabilidad del patógeno Ejemplo: Brazil 2009-14 razas (Cabral et al. 2009) 2012-17 razas y la raza XXXIII (2-3 combinaciones de genes de virulencia) reportada por primera vez y asociada a infección en plantas de café derivadas de Catimor (Capucho et al. 2012) Más razas con virulencia más complejas
Roya del Café Importancia de la variabilidad del patógeno Ejemplo de Kenya 1976-6 razas (Thitai & Okioga, 1977) 2012-12 razas (Gichuru et al. 2012) Con la caracterización de nuevas razas se determinó que 7/9 genes de virulencia de H.vastatrix están presentes en Kenya (Gichuru et al. 2012)
Roya del Café Importancia de la variabilidad del patógeno El conocimiento de la variabilidad del patógeno y su estructura poblacional (dónde esta qué?) para evitar despliegue de variedades que sean susceptibles después de hacer una gran inversión de recursos.
Control de la Roya del Café Químico: Fungicidas CúpricosC pricos (oxicloruros, hidróxidos de cobre) Aplicación pre-infecci infección Acumulación n en el suelo-toxicidad Aumento de minadores, ácaros CBD (enfermedad de los frutos del café (presencia en Nicaragua?) Fuente: padil.gov.au No es opción n para fincas orgánicas
Control de la Roya del Café Químico: Fungicidas Sistémicos micos (Triazoles: propiconazoles, triadimefon, tridimenol, epoxiconazole; Azoxystrobinas Aplicación n al inicio de infección Deben aplicarse en mezclas o alternados para evitar desarrollo de resistencia del hongo Fuente: padil.gov.au No es opción n para fincas orgánicas
Control de la Roya del Café Químico: Altos costos ($$$$) en productos y aplicación Dosis precisa y tiempo adecuado para coincidir con esporulación Cobertura completa? Ambientalmente no amigable Fuente: padil.gov.au No es opción n para fincas orgánicas
Control de la Roya del Café Cultural: Poda Renovación n y manejo de sombra Biológico gico-ecoamigable Extractos de plantas Subramani et al. 2012 Chitinasas de Streptomyces albidoflavious Martinez et al.2012 Fuente: padil.gov.au
Control de la Roya del Café Biológico gico-ecoamigable Hiperparasitos Lecanicillium lecanii Vandermeer et al. 2009 Bacterias endófiticas Franco et al. 2006 No se pueden implementar a gran escala ni se ha probado efectividad para erradicar epidemias Fuente: padil.gov.au
Control de la Roya del Café Resistencia Varietal (Ecoamigable) Limitantes: Alta susceptibilidad de C. arabica y la pérdida de la diversidad genética de las especies silvestres de Coffea spp en la foresta de Etiopia Resistencia a la roya es condicionada por lo menos a nueve genes (S H 1-S H 9) solo o en combinacion correspondientes a los factores de virulencia V 1 -V 9 (Nuevas razas ej. XXXIII (V 5,7 o V 5,7,9 )
Control de la Roya del Café Resistencia Varietal (Ecoamigable) Programas de mejoramiento obtienen nuevas fuentes de resistencia de poblaciones de híbridos h inter-espec específicos de C. canephora y C. liberica, híbridos naturales de C. canephora y C. arábica (genes dominantes).
Control de la Roya del Café Resistencia Varietal Estrategias para combinar la resistencia completa ( raza-poblaci población n especifica, avr/r) con la resistencia parcial, introgresión con diferentes especies de Coffea (no especifica, más m s compleja) Necesidad de nuevos híbridos h para ampliar la base genética (piramidar genes de resistencia).
Control de la Roya del Café Resistencia Varietal Nuevas técnicas t para detectar polimorfismo por medio de análisis genéticos de genes candidatos Obtención n de híbridos h con base de germoplasma de Etiopia (resistencia Roya y enfermedad de los frutos (CBD) Mapeos genéticos con marcadores moleculares (SCARS)
Control de la Roya del Café Resistencia Varietal Selección n asistida con marcadores moleculares (S H 3) Secuenciación n del genoma de Coffea Producción n y distribución n masiva de híbridos por micro propagación embriogénesis somática.
Roya del Café en la República Dominicana Detectada por primera vez en 1989 Mayor vulnerabilidad, base genética estrecha en plantaciones comerciales 99% de las zonas productoras con C. arabica (susceptible a todas las razas de H. vastatrix) 1% sembrados con Catimore Plantaciones : 26-40 añosa Falta de estudios de genética hongo y germoplasma local o introducido
Recomendaciones Muestreo poblaciones de roya (colección esporas ) georeferenciado, datos complementarios, climatológicos ( Temperatura, pluviometría data/décadas), especie o variedad de origen (aprovechar base de datos de estudios realizados) Caracterización de razas en poblaciones muestreadas (clones diferenciales, metodología plántulas/in vitro (CIFC).
Recomendaciones Caracterización molecular (SSR u otros marcadores) de poblaciones de roya colectadas para análisis estructura genética (análisis multivariado, conglomerado Bayesiano, medidas de diversidad genética) Existe variabilidad por zonas geográfica, sistema de cultivo o variedades? Pruebas de patogenicidad/virulencia de poblaciones en variedades que se utilizaran en renovación de cafetales Monitoreo de roya para detectar resistencia a fungicidas.
Recomendaciones Monitoreo condiciones. climáticas para predecir brotes en zonas menos afectadas y/o racionalizar las aplicaciones de fungicidas Examinar las posibles duplicaciones (diferentes nombres con mismo origen) Ampliar la base genética del cultivo con híbridos con genes de germoplasma africano con resistencia a Roya y CBD.
Recomendaciones Creación de un banco de germoplasma con clones de las diferentes colecciones ( publicas y privadas) Utilización de la micro propagación por embriogénesis somática para la multiplicación masiva de nuevos híbridos o variedades (Nicaragua)
Recomendaciones Inversión de RD $ 2000 millones en investigación (CONIAF-IDIAF) para desarrollar proyectos de investigación en mejoramiento y protección vegetal del café. Se necesita especialistas a tiempo completo, en fitopatología, fitomejoramiento, entomología, nematología, suelos y biotecnología etc., además de personal de laboratorio y equipos y reactivos para los laboratorios del IDIAF.
Recomendaciones Colaboración internacional : Instituciones en Centro América, Colombia, Brazil, Portugal y África Importancia del intercambio de información a nivel local, bases de datos en línea Colaboración entre programas con fuente genética similar.