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Articulo de referencia

Patología vegetal

Los fitopatólogos del Servicio de Investigación Agrícola examinan las raíces del algodón con un microscopio para determinar el nivel de infección por el nematodo reniforme . La ...

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Los fitopatólogos del Servicio de Investigación Agrícola examinan las raíces del algodón con un microscopio para determinar el nivel de infección por el nematodo reniforme .

La fitopatología es el estudio científico de las enfermedades de las plantas causadas por patógenos (organismos infecciosos) y condiciones ambientales (factores fisiológicos). [ 1 ] La fitopatología abarca el estudio de la identificación de patógenos, la etiología de las enfermedades , los ciclos patológicos, el impacto económico, la epidemiología de las enfermedades de las plantas , la resistencia de las plantas a las enfermedades , cómo afectan las enfermedades de las plantas a los seres humanos y los animales, la genética de los patosistemas y el manejo de las enfermedades de las plantas.

Patogenicidad vegetal

Ciclo de vida del patógeno de la podredumbre negra, la bacteria gramnegativa Xanthomonas campestris patovar campestris

Los patógenos vegetales, organismos que causan enfermedades infecciosas en las plantas , incluyen hongos , oomicetos , bacterias , virus , viroides , organismos similares a virus , fitoplasmas , protozoos , nematodos y plantas parásitas . [ 2 ] En la mayoría de los sistemas patógenos vegetales , la virulencia depende de hidrolasas y enzimas que degradan la pared celular . La gran mayoría de estas actúan sobre las pectinas (por ejemplo, pectinesterasa , pectato liasa y pectinasas ). Para los microbios, los polisacáridos de la pared celular son tanto una fuente de alimento como una barrera que deben superar. Muchos patógenos crecen de forma oportunista cuando el huésped degrada sus propias paredes celulares, con mayor frecuencia durante la maduración del fruto . [ 3 ] A diferencia de la patología humana y animal, la patología vegetal generalmente se centra en un solo organismo causal; sin embargo, se ha demostrado que algunas enfermedades de las plantas son interacciones entre múltiples patógenos. [ 4 ]

Para colonizar una planta, los patógenos poseen factores de patogenicidad específicos , de cinco tipos principales: el uso de enzimas que degradan la pared celular, toxinas , proteínas efectoras, fitohormonas y exopolisacáridos .

  • Enzimas degradadoras de la pared celular : Estas se utilizan para descomponer la pared celular vegetal con el fin de liberar los nutrientes del interior e incluyen esterasas, glicosil hidrolasas, liasas y oxidorreductasas. [ 5 ]
  • Toxinas : Estas pueden ser no específicas de un huésped, dañando a todas las plantas, o específicas de un huésped, causando daños solo a una planta huésped.
  • Proteínas efectoras : Estas pueden ser secretadas por patógenos como bacterias, hongos y oomicetos [ 6 ] [ 7 ] al medio extracelular o directamente a la célula huésped, a menudo a través del sistema de secreción de tipo III . Se sabe que algunos efectores suprimen los procesos inmunitarios del huésped. [ 8 ] Esto puede incluir la reducción o inhibición de los mecanismos de señalización internos de la planta o la reducción de la producción de fitoquímicos. [ 8 ] [ 9 ]
  • Las fitohormonas son sustancias químicas que las plantas utilizan para comunicarse; los patógenos pueden producirlas para modificar el crecimiento de las plantas en su propio beneficio.
  • Los exopolisacáridos son principalmente pequeñas cadenas de azúcares que ayudan a los patógenos a adherirse a la superficie de una planta, lo que les permite iniciar el proceso de infección.

Trastornos fisiológicos de las plantas

Algunos trastornos abióticos pueden confundirse con trastornos inducidos por patógenos. Las causas abióticas incluyen procesos naturales como la sequía , las heladas , la nieve y el granizo ; las inundaciones y el drenaje deficiente; la deficiencia de nutrientes ; la deposición de sales minerales como el cloruro de sodio y el yeso ; los daños causados ​​por el viento y las tormentas; y los incendios forestales . [ 10 ]

Epidemiología

Triángulo de enfermedades de las plantas

La epidemiología es el estudio de los factores que afectan el brote y la propagación de enfermedades infecciosas. [ 11 ]

El triángulo de la enfermedad describe los factores básicos necesarios para las enfermedades de las plantas. Estos son la planta huésped, el patógeno y el ambiente. Cualquiera de estos factores puede modificarse para controlar una enfermedad. [ 12 ]

Resistencia a las enfermedades

La resistencia de las plantas a las enfermedades es su capacidad para prevenir y eliminar las infecciones causadas por patógenos. Las estructuras que ayudan a las plantas a impedir la entrada de patógenos son la cutícula, las paredes celulares y las células guardianas de los estomas. Una vez que los patógenos superan estas barreras, los receptores de la planta activan vías de señalización para generar moléculas que compiten con las moléculas extrañas. Estas vías están influenciadas y activadas por genes de la planta huésped y pueden manipularse mediante el mejoramiento genético para crear variedades resistentes. [ 13 ]

Gestión

Detección

Los antiguos métodos de examen de hojas y apertura manual del material vegetal ahora se complementan con nuevas tecnologías. Estas incluyen ensayos de patología molecular como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), RT-PCR y la amplificación isotérmica mediada por bucles (LAMP). [ 14 ] Aunque la PCR puede detectar múltiples objetivos moleculares en una sola solución, existen limitaciones. [ 14 ] Bertolini et al. 2001, Ito et al. 2002 y Ragozzino et al. 2004 desarrollaron métodos de PCR para la multiplexación de seis o siete productos moleculares de patógenos vegetales y Persson et al. 2005 para la multiplexación de cuatro con RT-PCR. [ 14 ] Un diagnóstico molecular más extenso requiere matrices de PCR . [ 14 ] El método de detección principal utilizado en todo el mundo es el ensayo inmunoenzimático . [ 15 ]

Biológico

La rotación de cultivos es un método tradicional y a veces eficaz para evitar que una población parasitaria se establezca. Por ejemplo, la protección contra la infección por Agrobacterium tumefaciens , que causa enfermedades de agallas en muchas plantas, se logra sumergiendo los esquejes en suspensiones de Agrobacterium radiobacter antes de insertarlos en el suelo para que echen raíces. [ 16 ]

Historia

La fitopatología se ha desarrollado desde la antigüedad, comenzando con Teofrasto en la época antigua, pero el estudio científico comenzó en la Edad Moderna con la invención del microscopio y se desarrolló en el siglo XIX. [ 17 ]

Personajes destacados en fitopatología

Véase también

Referencias

  1. ↑ Oliver, Richard, ed. (2024). Patología vegetal de Agrios (Sexta  ed.). Ámsterdam: Academic Press. ISBN 978-0-12-822429-8OCLC 1382797185​​ 
  2. ↑ Nazarov, Pavel A.; Baleev, Dmitry N.; Ivanova, Maria I.; Sokolova, Luybov M.; Karakozova, Marina V. (27 de octubre de 2020). " Enfermedades infecciosas de las plantas: etiología, estado actual, problemas y perspectivas en la protección de las plantas" . Acta Naturae . 12 (3): 46– 59. doi : 10.32607/actanaturae.11026 . PMC 7604890. PMID 33173596 .  
  3. ↑ Cantu, Dario; Vicente, Ariel R.; Labavitch, John M.; Bennett, Alan B.; Powell, Ann LT (noviembre de 2008). "Extraños en la matriz: paredes celulares vegetales y susceptibilidad a patógenos". Trends in Plant Science . 13 (11): 610– 617. Bibcode : 2008TPS....13..610C . doi : 10.1016/j.tplants.2008.09.002 . hdl : 11336/148749 . PMID 18824396 . 
  4. ↑ Lamichhane, Jay Ram; Venturi, Vittorio (27 de mayo de 2015). " Sinergias entre patógenos microbianos en complejos de enfermedades de plantas: una tendencia creciente" . Frontiers in Plant Science . 06 : 385. doi : 10.3389/fpls.2015.00385 . PMC 4445244. PMID 26074945 .  
  5. ↑ Giovannoni, Moira; Gramegna, Giovanna; Benedetti, Manuel; Mattei, Benedetta (29 de abril de 2020). "Uso industrial de enzimas degradadoras de la pared celular: la delgada línea entre la estrategia de producción y la viabilidad económica" . Frontiers in Bioengineering and Biotechnology . 8 : 356. doi : 10.3389/fbioe.2020.00356 . PMC 7200985. PMID 32411686 .  
  6. ↑ Davis, Nicole (9 de septiembre de 2009). "Genoma del patógeno de la hambruna de la patata irlandesa descifrado" . Broad Institute of MIT and Harvard . Recuperado el 24 de julio de 2012 .
  7. ↑ "Primer mapa a gran escala de la red de proteínas de una planta aborda la evolución y el proceso de la enfermedad" . Instituto Oncológico Dana-Farber. 29 de julio de 2011. Archivado del original el 12 de mayo de 2012. Consultado el 24 de julio de 2012 .
  8. 1 2 Derevnina, Lida; Contreras, Mauricio P.; Adachi, Hiroaki; Upson, Jessica; Vergara Cruces, Ángel; Xie, Rongrong; Skłenar, Jan; Menke, Frank LH; Mugford, Sam T.; MacLean, Dan; Mamá, Wenbo; Hogenhout, Saskia A.; Goverse, Aska; Maqbool, Abbas; Wu, Chih-Hang (23 de agosto de 2021). Dong, Xinnian (ed.). "Los patógenos vegetales evolucionaron de manera convergente para contrarrestar los nodos redundantes de una red de receptores inmunes NLR" . Más biología . 19 (8) e3001136. doi : 10.1371/journal.pbio.3001136 . ISSN 1545-7885 . PMC 8412950 . PMID 34424903 .   
  9. ↑ Ma, Winbo (28 de marzo de 2011). "¿Cómo combaten las plantas las enfermedades? Una investigación innovadora de un fitopatólogo de UC Riverside ofrece una pista" . UC Riverside.
  10. ↑ Schutzki, RE; Cregg, B. (2007). "Trastornos abióticos de las plantas: síntomas, signos y soluciones. Una guía de diagnóstico para la resolución de problemas" (PDF) . Departamento de Horticultura de la Universidad Estatal de Michigan . Universidad Estatal de Michigan. Archivado del original (PDF) el 24 de septiembre de 2015. Recuperado el 10 de abril de 2015 .
  11. ↑ "Sociedad Americana de Fitopatología" . Sociedad Americana de Fitopatología . Consultado el 26 de marzo de 2019 .
  12. ↑ "Triángulo de la enfermedad" . Universidad Estatal de Oregón. 25 de abril de 2014. Consultado el 31 de diciembre de 2023 .
  13. ↑ Andersen, Ethan J.; Ali, Shaukat; Byamukama, Emmanuel; Yen, Yang; Nepal, Madhav P. (4 de julio de 2018). " Mecanismos de resistencia a enfermedades en plantas" . Genes . 9 (7): 339. doi : 10.3390/genes9070339 . PMC 6071103. PMID 29973557 .  
  14. 1 2 3 4 Mumford, Rick; Boonham, Neil; Tomlinson, Jenny; Barker, Ian (septiembre de 2006). "Avances en fitodiagnóstico molecular: nuevas soluciones para viejos problemas" . European Journal of Plant Pathology . 116 (1): 1– 19. Bibcode : 2006EJPP..116....1M . doi : 10.1007/ s10658-006-9037-0 . PMC 7087944. PMID 32214677 .  
  15. ↑ Venbrux, Marc; Crauwels, Sam; Rediers, Hans (8 de mayo de 2023). "Tendencias actuales y emergentes en técnicas para la detección de patógenos vegetales" . Frontiers in Plant Science . 14. doi : 10.3389/fpls.2023.1120968 . PMC 10200959. PMID 37223788 .  
  16. ↑ Ryder, Mh; Jones, Da (1991). "Control biológico de la agalla de la corona utilizando cepas de Agrobacterium K84 y K1026". Functional Plant Biology . 18 (5): 571. doi : 10.1071/pp9910571 .
  17. ↑ Aisnworth, Geoffrey Clough (1981). Introducción a la historia de la fitopatología . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-23032-2.
  • Sociedad Internacional de Patología Vegetal
  • Sociedad Fitopatológica Americana
  • Sociedad Británica de Patología Vegetal
  • Avances en la sanidad vegetal, revista en línea de patología vegetal aplicada.
  • Pacific Northwest Fungi, revista de micología en línea con artículos sobre hongos patógenos de plantas.
  • Departamento de Entomología, Patología Vegetal y Ciencias de las Malezas de la Universidad Estatal de Nuevo México
  • Base de datos de interacciones patógeno-huésped (PHI-base)