Puccinia coronata

Puccinia coronata es un patógeno vegetal y agente causal de la roya de la corona de la avena y la cebada . El patógeno se encuentra en todo el mundo, infectando tanto la avena silvestre como la cultivada. La roya de la corona representa una amenaza para la producción de cebada , porque las primeras infecciones en la cebada ocurren temprano en la temporada a partir del inóculo local. ^[1] Las royas de la corona han desarrollado muchas razas fisiológicas diferentes dentro de diferentes especies en respuesta a la resistencia del huésped. Cada raza patógena puede atacar una línea específica de plantas dentro del huésped típico de la especie. Por ejemplo, hay más de 290 razas de P. coronata . ^[2] A menudo se liberan cultivos con fenotipos resistentes, pero en unos pocos años han surgido razas virulentas y P. coronata puede infectarlos. ^[3]

Las uredinias son lineales, de color naranja claro, y se presentan principalmente en las láminas de las hojas, pero ocasionalmente también aparecen en las vainas de las hojas , pedúnculos y aristas . La clorosis extensa a menudo se asocia con las uredinias . Las telias son en su mayoría lineales, de color negro a marrón oscuro, y están cubiertas por la epidermis del huésped . ^[4] Aunque la infección por roya de la corona generalmente no mata plantas enteras, sí mata hojas individuales de las plantas. Las áreas necróticas de las hojas infectadas reflejan la muerte del tejido. La expansión de la clorosis y la necrosis dependientes de la enfermedad reduce en gran medida los procesos fotosintéticos y el funcionamiento fisiológico general de la planta infectada, lo que a su vez reduce el crecimiento y el rendimiento de los cultivos. ^[5] Además, si las plantas están gravemente infectadas, se vuelven más sensibles a las condiciones de sequía que pueden causar la muerte. ^[6]

Las teliosporas en la paja de cebada y los residuos de pastos susceptibles que quedan en el campo germinan en la primavera y producen basidiosporas que infectan a Rhamnus cathartica . Las etapas picniales y aciales se producen en el huésped alternativo. Las aeciosporas de R. cathartica son el inóculo primario para infectar la cebada. Las infecciones primarias, que pueden ocurrir tan temprano como la etapa de tres hojas de la cebada en la primavera, se convierten en uredinios . Las urediniosporas producidas en los uredinios repiten el proceso de infección, y el hongo experimenta varios ciclos de reproducción en la cebada durante la temporada de crecimiento. La propagación por urediniosporas transportadas por el viento puede llevar al hongo a cierta distancia de los arbustos de R. cathartica que fueron las fuentes originales del inóculo primario, aunque dicha propagación secundaria parece mucho menos extensa que la de la roya de la corona de la avena. ^[4] De hecho, P. c. f. sp. avenae puede permanecer viable a distancias de dispersión de varios cientos de millas. ^[6]

La roya de la corona de la cebada puede infectar tanto al centeno como a la cebada. Además, también infecta a varias gramíneas silvestres, entre ellas el pasto bermuda ( Elymus repens ), el pasto de trigo delgado ( E. tranchycaulus ), el pasto de trigo occidental ( Pascopyrum smithii ), la cebada cola de zorro ( Hordeum jubatum ) y varias gramíneas ( Elytrigia spp.) y pastos de centeno silvestres ( Elymus spp. y Leymus spp.). El hongo forma fácilmente telias en estos huéspedes, que sirven como reservorio de teliosporas que hibernan. El pasto bermuda puede ser el reservorio más importante de telia que hiberna. Esta maleza perenne y ubicua es muy susceptible a la roya y a menudo se la encuentra creciendo cerca de Rhamnus .

Los estadios uredinial/telial también se presentan en una amplia gama de especies de gramíneas (Poaceae) en los géneros Agrostis , Arrhenatherum , Bromus , Calamagrostis , Elymus , Festuca , Glyceria , Holcus , Hordeum , Lolium , Poa y Schedonorus , etc. Estudios moleculares recientes sugieren que con una alta variación genética intraespecífica , Puccinia coronata alberga múltiples linajes filogenéticos. Se reconocen siete especies filogenéticas basadas en la especificidad del hospedador, la morfología y los análisis filogenéticos de múltiples genes, a saber, P. coronata s.str. , P. coronati-agrostidis , P. coronati-brevispora , P. coronati-calamagrostidis , P. coronati-hordei , P. coronati-japonica y P. coronati-longispora . Puccinia coronata s.str. se divide a su vez en dos variedades: P. coronata var. avenae y P. coronata var. coronata . El primero está compuesto por dos formas especiales: P. coronata var. avenae f. sp. avenae y P. coronata var. avenae f. sp. graminicola . El patógeno de la roya de la corona en la avena pertenece a P. coronata var. avenae f. sp. avenae . ^{[7] [8]}

Se han identificado fuentes de resistencia a la roya de la corona en el germoplasma de cebada de diversas regiones, pero la mayoría de los cultivares de cebada malteada que se cultivan actualmente en las Grandes Llanuras del norte de América del Norte son susceptibles a la roya de la corona. ^[1] Normalmente, P. coronata puede superar el gen resistente en cinco años, lo que dificulta que los investigadores controlen sus efectos dañinos en la industria de producción de avena. Los investigadores del Servicio de Investigación Agrícola han introducido genes individuales que producen proteínas que se cree que reconocen la roya de la corona y desencadenan una respuesta defensiva dentro de la planta. ^[9] Debido a la rápida capacidad de P. coronata para adaptarse a cepas resistentes de avena, los investigadores han tenido que recurrir a una nueva variedad de avena ( A. barbata ), que comúnmente se considera una maleza, para obtener nuevos genes resistentes . En estudios de laboratorio, A. barbata ha tenido un desempeño notable al conferir resistencia a varias cepas de roya de la corona. El objetivo principal de los investigadores no es solo conferir resistencia a la roya de la corona, sino también desarrollar variedades de avena con características deseables adicionales, como alto rendimiento y tolerancia a la sequía . ^[9]

La investigación sobre P. coronata en A. sativa /roya de la corona de la avena ha sido fundamental para la comprensión y definición de "tolerancia" en fitopatología . En 1958, Caldwell et al. definieron la tolerancia como la que "permite a una planta susceptible soportar un ataque severo de un hongo de la roya sin sufrir pérdidas graves en el rendimiento o la calidad". Aunque notaron que el mayor interés estaba en el mejoramiento para respuestas hipersensibles , localizaron, diferenciaron, cuantificaron y definieron la "tolerancia" por primera vez en cultivares predominantes en los Estados Unidos . ^{[10] [11] [12]}

• Lista de especies de Puccinia

• "Puccinia coronata". Especie Fungorum . Consultado el 14 de febrero de 2021 .
• "Puccinia coronata var. Avenae". Especie Fungorum . Consultado el 14 de febrero de 2021 .
• "Puccinia coronata var. Lolii". Especie Fungorum . Consultado el 14 de febrero de 2021 .