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Fusarium solani

Efectos de F. solani sobre la alfalfa Hifas de F. solani Fusarium solani es un complejo de especies de al menos 26 hongos filamentosos estrechamente relacionados en la división ...

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Efectos de F. solani sobre la alfalfa
Hifas de F. solani

Fusarium solani es un complejo de especies de al menos 26 hongos filamentosos estrechamente relacionados en la división Ascomycota , familia Nectriaceae . [1] Es el anamorfo de Nectria haematococca . [1] Es un moho común que habita en el suelo. [2] Fusarium solani está implicado en enfermedades de las plantas, así como en enfermedades humanas graves como la queratitis fúngica . [1]

Historia y taxonomía

El género Fusarium fue descrito en 1809 por Link. [3] En la década de 1930, Wollenweber y Reinking organizaron el género Fusarium en secciones, incluyendo Martiella y Ventricosum, [3] que fueron fusionadas por Snyder y Hansen en la década de 1940 para formar una sola especie, Fusarium solani; [3] una de las nueve especies de Fusarium que reconocieron basándose en características morfológicas. [2] El concepto actual de F. solani es como un complejo de especies que consiste en múltiples especies "crípticas", estrechamente relacionadas y morfológicamente poco distinguibles, con diferencias genéticas características. [4] Hay un concepto propuesto para todo el género -ampliamente suscrito por especialistas- que incluiría este complejo. [5] [6] Sin embargo, hay una contrapropuesta más pequeña que reclasifica radicalmente el género incluyendo convertir este complejo en un género Neocosmospora . [7] El hongo está relacionado con la especie sexual, Nectria haematococca , de la familia Nectriaceae (filo Ascomycota). [1]

Crecimiento y morfología

Al igual que otras especies de su género, Fusarium solani produce colonias de color blanco y algodonoso. Sin embargo, en lugar de desarrollar un centro rosado o violeta como la mayoría de las especies de Fusarium , [8] F. solani se vuelve azul verdoso o marrón azulado. [1] [8] [9] En la parte inferior, pueden ser pálidas, de color marrón té con leche o marrón rojizo. [1] Sin embargo, algunos aislamientos clínicos han sido azul verdosos o azul tinta en la parte inferior. [1] Las colonias de F. solani son poco floculosas, sueltas, viscosas y esporádicas. [1] Cuando se cultiva en agar papa dextrosa (PDA), este hongo crece rápidamente, pero no tan rápido como Fusarium oxysporum . [9] En PDA, las colonias de F. solani alcanzan un diámetro de 64 a 70 mm en 7 días. [1]

F. solani tiene hifas aéreas que dan lugar a conidióforos lateralmente. [1] Los conidióforos se ramifican en monofiálides delgadas y alargadas que producen conidios . [1] [9] Las fiálides que producen macroconidios son más cortas que las que producen microconidios . [1] Los macroconidios producidos por F. solani son ligeramente curvados, hialinos y anchos, [1] a menudo agregándose en fascículos. [10] Típicamente los macroconidios de esta especie tienen 3 septos pero pueden tener hasta 4-5. [1] [10] Los microconidios tienen células basales engrosadas y células apicales cónicas y redondeadas. [1] Sin embargo, algunos aislamientos de F. solani tienen macroconidios puntiagudos, en lugar de redondeados. [1] Los microconidios son ovalados o cilíndricos, hialinos y lisos. [1] Algunos microconidios pueden ser curvados. [1] Los microconidios generalmente carecen de septos, pero ocasionalmente pueden tener hasta dos. [1] Fusarium solani también forma clamidosporas, más comúnmente en condiciones de crecimiento subóptimas. [10] Estas pueden producirse en pares o individualmente. [9] [10] Son abundantes, tienen paredes rugosas y miden entre 6 y 11 μm. [1] Las clamidosporas de F. solani también son marrones y redondas. [11]

Ecología

F. solani se encuentra en el suelo en todo el mundo. [2] Sin embargo, una especie dada dentro del complejo puede no estar tan extendida [2] y puede no tener la misma ecología que otras en el complejo. [10] En general, como hongo del suelo, F. solani está asociado con las raíces de las plantas [1] y puede encontrarse tan profundo en el suelo como 80 cm. [10] Se aísla con frecuencia en lugares tropicales, subtropicales y templados, y con menor frecuencia se aísla de hábitats alpinos. [10] El pH del suelo no tiene un efecto significativo en F. solani , sin embargo, la fumigación del suelo provoca un aumento en la aparición. [10] F. solani es típicamente sensible a los fungicidas del suelo. [10] F. solani se ha encontrado en estanques, ríos, instalaciones de alcantarillado y tuberías de agua. [1] También se ha encontrado en larvas y adultos del escarabajo de picnic , es un simbionte del escarabajo ambrosía . [10]

Ciclo vital

F. solani se puede encontrar en suelos de todo el mundo, donde sus clamidosporas hibernan en el tejido vegetal/semillas o como micelio en el suelo. [12] El patógeno ingresa al huésped a través de las raíces en desarrollo, donde puede infectarlo. Después de la infección, F. solani produce macro y microconidios asexuales que se dispersan a través del viento y la lluvia. [13] El patógeno puede persistir en el suelo durante una década y, si no se controla, puede causar la pérdida total del cultivo.

Fisiología y bioquímica

F. solani tiene de 5 a 13 cromosomas, [3] [10] con un tamaño de genoma de aproximadamente 40 Mb. [3] El contenido de GC de su ADN es del 50%. [10] El micelio de F. solani es rico en el aminoácido alanina , así como en una variedad de ácidos grasos que incluyen ácidos δ-aminobutírico-, palmítico- , oleico- y linolénico . [10] Fusarium solani requiere potasio para crecer, [10] y desarrolla un patrón plumoso cuando los niveles de potasio están por debajo de 3 mM. [3] En cultivo se utilizan los siguientes disacáridos (de más a menos preferencial): manosa , ramnosa y sorbosa . [10] Esta especie puede descomponer celulosa a un pH óptimo de 6,5 y una temperatura de 30 °C. [10] También puede metabolizar esteroides y lignina , [3] y reducir Fe 3+ a Fe 2+ . [10] Fusarium solani produce micotoxinas como ácido fusárico y naftoquinonas . [1] [14] También se han aislado otras toxinas de F. solani , entre ellas:

Patología

Humanos

F. solani es en gran medida resistente a los agentes antimicóticos típicos. [3] Los antimicóticos más eficaces en el tratamiento de infecciones por F. solani son la anfotericina B y la natamicina ; sin embargo, estos agentes tienen un éxito modesto en el tratamiento de infecciones sistémicas graves. [3]

A partir de 2006, ha habido cada vez más evidencia de que F. solani  puede actuar como agente causal de micosis en humanos. [15] F. solani ha sido implicado en las siguientes enfermedades: enfermedad diseminada , osteomielitis , infección de la piel , fungemia y endoftalmitis . [16] La mitad de la enfermedad humana que involucra Fusarium es causada por F. solani y está involucrado en la mayoría de los casos de fusariosis sistémica e infecciones corneales. [4] En pacientes inmunodeprimidos, F. solani es uno de los agentes más comunes en infecciones cutáneas y diseminadas. [1]

En el sur de los EE. UU., la queratitis fúngica ha sido causada con mayor frecuencia por F. solani , así como por F. oxysporum . Los casos ocurren con mayor frecuencia durante la temporada de cosecha como resultado de un traumatismo corneal por polvo o material vegetal. Las esporas de los hongos entran en contacto con la córnea dañada y crecen. Sin tratamiento, las hifas pueden crecer en la córnea y en la cámara anterior del ojo . [17] F. solani también es una causa importante de queratitis fúngica en pacientes VIH positivos en África. [1]

A partir de 2011, F. solani estuvo implicada en casos de queratitis fúngica relacionada con la solución para lentes de contacto ReNu de Bausch and Lomb . [4] Algunas cepas de F. solani pueden producir una biopelícula en las lentes de contacto blandas. Sin embargo, cuando las lentes se limpian correctamente con la solución, se previenen estas biopelículas. [4] La prevención también incluye dejar las lentes en una solución de polihexanida biguanida durante la noche para inhibir a F. solani . [1] Otros factores de riesgo de queratitis por Fusarium relacionada con lentes de contacto incluyen el uso de lentes de uso diario más allá del tiempo recomendado y el uso durante la noche. [4]

Una investigación sobre un brote de meningitis de 79 casos desde octubre de 2022, que había matado a 35 personas (34 de ellas mujeres que se habían sometido a cesárea) en Durango (ciudad) reveló contaminación de bupivacaína con Fusarium solani en 4 lotes, utilizados por un anestesiólogo. [18] Sin embargo, las noticias estadounidenses informaron que el anestesiólogo utilizó viales multidosis de morfina, que administraría a más de un paciente para sus anestesias en los 4 hospitales privados. [19] Al 26 de mayo de 2023, se le había pedido a la OMS que declarara una emergencia de salud pública. [20]

Al 1 de junio de 2023, se estaba produciendo un brote multiestatal de meningitis debido a F. solani entre pacientes sometidos a anestesia epidural en dos clínicas de la ciudad mexicana de Matamoros , Tamaulipas, con un total de 212 residentes en 25 estados de EE. UU. identificados como en riesgo, dos de los cuales habían muerto. [21] [22]

Otros animales

F. solani está implicada en infecciones cutáneas de tortugas jóvenes, así como en infecciones de las cáscaras de los huevos de tortuga. [1] También ha causado infecciones en granjas de cocodrilos, leones marinos y focas grises australianas. [1] F. solani es un patógeno facultativo de la garrapata de la semilla de ricino . También es letal para los escarabajos del pino del sur . [10]

Plantas

F. solani pudre las raíces de su planta huésped. [23] También causa podredumbre blanda de los tejidos vegetales al penetrar las paredes celulares de la planta y destruir el toro . [10] Está implicado, junto con Pythium myriotylum , en la podredumbre de las vainas de los cacahuetes. [10] F. solani puede causar marchitamiento, podredumbre del maíz y podredumbre de la raíz , así como muerte súbita de la soja (SDS). Es una especie de hongo muy generalista y se sabe que infecta guisantes, frijoles, patatas y muchos tipos de cucurbitáceas. [24] Los síntomas incluyen declive general de la planta, marchitamiento y grandes manchas necróticas en las raíces pivotantes.

Recientemente, el patógeno también ha causado graves daños a los olivos en todo el Mediterráneo. [ cita requerida ]

La virulencia de este agente en las plantas está controlada por los genes cutinasa cut1 y cut2 . Estos genes se regulan positivamente con la exposición a los monómeros de cutina de la planta. [25] Se sabe que F. solani causa el síndrome de muerte súbita en la soja, y también se sabe que causa enfermedades en otros cultivos económicamente importantes como el aguacate, los cítricos, las orquídeas, el maracuyá, los guisantes , los pimientos, la patata y la calabaza. [3]

Gestión

Agricultura

La naturaleza ubicua de   F. solani da lugar a una plétora de prácticas de manejo desarrolladas de forma independiente. Un método particular es el uso del complejo bacteriano Burkholderia cepacia,  que es un método de control registrado. Se ha demostrado que este complejo bacteriano produce varios tipos de antibióticos (según la cepa) y puede actuar como sustituto de los pesticidas químicos. [26] Los métodos de precaución incluyen la plantación durante un clima cálido/seco, más de 3 años de rotación de cultivos de especies no hospedantes y evitar la plantación densa de semillas. [12]

Humanos

En el brote de meningitis por F. solani en Matamoros de 2023, los CDC recomendaron anfotericina B liposomal y voriconazol, [27] sin embargo, la enfermedad progresó con este régimen, [22] y los pacientes fueron evaluados con fosmanogepix a través de una autorización de uso compasivo.

Biotecnología

Se ha investigado F. solani como control biológico para ciertas plantas, entre ellas la euforbia frondosa , la gloria de la mañana , la estriga , la calabaza y el jacinto de agua . [3]

Referencias

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