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UNIVERSIDAD DE COLIMA Maestría en Ciencias: Área Biotecnología Aislamiento y evaluación de hongos nematófagos asociados a quistes de Globodera rostochiensis (Woll.) en la región del Cofre de Perote Tesis Que para obtener el grado de: Maestro en Ciencias, Área Biotecnología Presenta: ANGEL ENRIQUE NÚÑEZ SÁNCHEZ Asesores: DR. OSCAR REBOLLEDO DOMÍNGUEZ. M. en C. GLORIA LUZ LAURA CARRIÓN VILLARNOVO. Tecomán, Colima, México. Septiembre del 2002.

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UNIVERSIDAD DE COLIMA Maestría en Ciencias: Área Biotecnología

Aislamiento y evaluación de hongos nematófagos asociados a quistes de Globodera rostochiensis (Woll.) en la región del Cofre

de Perote

Tesis

Que para obtener el grado de:

Maestro en Ciencias, Área Biotecnología

Presenta:

ANGEL ENRIQUE NÚÑEZ SÁNCHEZ

Asesores:

DR. OSCAR REBOLLEDO DOMÍNGUEZ. M. en C. GLORIA LUZ LAURA CARRIÓN VILLARNOVO.

Tecomán, Colima, México. Septiembre del 2002.

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UNIVERSIDAD DE COLIMAFACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AGROPECUARIAS

OFICIO No. 440/2002.

C. ANGEL ENRIQUE NUÑEZ SANCHEZEGRESADO DE LA MAESTRIA EN CIENCIASAREA: BIOTECNOLOGIAP R E S E N T E .

Con fundamento en el dictamen emitido por el jurado revisor del colegiado del área: deBiotecnología de esta Facultad a mi cargo, de su trabajo de tesis de Maestría y en virtud de queefectuó las correcciones y acató las sugerencias que le habían indicado los integrantes del mismo,se le autoriza la impresión de la tesis " Aislamiento y evaluación de hongos nemátofagosasociados a quistes de Globodera rostochiensis (Woll) en la región Cofre de Perote ", mismaque ha sido dirigida por los C.C. Dr. Oscar Rebolledo Dominguez y la M.C. Gloria Luz LauraCarrión Villarnovo, Profesor-Investigador de la Universidad de Colima e Investigadora delInstituto de Ecología de Xalapa, Veracruz.

Este documento reunió todas las características apropiadas como requisito parcial paraobtener el grado de Maestro en Ciencias; Area: Biotecnología y fue revisado en cuanto a formay contenido por los C.C. Dr. Alfonso Pescador Rubio. Dr. Oscar Rebolledo Domínguez y laM.C. Edelmira Galindo Velasco, Profesores-Investigadores de la Universidad de Colima.

Sin otro particular de momento. me despido de usted muy cordialmente.

A T E N T A M E N T E “ESTUDIA * LUCHA * TRABAJA”

TECOMÁN, COL., A 27 DE AGOSTO DEL 2002.

C.C.P. EXPEDIENTE CORRESPONDIENTE.C.C.P. ARCHIVO. Of. No. 44012002.RVMD/Lety* *

Km 40 Autopista Colima-Manzanillo • Tecomán, Colima, México • C.P. 28100Tel. 01 (313) 322 94 05 • Ext. 52251 • Fax 52252 • [email protected]

C.C.P. EXPEDIENTE ACADEMICO DEL ALUMNO

ING. RODOLFO VALENTINO MORENTÍN DELGADODIRECTOR

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DEDICATORIA

A mi esposa Conchita, mis hijos María del Carmen, Luisa Fernanda y Angel

Enrique, por enseñarnos que este logro es el resultado de el esfuerzo conjunto, con

todo lo que exige de renuncia y entrega, de lucha y de esperanza, de contagiar valores,

de soñar utopias y generar proyectos, de señalar causes y seguir con constancia nuestro

propio camino.

A mis padres José Cruz y María del Carmen, por tanto ejemplo por tanto orgullo,

por su invaluable apoyo y su lucha incansable para sacarnos adelante.

A mis hermanos, María Araceli, Luis Carlos, Marco Antonio, Carmen Patricia,

Mario Alberto, María Cristina, Edna Guadalupe, José Cruz y José Manuel, Angel Armando

y Alma Angelina, Gerardo Alonso; por ese espíritu de lucha que los caracteriza y la

seguridad de saber que nunca hemos estados solos.

A mis cuñados y cuñadas, nuestros sobrinos por formar parte una gran familia.

A Don Norberto y Lola Gámes de Ocoroni Sinaloa por demostrarme que la

humildad es toda una virtud.

A los amigos de ayer generación 1959-1965 de la Escuela Primaria Enrique

Quijada de Nogales Sonora, por todas las vivencias de esa época que fuerte influencia

género en mi formación. Donde quiera que estén, los recuerdo; desde siempre y hasta

siempre.

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AGRADECIMIENTOS A Dios, por permitir encontrar en mi camino a personas generosas y comprensivas, que con su apoyo pude alcanzar es meta....Gracias Señor A mí hija María del Carmen, por su apoyo, su dedicación y esfuerzo, deseando

que este estudio sea muy significativo en tu formación profesional.

Al Dr. Oscar Rebolledo Domínguez, Profesor investigador de la Universidad de

Colima, a quien agradezco su invaluable asesoramiento, apoyo y dedicación para la

realización de esta trabajo y por ser un autentico tutor y amigo.

A la M. En C. Gloria L. L. Carrión V. Investigadora del Instituto de Ecología Xalapa

A.C. por darme la oportunidad de superarme por su comprensión y valioso apoyo en el

asesoramiento y realización de esta investigación eternamente agradecido.

A la comisión revisora, integrada por el Dr. Alfonso Pescador Rubio, Dr. Oscar

Rebolledo Domínguez y M. en C. Edelmira Galindo Velazco por su dedicación,

observaciones y sugerencias al manuscrito del presente trabajo.

A la Universidad Veracruzana, por otorgarme la oportunidad de participar en los

programas de posgrado.

A la Secretaria de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación

por su apoyo para llevar acabo esta etapa de capacitación.

A la Universidad de Colima, por permitirme realizar con el apoyo de su personal

académico y administrativo los estudios de Maestría en Ciencias en Biotecnología.

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Al Instituto de Ecología Xalapa, A.C. por permitirme desarrollar el presente

estudio en sus instalaciones mí reconocimiento al personal académica y administrativo

por su apoyo en pro de la investigación.

A Promep, por el apoyo económico y moral otorgado para proseguir estudio de

posgrado.

Al Dr. Jaime Molina Ochoa, por apoyar mi ingreso a la Universidad de Colima, por

su amistad y ayuda desinteresada.

Al Dr. Roberto Lezama Gutiérrez de la Universidad de Colima por su simpatía a

este proyecto, sus acertado consejos y conocimientos para logar culminar este estudio.

A la M. en C. Marycruz Abato Zarate de la Facultad de Ciencias Agrícolas de

Universidad Veracruzana por su orientación y apoyo tan valioso para la realización de

este trabajo, pero ente todo por su alegría y entusiasmo.

Al Químico Jesús Gerrero de la Falcultad de Ciencias Agrícolas de Universidad

Veracruzana por la ayuda durante el desarrollo de este estudio.

A la M. en C. Irma López Guerrero, al M. en C. Santiago Chacón Zapata,

investigadores del Instituto de Ecología por sus recomendaciones en la realización de

esta Tesis.

Al Técnico Tiburcio Laez Aponte, del Instituto de Ecología Xalapa A.C. por su

ayuda en la toma de fotografías en el microscopio electrónico de barrido.

Al Ing. José Regalado Aguayo, Jefe de Distrito de Desarrollo Rural Coatepec

por su apoyo y autorización para continuar estudio de posgrado.

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Al Lic. Mario Urbina de la Unidad de Capacitación de la Delegación SAGARPA en

Veracruz, por su entusiasta apoyo.

Al Ing. Arturo Paredes Tenorio, por la formación aportada sobre el nematodo

dorado de la papa en Perote.

A Doña Chepi, por su apoyo moral, pero sobre todo por su confianza y amistad.

A mi compañero de Maestría en Ciencias Ing. Rubén Ramiro Sandoval por su

apoyo y amistad.

A todas aquellas personas que de alguna o otra manera contribuyeron a la

realización de un sueño de tantos........

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INDICE

RESUMEN ......................................................................................... 1 ABSTRACT ......................................................................................... 2

I.- INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 3 HIPÓTESIS ......................................................................................... 7 OBJETIVOS ......................................................................................... 7 II.-ANTECEDENTES. ......................................................................................... 8 2.1. Síntomas y daño ocasionado por Globodera rostochiensis........................... 11

2.2. Clasificación taxonómica de Globodera rostochienis.................................... 15 2.3. Característica morfológicas de Globodera rostochiensis................................ 16 2.4.Biología..................................................................................................... 18 2.5. Métodos de control de nematodos fitoparásitos........................................... 20 2.5.1. Control químico.................................................................................. 21 2.5.2. Control físico....................................................................................... 22 2.5.3. Inundación Artificial y Natural............................................................... 22 2.5.4. Rotación de Cultivos............................................................................ 22 2.5.5. Control genético.................................................................................. 23 2.5.6. Plantas antagonistas y cultivos trampas................................................ 24 2.5.7. Legislación de control......................................................................... 24 2.6. Control biológico de nematodos fitoparásitos............................................. 25 2.6.1. La bacterias en el control biológico de nematodos fitopatogenos............. 26 2.6.2. Rickettisas.......................................................................................... 26 2.6.3. Nematodos Depredadores.................................................................... 26 2.6.4. Depredadores Heterogéneos................................................................ 27 2.7. Hongos parásitos de nematodos................................................................. 28 2.7.1. Los Hongos predadores o atrapadores de Nematodos........................... 28 2.7.2. Los Hongos endoparásitos.................................................................. 31 2.7.3. Productores de toxinas....................................................................... 34 2.7.4. Hongos facultativos antagonistas de nematodos................................... 34 2.7.5. Hongos parásitos de huevos, hembra y quistes..................................... 35 2.7.6. Distribución de hongos parásitos de nematodos.................................... 39 III.- MATERIALES Y MÉTODOS........................................................................ 42 3.1. Ubicación y descripción del área de estudio................................................. 42 3.1.1. Clima................................................................................................. 42 3.1.2. Geología............................................................................................. 42 3.1.3. Suelos................................................................................................ 44 3.1.4. Hidrografía.......................................................................................... 44 3.1.5. Topografía.......................................................................................... 44 3.1.6. Vegetación......................................................................................... 44 3.1.7. Toma de muestra............................................................................... 47 3.1.8. Extracción de quistes.......................................................................... 47 3.1.9. Densidad de la población de quistes..................................................... 48

Página

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3.2. Aislamiento de hongos asociados a quistes................................................. 48 3.2.1. Identificación de hongos...................................................................... 49 3.2.2. Conservación de los aislamientos.......................................................... 49 3.3. Bioensayo del proceso de infección de hongos sobre quistes de Globodera

rostochienis.............................................. .............................................. 50

3.3.1. Preparación del inoculo........................................................................ 50 3.3.2. Obtención de quistes sanos.................................................................. 50 3.3.3. Inoculación de los quistes de Globodera rostochiensis............................ 51 3.3.4. Pruebas de patogenicidad.................................................................... 51 IV.- RESULTADOS................................. ........................................................... 53 4.1. Densidad de población de Globodera rostochiensis en las localidades de

estudio .................................................................................................. 53

4.2. Análisis de suelo........................................................................................ 56 4.3. Correlación entre materia orgánica y densidad de población ........................ 57 4.4. Hongos aislados de los quistes de Globodera rostochiensis en la región de

Cofre de Perote....................................................................................... 58

4.5. Proceso de infección de tres hongos aislados de quistes de Globodera rostochiensis...... .............................................. .....................................

60

4.6. Patogenicidad y esporulación de tres hongos sobre Globodera rostochiensis................. .........................................................................

66

V.- DISCUSIÓN................................................................................................ 72 VI.- CONCLUSIÓN............................................................................................ 80 VII.- LITERATURA CITADA .............................................................................. 81

Página

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INDICE DE CUADROS

Página Cuadro 1. Zonas más infestadas con nematodo dorado de la papa 11

Globodera rostochienis en México.

Cuadro 2. Hongos predadores y endoparásitos de larvas de nematodos. 33 Cuadro 3. Reportes de parasitismo naturales por hongos en hembras, huevos y quistes de nematodos en diferentes regiones

en el mundo 41 Cuadro 4. Análisis de los datos de densidad de población de quistes en

las localidades de estudio, con la Prueba ”G” de Bondad de Ajuste con Repetición 54

Cuadro 5. Proporciones de cada localidad en sus tres categorías. 55 Cuadro 6: Análisis de los datos de densidad de población de quistes en

las localidades de estudio, con la Prueba ”G” de Bondad de Ajuste con Repetición. 56

Cuadro 7. Niveles de pH y contenido de materia orgánica en

las muestras de las localidades estudiadas. 56 Cuadro 8. Resultado de la correlación entre la cantidad de materia

orgánica, el pH, la cantidad total de quistes y las condiciones físicas de los quistes en las seis localidades estudiadas. 57

Cuadro 9. Hongos nativos asociados a quistes de Globodera rostochiensis

en la región Cofre de Perote. 58 Cuadro 10. Clasificación taxonómica de los hongos aislados a quistes de

Globodera rostochienis. 59 Cuadro 11. Análisis de varianza de la patogenicidad de hongos nativos

sobre quistes de Globodera rostochiensis. 66 Cuadro 12. Porcentajes de quistes de G. rostochiensis con la esporulación

de hongos nativos inoculados. 67

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INDICE DE FIGURAS Página FIGURA 1. Dispersión Globodera rostochiensis en el mundo. 9 FIGURA 2: Cuello y puntuaciones del quistes 750x. 17 FIGURA 3: Corte transversal del quiste, corión y masa de huevos 750x. 17 FIGURA 4: Cono vulvar 500x. 17 FIGURA 5: Estrías del corión 1000x. 17 FIGURA 6. Ciclo biológico de Globodera rostochiensis. 19 FIGURA 7. Ubicación geográfica de zona de estudio. 43 FIGURA 8. Diagrama de flujo de Materiales y Métodos. 52 FIGURA 9. Total de quistes obtenidos por kilogramo de suelo en las localidades de estudio. 53 FIGURA 10. Clasificación de los quistes obtenidos de acuerdo a condiciones físicas por localidad. 55 FIGURA 11. Acremonium incrustatum esporas de sobre el corión 12 hrs

después de la inoculación 2,000x. 61 FIGURA 12: Acremonium incrustatum Tubos germinativos vistos

en la parte interna del corión 24 hrs después de la inoculación 1,500x. 61

FIGURA 13: Acremonium incrustatum tubos germinativos a las

48 hrs 1,500x. 61 FIGURA 14: Huevos de Globodera rostichienis con micelio de

Acremonium incrustatum a las 72 hrs 1,000x. 61 FIGURA 15: Acremonium incrustatum micelio de saliendo del corión

96 hrs 1,000x. 61

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FIGURA 16: Acremonium incrustatum conidióforo emergiendo

del corión 120 hrs 2,000x. 61 FIGURA 17: Paecilomyces carneus grupo de esporas germinando 12 hrs

después de la inoculación 3,500x. 63 FIGURA 18: Paecilomyces carneus esporas con tubos germinativos

inmersos y superficiales 24 hrs después de la inoculación 1,500x. 63

FIGURA 19: Paecilomyces carneus micelio desarrollado sobre el corión

a las 72 hrs 500x. 63 FIGURA 20: Paecilomyces carneus formación de fialides y conidióforos

esporulando a las 96 hrs 1,500x. 63 FIGURA 21: Paecilomyces carneus cadenas de esporas sobre

el corión 750x. 63 FIGURA 22: Huevos rodeados de micelio de Paecilomyces carneus 100x. 63 FIGURA 23: Phialophora malorum germinación de una espora 12 hrs

después de la inoculación 3,500x 65 FIGURA 24: Phialophora malorum tubos germinativos 72 hrs 1,500x. 65 FIGURA 25: Phialophora malorum micelio desarrollándose sobre el

corión a las 96 hrs 750x. 65 FIGURA 26: Phialophora malorum micelio sobre huevos 120 hrs

después de la germinación 750x. 65 FIGURA 27: Parte interna del corión con micelio de a Phialophora malorum los 18 días 750x. 65 FIGURA 28: Quiste cubierto de micelio de Phialophora malorum a

los 28 días. 65 FIGURA 29: Porcentaje de quistes infectados. 66

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FIGURA 30: Acremonium incrustatum conidióforo y micelio sobre el corión 2,000x. 68

FIGURA 31: Huevo enrollado de micelio de Acremonium incrustatum 500x. 68 FIGURA 32: Micelio de Acremonium incrustatum interior del quiste 500x. 68 FIGURA 33: Quiste cubierto de micelio Acremonium incrustatum 100x. 68 FIGURA 34: Testigo quiste de Globodera rostochienis 750x. 68 FIGURA 35: Testigo huevos de en el interior del quiste de

Globodera rostochiensis 500x. 68 FIGURA 36: Paecilomyces carneus conidióforo 2,000x. 69 FIGURA 37: Paecilomyces carneus cadenas de conidios y micelio

sobre el quiste 750x. 69 FIGURA 38: Micelio de Paecilomyces carneus sobre la masa

de huevos 750x. 69 FIGURA 39: Quiste cubierto por micelio y conidióforos de Paecilomyces

carneus 150x. 69 FIGURA 40: Testigo quiste sano 100x. 69 FIGURA 41: Huevos de Globodera rostochiensis en el interior

del quiste 500x. 69 FIGURA 42: Phialophora malurum grupo de esporas 1,500x. 70 FIGURA 43: Espora y micelio de Phialophora malurum sobre el quiste 100x. 70 FIGURA 44: Micelio de Phialophora malurum sobre el corión 200x. 70 FIGURA 45: Micelio de Phialophora malurum en la masa de huevos 750x. 70 FIGURA 46: Micelio de Phialophora malurum en la masa de huevos y

corión 500x. 70

FIGURA 47: Quiste cubierto por micelio de Phialophora malurum 150x. 70

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FIGURA 48: Testigos de Globodera rostochiensis 250x. 71 FIGURA 49: Conjunto de huevos de Globodera rostochiensis en el interior del quiste 500x. 71

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Aislamiento y evaluación de hongos nematófagos asociados a quistes de Globodera rostochiensis (Woll.) en la región del Cofre de Perote.

Núñez Sánchez, Angel Enrique. Facultad de Ciencias Biológicas Agropecuarias, Universidad de Colima.

RESUMEN El nematodo dorado Globodera rostochiensis es una de las principales plagas en el cultivo de la papa Solanum tuberosum a nivel mundial; en México se encuentra extendido prácticamente en toda las regiones donde se cultiva. Diversas especies de hongos funcionan en la naturaleza como reguladores de poblaciones, sin embargo sobre este nematodo pocas especies se conocen. Los objetivos de este trabajo fueron aislar y determinar los hongos parásitos de G. rostochiensis en cultivos de papa de la región del Cofre de Perote, Veracruz, México y describir el proceso de infección sobre los quistes de especies seleccionadas. Se tomaron muestras de suelo de seis localidades (Conejos, Tembladeras, Rancho Nuevo, Escobillo, Pescados y Los Altos). Los quistes se obtuvieron mediante la técnica del flotador de Fenwick, se cuantificaron. La cantidad de quistes obtenida fue de 300 hasta 2216 quistes/kg de suelo. De cada muestra se tomaron al azar 100 quistes jóvenes para aislar hongos parásitos. El parasitismo natural obtenido del total de muestras trabajadas fue de 3.5%. Se obtuvieron 21 cepas de hongos: Aspergillus sp. (1), Chetomidium sp. (1), Cladosporium sp. (3), Drechslera sp. (1), Fusarium sp. (1), Micelia sterilia (1), Pteroconium sp. (1), Trichocladium asperum (2), Ulocladium atrum (1), Acremonium incrustatum (1), Paecilomyces carneus (5), Phialophora malorum (1), Phialophora sp. (2).

Acremonium incrustatum, Paecilomyces carneus y Phialophora malorum, fueron seleccionados para estudiar el proceso de infección. En los quistes inoculados con A. incrustatum y P. carneus se encontró evidencia de germinación, penetración y desarrollo del micelio sobre el corión y en los huevos, la capa vitalina se separó y se observó vacuolización en la superficie de los huevos y el mucílago desapareció; los conidióforos emergieron del quiste, y se formaron las primeras esporas a las 72hrs. Sin embargo, en los quistes inoculados con P. malorum no se observó la germinación de las esporas hasta 5 días después de la inoculación, el micelio dentro de los quistes continuó su crecimiento y 15 días después se encontraron algunos quistes negros, esto debido a que gran cantidad de micelio estaba desarrollado en el interior del quiste, posteriormente entre los 18-20 días se observó su esporulación. A. incrustatum y P. carneus pueden ser considerados buenos candidatos para usarlos en pruebas de control biológico a nivel de parcelas experimentales, por la velocidad para infectar y destruir los quistes.

Palabras clave: Control biológico, papa, nematodo enquistado, Globodera rostochiensis,

hongos nematofagos.

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Isolation and evaluation of nematophagus fungi associated to cyst of Globodera rostochiensis in the region Cofre de Perote.

Núñez Sánchez, Angel Enrique. Facultad de Ciencias Biológicas Agropecuarias, Universidad de Colima.

ABSTRACT

The golden cyst nematode Globodera rostochiensis is one of the main pest in the crop potato Solanum tuberosum to world level; in Mexico is extended practically in the whole regions where it cultivated. Diverse species of fungi work in the nature like controllers of populations, however on this nematode few species know. The objectives of this work were isolate and determine parasites fungi parasites of G. rostochiensis in cultivation potato of the region of Cofre de Perote, Veracruz, México and describe the process of infection on the cysts of selected species. Were taken samples of soil of six localities (Conejos, Tembladeras, Rancho Nuevo, Escobillo, Pescados and Los Altos). The cysts were obtained by means of the technique of the float of Fenwick, were quantified. The amount of obtained cysts was from 300 up to 2216 cysts/kg soil. From each sample taken 100 young cysts at random in order to isolate parasites fungi . The natural parasitism obtained of the total of worked samples was from 3.5%. 21 stumps were obtained: Aspergillus sp. (1), Chetomidium sp. (1), Cladosporium sp. (3), Drechslera sp. (1), Fusarium sp. (1), Micelia sterilia (1), Pteroconium sp. (1), Trichocladium asperum (2), Ulocladium atrum (1), Acremonium incrustatum (1), Paecilomyces carneus (5), Phialophora malorum (1), Phialophora sp. (2).

Acremonium incrustatum, Paecilomyces carneus and Phialophora malorum, were selected to study the process of infection. In the cysts inoculated with A. incrustatum and P. carneus was evidence of germination, penetration and mycelium was development on the chorion and in the eggs, the vitelline membrane separated and was observed vacuolization in the surface of the eggs and the mucilage disappeared; the conidiophore emerged of the cyst, and they were formed the first spores to the 72hrs. However, in the cysts inoculated with P. malorum was not observed the germination of the spores up to 5 days after the inoculation, the mycelium inside the cysts continued its growth and 15 days later were some black cysts, this because great amount of mycelium was developed inside the cyst, later on between the 18-20 days their sporulation was observed. A. incrustatum and P. carneus could be considered good candidates to use them in tests of biological control to level of experimental parcels, for the speed in order to infect and destroy the cysts. Key words: Biological control, potato, golden cyst nematode, Globodera rostochiensis, nematophagus fungi.

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I.- INTRODUCCIÓN

La papa, Solanum tuberosum L., es originaria de Sudamérica de la región de los

Andes y es uno de los cultivos más extendidos en el mundo (FAO, 1996). Entre los

parásitos que la afectan, los nematodos son muy importantes; en Norteamérica más de

20 especies de nematodos han sido registrados asociados al cultivo de papa

(MacGuidwin, 1993). Globodera rostochiensis (Woll.) es uno de los nematodos que

causa más estragos en la mayoría de las zonas productoras de papa (Eppo, 1994).

Globodera rostochiensis es un nematodo endoparásito sedentario, con alta

capacidad de reproducción y sobrevivencia ya que las hembras están cubiertas por una

capa dura (corión) formando un quiste, de manera que los huevos están bien

protegidos. Los quistes permanecen normalmente en el suelo hasta 20 años. Cada

quiste joven contiene entre 200-500 huevos (Evans y Trudgill, 1993; Franco, 1994).

Este nematodo se ha registrado en más de 90 especies de Solanáceas, aunque los

hospederos más susceptibles, además de la papa, son el tomate, Lycopersicum

esculentum Mill. y la berenjena, Solanum melongena L. (Greco y Moreno, 1992).

Afecta el sistema radicular de la planta, disminuyendo la cantidad de minerales

absorbidos (fósforo, potasio, magnesio y calcio) y su translocación; además aumenta la

concentración de sodio (Perry, 1996; Trudgill, 1991). De manera que al dañar a las

membranas de la raíz de la planta, facilita la entrada de hongos y bacterias (Evans y

Trudgill, 1992). El efecto de este nematodo en el rendimiento del cultivo, varía de

acuerdo a la densidad de población. El límite de tolerancia establecido en Europa hacia

los nematodos formadores de quistes, para no afectar el rendimiento, es de 1.9

huevos/g de suelo o de hasta 40 quistes/kg de suelo.

3

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Cuando el nivel poblacional del nematodo en el suelo alcanza 16 y 32 huevos/g

de suelo, el rendimiento de la papa puede ser reducido entre 20 y 50%

respectivamente; y puede disminuir completamente cuando la población inicial del

nematodo es de 64 huevos/gr de suelo (EPPO, 1994; Perry, 1996; Greco, 1993).

Debido a la fuerte infestación de G. rostochiensis, en la región de Perote, donde

se han registrado en promedio 1000 quistes/kg de suelo, la Secretaria de Agricultura

estableció la Cuarentena Interior Permanente No. 17 (SARH, 1987), que comprende

6,000 hectáreas dedicadas al cultivo de la papa. La alta densidad de la población del

nematodo, obliga a la aplicación de agroquímicos, utilizando hasta 50 kg de nematicidas

por hectárea al momento de la siembra; las consecuencias son: el incremento en los

costos de producción, aumento de los riesgos de la salud humana por los residuos

químicos (Gommers et al., 1992), la contaminación del suelo y mantos freáticos y el

desarrollo de resistencia del nematodo a los nematicidas (Whitehead et al., 1994).

El control de los nematodos enquistados sobre el cultivo de la papa, se realiza con

el uso de los nematicidas químicos, sin embargo, por razones del peligro que

representan para la salud y las dificultades en el desarrollo comercial han llevado a la

búsqueda de alternativas de control que reduzcan los riesgos del uso de los productos

químicos. Un acercamiento lógico a esta alternativa, es la implementación de prácticas

que incluyan la aplicación de microorganismos antagonistas, que suceden de forma

natural o que pueden ser establecidos en el desarrollo de un ecosistema (Sikora, 1992).

El hecho, de que los niveles de parasitismo de hongos sobre los nematodos

enquistados, donde son introducidos, sea mucho menor, que en los centros de origen,

pareciera indicar, que estos fitopatógenos no tienen enemigos naturales y que el control

biológico para ellos no tendría grandes expectativas (Sayre et al., 1991; Sikora, 1992;

Dackman y Norbring-Hertz, 1992).

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Sin embargo en la naturaleza las poblaciones de los animales mantienen una

fluctuación cíclica, cuyo número varia año con año y de generación en generación. Los

nematodos son muy pequeños y sus hábitats han sido raramente estudiados. En este

aspecto los nematodos no se diferencian de los animales (Varley et al. 1973; Knipling,

1979; Berryman, 1981).

Hay dos factores que gobiernan la abundancia de los animales; una, que opera

independientemente de la densidad y otra, que depende de la densidad. Pero en el

suelo, la más común, son los factores que actúan independientemente de la densidad.

Los factores que más influyen sobre las poblaciones de los nematodos fitoparásitos son

la humedad y la temperatura, así como, las prácticas agrícolas, además de los parásitos

facultativos y depredadores (Stirling, 1991; Varley et al., 1973; Knipling, 1979;

Berryman, 1981).

Estas fuerzas son impredecibles, pero juegan un importante papel en la

determinación de las áreas ecológicas, en las cuales estos organismos pueden existir

permanentemente, y determinan la fluctuación de la población (Stirling, 1991). Los

factores densodependientes son la clave para los procesos regulatorios del tamaño

poblacional de las especies. Esta acción tiende a crear un efecto estabilizador sobre una

población que esta arriba de su punto de equilibrio, de manera que la reduce y si la

población está por debajo de ese punto, la aumenta.

Como consecuencia de lo anterior, los hongos habitantes del suelo de la Clase,

Hyphomycetes, consistentemente colonizan quistes de nematodos fitoparásitos y que

son, en gran medida, la causa del control de las poblaciones de estos nematodos,

logrando penetrar al quiste, destruir los huevecillo y a las larvas, por varios medios

(Dackman y Nordbring-Hertz, 1985; Gintis et al., 1983; Morgan-Jones y Rodriguez-

Kabana, 1988).

Esto, hace suponer, que si bien es cierto, que el nematodo en quistado G.

rostochiensis, no se le han reportado enemigos naturales fuera de su centro de origen,

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según Tribe (1980), no se puede concluir que este exento de microorganismos parásitos

y depredadores.

El uso de microorganismos para el control de plagas y enfermedades de las

plantas por otros microorganismos es una alternativa al uso del control químico; y

estimula la búsqueda de agentes de biocontrol (Inbar y Chet, 1997; Lindow y Wilson,

1998). Los organismos que abundan en el suelo, particularmente con potencial

antagonista, han sido propuestos como un marcador biológico útil para la sanidad del

ecosistema (Niles y Freckman, 1998; Stork y Eggleton, 1992; Yeates, 1994) y han

impulsado el estudio de los enemigos naturales para el control de nematodos (Sayre et

al., 1991), y que en alguna etapa del ciclo de vida los utilizan como una fuente de

nutrientes, y desempeñan un importante papel en el reciclaje del carbono, nitrógeno y

otros elementos de la biomasa.

El aumento de la población de nematodos en el suelo va acompañada por

epizootias de hongos antagonistas (Sikora, 1992; Stirling et al., 1990); de esta forma

atacan a los nematodos continuamente en todos los suelos (Uziel y Sikora, 1992). Las

plagas de la raíz son generalmente raras en los ecosistemas no perturbados o naturales,

mientras que en los sistemas de producción convencionales, los patógenos del suelo y

las enfermedades que causan, son severas y a menudo, un factor limitante de la

producción (Cook y Baker, 1983). Los hongos nativos son reconocidos como

contribuidores comunes para la supresión de plagas en sistemas de cultivo (Dackman y

Norbring-Hertz, 1992).

El control biológico es efectivo cuando un antagonista tiene un alto grado de

adaptabilidad al medio donde se va a establecer (Lindow y Wilson, 1998).

Generalmente, el suelo no estéril, es considerado un ambiente hostil para la

introducción de microorganismos, incluyendo agentes de control biológico, ya que los

microorganismos nativos frecuentemente son rivales superiores ó de lo contrario son

antagonistas (Cook y Baker, 1983).

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El nematodo dorado de la papa Globodera rostochiensis representa un grave

problema en la Región Cofre de Perote, sin embargo poco es el conocimiento, sobre la

diversidad de especies de hongos nematofagos asociados y el potencial de estos como

agentes de control biológico.

De tal forma que la investigación parte de la siguiente hipótesis

HIPÓTESIS Las poblaciones de hongos nativos de la zona productora de papa en el Cofre de

Perote tienen actividad nematofaga contra G. rostochiensis.

OBJETIVOS

Evaluar el estado actual de la población de G. rostochiensis en las localidades de

estudio en la región Cofre de Perote.

Aislar e identificar hongos nativos parásitos de quistes de G. rostochiensis en la

región del Cofre de Perote, Veracruz.

Evaluar la patogenicidad de hongos nativos sobre quistes de G. rostochiensis, in

vitro.

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II.-ANTECEDENTES El nematodo dorado se considera originario de los países andinos (Perú y Bolivia).

Se detectó por primera vez en Alemania en 1881 y fue descrito en 1923 por

Wollenweber (Franklin, 1971). La introducción original del nematodo a Europa fue muy

probablemente durante el establecimiento del cultivo en 1850 y se dispersó a países de

Asia (India, Pakistán Japón y Malasia), África (Egipto, Marruecos, Sierra Leona y

Sudáfrica), Australia y centro y norte de América, probablemente con el comercio de

tubérculos de papa para semilla. Actualmente se registra en 65 países (Jones, 1976)

(Fig.1).

Otro aspecto que influye en la magnitud del daño ocasionado por este nematodo,

son los cinco patotipos identificados; (Ro1, Ro2, Ro3, Ro4, Ro5) a nivel mundial (Evans

y Trudgill, 1993; Greco, 1993).

Globodera pallida (Stone) es otra especie de nematodo que forma quistes,

llamada quiste blanco de la papa y al igual que G. rostochiensis causa graves daños. Se

ha registrado en el centro y oeste de Europa. En América se le conoce de Colombia,

Ecuador y gran parte del Perú. (Evans y Trudgill, 1993; Greco, 1993). Seis patotipos se

han determinado en G. pallida: tres en Europa (Pa1, Pa2, Pa3) y tres en la zona andina

(P4A, P5A, P6A). Ambas especies se tienen registradas para el sur del Perú, Bolivia, y

Argentina, donde han cohabitado con sus hospederos por cientos de años (Stone,

1986). Sin embargo solo se ha registrado G. rostochiensis en Chile, Venezuela, Centro

América, México y EUA (Stone, 1979; Sosa-Moss, 1986).

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La papa que se produce en México se siembra en 25 estados de la República en

tres ciclos agrícolas otoño-invierno, invierno-primavera y primavera-verano en este

último se hace el 80% de la siembra. La superficie cultivada es de alrededor de 70 mil

hectáreas aproximadamente, con una producción de 1’200,000 toneladas los principales

estados productores de papa son: Chihuahua, Sinaloa, Sonora, Guanajuato, México,

Nuevo León, Coahuila, Puebla y Veracruz (ASERCA, 1999).

La producción comercial en la región montañosa de México se concentra entre los

2,000-3,000 m de altitud, en zonas de temporal y se distingue en seis áreas: Puebla,

Toluca, Sierra Tarasca de Michoacán, La Malinche en Tlaxcala, Pico de Orizaba y Cofre

de Perote, que en conjunto comprenden una superficie de 25,000 hectáreas

aproximadamente (CONPAPA, 1994).

Se tienen registros de Globodera spp. de muestras de suelo tomadas de un carro

de carga americano utilizado para transporte de papas en el centro de México en 1953.

Sin embargo la presencia de G. rostochiensis fue confirmada en Guanajuato por Iverson

(1972); por lo cual se inició la inspección de las zonas productoras de papa. Hasta 1986

se tenía registrado el nematodo dorado en 46 zonas de 9 estados; México, Puebla y

Tlaxcala son los estados más infectados (Sosa-Moss, 1986). Actualmente esta disperso

en la mayoría de las zonas en las que se cultiva papa en México (Cuadro 1).

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Cuadro 1. Zonas más infestadas con nematodo dorado de la papa Globodera rostochiensis en México.

ESTADO MUNICIPIO Coahuila Arteaga

Distrito Federal Delegación Tlalpan y Delegación Milpa Alta

Hidalgo Metztitán

Guanajuato León, San Francisco del Rincón, Silao, Romita, Purísima del

Rincón. Estado de México Zinantepec, Temascaltepec, Calimaya, San Antonio de la Isla,

Santa María Rayón, Amanalco de Becerra, San Bartolo Morelos, Naucalpan, Donato Guerra, Lerma, San Felipe del Progreso, Valle de Bravo, Joquincingo y Metepec.

Nuevo León Galeana Puebla Ixtacamaxtitlán, Saltillo Lafragua, Tlapanala, Guadalupe

Victoria, Atzitzintla, Tehuacan, Chalchicomula de Sesna, Huitzilán, de Serdán y Tlachichuca.

Tlaxcala Cuapiaxtla, Altzayanca, El Carmen, Huamantla, Terrenate,

Tlaxco y Santa Ana Chiautempan Veracruz Altotonga, Ayahualulco, Perote y Xico 2.1. Síntomas y daño ocasionado por G. rostochiensis

El síntoma típico de la presencia de nematodo dorado de la papa en el suelo es la

marchites temprana en las plantas de papa asociado con estrés hídrico (Evans y Stone,

1977). Como consecuencia de la alimentación del nematodo, el daño histológico es

manifestado por necrosis de las células de las raíces, perforadas por los estados

juveniles larvarios, cuando éstos se detienen en el lugar definitivo de alimentación, las

células de las raíces alrededor de la cabeza del nematodo sufren una profunda

transformación.

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La hembra se adhiere y alimenta cerca del cilindro vascular, dando origen a

unidades multinucleadas denominadas sincitio (hiperplasia de las células) cerca de la

cabeza del nematodo, las que se forman por incorporación de un conjunto de las células

adyacentes cuyas paredes se han disuelto.

La formación del sincitio ocasiona una interrupción de los vasos cribosos y leñosos

limitando notablemente la funcionalidad de las raíces. Las plantas de papa atacadas por

el nematodo presentan crecimiento y rendimiento reducidos, la senectud se anticipa y

en suelos muy infestados, el follaje presenta un ligero amarillamiento; las hojas

individuales de las plantas infectadas son pequeñas por la pobre división celular. Por

consiguiente las plantas infestadas tienen una mayor proporción de materia en la pared

celular, el volumen de materia seca es mayor que en las plantas sanas.

La presencia de nematodos enquistados causa la reducción fotosintética (por la

ruptura del translocamiento de nutrientes, la relación planta-agua); incrementa la

materia seca, la adhesión de raíces y por consiguiente la producción de menos tallos y

hojas pequeñas poco suculentas y mueren tempranamente, hay poca formación de

nuevas hojas, el número de tubérculos decrece.

Las altas densidades del nematodo reducen el rendimiento y es más difícil decir

debido a que combinación, la reducción del crecimiento de la planta es causado por una

reducción de la absorción, incrementando el contenido de materia seca, la necrosis del

follaje y la muerte temprana del mismo.

El decremento de agua absorbida por las plantas altamente infestadas por el

nematodo debido al mal funcionamiento del sistema radicular, tiene como consecuencia

el desprendimiento de las hojas. Finalmente la muerte ocurre cuando el nivel de agua

continua decreciendo y se prolonga la resistencia estomática (Evans y Trudgill, 1992).

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Las larvas se vuelven activas a 10°C y la máxima invasión de las raíces se realiza

a 16°C. Temperaturas del suelo de 26°C, en períodos prolongados limitan el desarrollo

del nematodo y reducen su reproducción.

El nematodo dorado de la papa se desarrolla bien en los suelos arcillosos

medianos a pesados, bien drenados o arenosos con aireación, suelos sedimentados o de

musgo con un contenido de humedad de 50 a 75% de capacidad de campo. El pH del

suelo tolerado por la planta de papa, es aparentemente aceptado por los nematodos

(Stone, 1979). En ausencia del cultivo de la papa, en zonas de clima templado, el nivel

poblacional disminuye en un 50% cada año, mientras que en países con clima cálido,

como Marruecos, puede ocurrir una reducción de casi 100% (Schuster y Sikora, 1992a).

En países con clima cálido, la superficie del suelo, en el verano, se calienta mucho

y los nematodos que se encuentran en los primeros 5-10 cm mueren naturalmente. Por

lo tanto, las prácticas agrícolas en la preparación del suelo en esta época del año,

reducen sensiblemente el nivel poblacional del parásito. Los huevos enquistados toleran

la desecación y pueden sobrevivir 20 años o más en suelos bajo condiciones extremas

del medio ambiente. Cuando la cosecha se realiza al final del ciclo biológico de la papa,

todos los nematodos que han penetrado en las raíces alcanzan el estado de quiste,

logrando un nivel poblacional muy alto. No ocurre así cuando se cosecha temprano la

papa; de esta forma muchos nematodos se encuentran todavía en los estados juveniles

y el nivel poblacional en el suelo permanece bajo.

La diseminación local o a gran distancia se realiza por la movilización de suelo

infestado, como por ejemplo el que se adhiere a la maquinaria, semillas o envases para

almacenaje. Los tubérculos contaminados proporcionan durante la siembra, condiciones

ideales para la diseminación y constituyen el factor principal en la distribución mundial

del nematodo.

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En la ausencia de un hospedero viable en suelos infectados los quistes del

nematodo de la papa pueden persistir por 20-30 años. Dentro del quiste pueden pasar

al segundo estado juvenil (J2) o bien entrar en extrema inactividad conocida como

letargo.

Generalmente el letargo se presenta algunas veces antes del establecimiento del

próximo cultivo de papa y la mayoría de los J2 solo entran en letargo durante el 1er

año. Después de esta estimulación la mayoría de los juveniles eclosionará. Así las

poblaciones del nematodo de la papa son introducidas a nuevas regiones y pueden

adaptarse a diferentes etapas de desarrollo del cultivo hospedante con 2-3 años de

establecimiento (Mulvey y Stone, 1976).

La cantidad de J2 que eclosiona es variable. En la ausencia de una planta

hospedante, algunos juveniles eclosionan espontáneamente en ciertas épocas del año,

cuando la temperatura del suelo y la humedad sean adecuadas. En suelos de Europa

estas eclosiones espontáneas son en promedio de 30-33% anualmente, pero esto es

influenciado por las condiciones ambientales (Mulvey y Stone, 1976).

En general se ha registrado mayor eclosión en suelos arenosos que en suelos de

turba y arcilla (Berry et al., 1977). La textura de suelos arcillosos sedimentados puede

estimular la eclosión de la población del nematodo en un 32%, cuando hay presencia de

restos de raíces de un cultivo, pueden estimular la eclosión de los J2 en un 60-80%.

Como parte de la estrategia de sobrevivencia del nematodo dorado de la papa,

nunca eclosiona el 100% de las larvas de los quistes, algunos juveniles llegan a

permanecer en letargo por varios años antes de eclosionar.

La raíz de la planta hospedante también influye en las proporciones de

multiplicación, generalmente sistemas radiculares grandes toleran altos niveles de

invasión.

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En un campo, el primer foco de infección se manifiesta en una pequeña área

circular que luego se agranda hasta afectar toda la superficie. El nematodo, por acción

propia, puede moverse 1-2 m/año; sin embargo, el movimiento pasivo es más rápido. El

suelo adherido a los implementos agrícolas, zapatos y patas de los animales, puede

contener quistes, favoreciendo la diseminación de los nematodos dentro de la misma

unidad de producción o a otras unidades. Todo sistema de riego que favorezca la

escorrentía del agua, así como las inundaciones pueden ser importantes.

Sin embargo, el comercio de la papa, y especialmente los tubérculos utilizados

como semilla, son la forma más eficaz de diseminar los quistes entre estados, países y

continentes. La limpieza de la maquinaria agrícola, uso de tubérculos-semilla sanos y

medidas cuarentenarias son muy eficaces para evitar la diseminación de los nematodos

(Matos y Canto-Sáenz, 1993).

2.2. Clasificación taxonómica de Globodera rostochiensis (Mulvey y Stone, 1976).

Phylum: Nematelmintos

Clase: Nematoda

Subclase: Secernentea

Orden: Tylenchida

Suborden: Tylenchinae

Superfamilia: Tylenchoidea

Familia: Heteroderidae

Género: Globodera

Especie: rostochiensis

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2.3. Características morfológicas de Globodera rostochiensis

Hembras cuerpo esferoidal a piriforme, sin cuello protuberante y carente de

protuberancia en el cono terminal; diámetro longitudinal de 420-640 µm y ecuatorial de

270-430 µm. Longitud del estilete de 22-24 µm, con un ángulo del nódulo dorsal del

estilete de 136°. Distancia del extremo de la cabeza al cono excretor de 105-175 µm.

Altura vulvar de 6-11 µm. Distancia del ano al margen más cercano de la fenestra

(áreas membranosas de pared delgada sobre el cono vulvar) de 39-80 µm.

Quistes color café dorado a oscuro, superficie arrugada, formando patrones

acanalados, lo cual puede ser diferente sobre el cono vulvar, circunfenestrados y con

ano subterminal, diámetro longitudinal de 450-999 µm, diámetro ecuatorial de 250-810

µm, diámetro longitudinal/ecuatorial de 1-1.4 µm; distancia del ano al margen más

cercano de la fenestra de 29-116 µm, y radio de Granek de 2-7 µm, con 16-31 estrías

entre el ano y fenestra vulvar (Figs. 2 a 5).

Huevos elipsoidales, hialinos de 95-115 x 42-48 µm. Larvas de 370-470 µm, cuya

anchura a la mitad del cuerpo de 19-26 µm. Longitud del estilete de 21-23 µm, distancia

de la base de los nódulos a la desembocadura de la glándula esofágica dorsal de 5-6.7

µm. Longitud de la cola de 44-57 µm, y la porción hialina de la cola 18-30 x 16-23 µm.

Glándula esofágica dorsal 2.2-2.5 µm disco oral subcircular con sectores labiales.

Machos con cuerpo vermiforme con torcedura axial de 890-1270 x 22-36 µm y de 31-

46 µm de ancho a la mitad del cuerpo, disco labial de bajo perfil. Estilete fuerte de 25-

27 µm con protuberancias bien formadas. Distancia de la base de los nódulos a la

desembocadura de la glándula esofágica dorsal de 5-7 µm. Cola de 1.6-6.7 µm; una

bolsa seminal, y una sola espícula en la punta (Franklin, 1971).

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Figs. 2-5. Globodera rostochiensis. 2:Cuello y puntuaciones del quistes 750x; 3: Corte

transversal del quiste, corión y masa de huevos 750x; 4:Cono vulvar 500x; 5:Estrías del corión 1000x.

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Después de la siembra, las raíces de la planta de papa, producen exudados

radicales que estimulan la eclosión de los huevos (cada quiste contiene de 200-500

huevos) de los cuales emergen los juveniles de segundo estadío. El nematodo al salir

del huevo, se encuentra en un estadio infectivo, migra hacia el ápice radical y después

de recorrer algunos milímetros de la raíz, el juvenil se fija a las raíces y continúa su

desarrollo como sedentario, pasando por tres estados juveniles (segundo, tercero y

cuarto) antes de lograr el estado adulto (Mulvey y Stone, 1976). El periodo de tiempo

que el nematodo necesita para cumplir una generación, desde la penetración del juvenil

de segundo estadío hasta la formación de quistes con huevos, es de 45-60 días, según

las condiciones ambientales. Si se considera una temperatura de 10°C como la mínima a

la cual el nematodo puede comenzar su desarrollo, puede desarrollarse una generación

después de 40 días (Fig. 6).

En Globodera rostochiensis existe un dimorfismo sexual muy marcado, el

segundo estado juvenil es móvil y vermiforme; en las hembras el tercero y cuarto

estado juvenil, así como las adultas, son inmóviles y abultadas. La hembra posee un

aparato reproductivo muy desarrollado y después de ser fecundada produce gran

cantidad de huevos que retiene en el interior del cuerpo. La hembra adulta adquiere

una coloración amarillenta, luego se transforma en quiste. El macho adulto es móvil y su

capacidad patogénica no ha sido demostrada. El tamaño de los individuos es afectado

por el huésped y por el nivel poblacional del nematodo, siendo más pequeños cuando la

población es elevada o el huésped se encuentra fuertemente dañado (Greco et al.,

1982).

Las hembras fecundadas aumentan de tamaño y se vuelven subesféricas, lo cual

depende probablemente de las características de la planta hospedante y de la nutrición

durante su desarrollo. En comparación con la hembra madura el quiste tiene una

cutícula más gruesa y de color castaño oscuro para proteger los huevos contenidos.

2.4. Biología

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Fig. 6. Ciclo biológico del nematodo Globodera rostochienis.

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Globodera rostochiensis posee un promedio de 21.6 estrías y G. pallida 12 (Stone,

1979). A veces, el número promedio puede ser de 15, lo cual causa confusión; en este

caso, es necesario identificar la especie. A la madurez tanto G. rostochiensis como G.

pallida se convierten en quistes redondeados de color castaño oscuro, con un diseño

irregular de puntuaciones en la superficie del cuerpo. El largo del cuerpo de las larvas,

del estilete y de la cola son generalmente mayores en G. pallida que en G. rostochiensis

(Mulvey y Stone, 1976).

Los quistes no se alimentan y se desprenden fácilmente de las raíces o de los

tubérculos. Los huevos, al final del desarrollo embrionario, aproximadamente después

de 2-3 semanas, contienen juveniles de segundo estadío.

Las condiciones que lo favorecen son una temperatura de 20-26°C, una humedad

en el suelo y pH de 2.6-4. Cuando las condiciones ambientales son desfavorables, como

en casos de alta temperatura (28°C), sequías, cuando la planta se aproxima al final del

ciclo, o bien las raíces están muy dañadas; las hembras se transforman temprano en

quiste y el ciclo es más corto; en cambio si la temperatura del suelo es menor de 20°C,

el ciclo de vida es más largo. Estudios comparativos han demostrado que G. pallida se

desarrolla mejor que G. rostochiensis a bajas temperaturas (Greco et al., 1982).

2.5. Métodos de control de nematodos fitoparásitos

Con el fin de evitar que el ataque de nematodos afecte el crecimiento y desarrollo

de las plantas cultivadas, es necesario efectuar una evaluación de los niveles de

población que desde un punto de vista económico y ecológico justifique, dependiendo

de la condición específica de cada sistema productivo, la inversión que implica la

utilización de uno o varios de los métodos de control.

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2.5.1. Control químico

En países europeos donde se cultiva papa, la aplicación de nematicidas esta

dirigida a los nematodos formadores de quistes (Mulder et al., 1990). Winslow y Willis

(1972) indican que, en general, el tratamiento con nematicidas para el control de G.

rostochiensis no ha sido económicamente recomendable, debido a sus altos costos, los

implementos especiales requeridos para su aplicación y la fitotoxicidad de algunos de

ellos. Muchos de los nematicidas inician su actividad cuando el crecimiento de la planta

es avanzado, sin embargo, hacen notar que cuando el suelo esta mojado y frío los

materiales o substancias aplicadas tienden a difundirse menos, a degradarse y a

disminuir su efectividad aunque las condiciones sean óptimas, la eliminación de las

larvas casi siempre es incompleta.

Los principales nematicidas utilizados son el DD (1,3 dicloropropeno, 1,2-

diclopropano con hidrocarbono, el DB (etileno dibromo) y el DBCP (1,2 dibromo-3

cloropropano) los cuales son altamente tóxicos y solubles en agua. El DD ha sido el

nematicida mas ampliamente utilizado y es fitotóxico. El uso del DBCP fue suspendido

en California durante 1977 y cancelado su registro en diversos lugares de Estados

Unidos, ya que se demostró que los mantos freáticos estaban contaminados con

nematicidas como el EDP y el DD (Whitehead et al., 1994).

En México los nematicidas que más se utilizan son los carbamatos, aldicarb

(Temik) carbofuran (Furadan) y oxamyl (Vydate) (CONPAPA, 1994). Los nematicidas

además de ser costosos sus residuos pueden permanecer en el tubérculo hasta después

de la cosecha (Gommers et al., 1992).

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2.5.2. Control físico

Una técnica no contaminante es el uso de la energía solar, la cual consiste en

calentar el suelo hasta una temperatura letal para los estados móviles del nematodo. El

efecto invernadero que se produce bajo el plástico permite que la temperatura del suelo

alcance valores de 5-12°C, superiores a los del aire, esto es letal para los nematodos

hasta 20-30 cm de profundidad. Este método es efectivo con niveles poblacionales

medios-bajos del nematodo del quiste de la papa (25 huevos/g de suelo).

Sin embargo es poco utilizado ya que se requiere que el terreno este libre de

cultivos en el verano y que la temperatura sea muy elevada, lo cual no es factible donde

se cultiva papa ya que las temperaturas a lo largo del año son muy bajas. El efecto

detrimente en otros agentes de control biológico en el suelo tiene que ser también

considerado (Mani et al., 1993).

2.5.3. Inundación Artificial y Natural

Las inundaciones matan a los nematodos del suelo, pero las inundaciones

artificiales resultan ser una herramienta costosa en el control de nematodos, aún para

los productores comerciales, y no es recomendable para los pequeños productores

(Bridge, 1996). En México, la mayoría de la superficie dedicada al cultivo de papa se

localiza en zonas de montaña bajo régimen de temporal (CONPAPA, 1994).

2.5.4. Rotación de cultivos

La rotación de cultivos es efectiva en la lucha contra G. rostochiensis, que tiene

un rango de hospedantes limitado, se pueden lograr buenos resultados cultivando papa

cada cuatro o cinco años en suelos infectados. Estudios dirigidos en Bolivia demostraron

que la mejor secuencia después de cultivar papa para reducir densidades de quistes, fue

cultivando cebada y frijol lima, por un año, posteriormente barbechar y sembrar papa

otra vez (Canto-Sáenz y Mayer de Scurrach, 1993).

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Para poder recomendar una rotación efectiva, es necesario determinar el nivel

poblacional de los nematodos (Trudgill, 1991). El ciclo de siembra primavera-verano es

el más favorable para la reproducción del nematodo y ocasiona el daño más grave, la

tasa de reproducción de G. rostochiensis es en promedio de 39% con siembra de

primavera y el 8-9% con siembra en verano e invierno (Greco y Moreno, 1992).

2.5.5. Control genético

El cultivar de papa juega un papel importante sobre la dinámica de Globodera

pallida y G. rostochiensis. Se conocen cultivares susceptibles a ambas especies y

cultivares resistentes o parcialmente resistentes a una sola de ellas, que afectan la tasa

de reproducción de los nematodos. En presencia de cultivares resistentes los juveniles

de segundo estadío salen del quiste, penetran en las raíces, pero no se desarrollan. A

veces, la reducción poblacional, utilizando un cultivar resistente, puede ser mayor que

utilizando un cultivo no huésped o dejando el suelo en barbecho. El uso de cultivares

resistentes ejerce una presión selectiva sobre el nematodo, debido a que no existen

cultivares resistentes a ambas especies o a todos los patotipos de la misma especie

(Greco y Moreno, 1992).

La resistencia a G. rostochiensis ha sido buscada en Solanum tuberosum,

subespecies andigena y la resistencia de los híbridos resultantes de las cruzas con S.

andigena, lo que ha hecho necesario continuar con las investigaciones teniendo en

cuenta al patotipo presente en cada región, puesto que las variedades resistentes no se

comportan de igual manera con todos los patotipos existentes (Kirkham y Marshall,

1996).

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incidencia de una especie o patotipo, pero favorece el desarrollo de la otra. Se ha

determinado que el uso continuo de un mismo cultivar resistente ocasiona la selección

de patotipos que antes no eran importantes.

Las razas se diferencian por su patogenicidad o por la habilidad que tienen de

multiplicarse en los clones con resistencia proveniente ya sea de S. tuberosum subsp.

andigena, S. multidissectum, S. vernei y S. kutzianum (Evans y Stone, 1977).

2.5.6. Plantas antagonistas y cultivos trampas

Muchas plantas poseen propiedades nematicidas; las más reportadas son las

Tagetes spp. como las caléndulas africanas T. erecta, caléndula francesa T. patula, la

caléndula sudafricana T. minuta, al igual que la mostaza y espárragos que al producir

elementos tóxicos son factibles para el control o reducción de nematodos y otros en

ciertas circunstancias (Sukul, 1992).

Sin embargo pocas veces las legumbres son utilizadas por los productores,

porque los abonos verdes no generan ganancia directa y al usarlos solo para el control

de quistes de nematodos no será económicamente viable (Prot et al., 1992).

2.5.7. Legislación del control

En los países donde se encuentra presente el nematodo dorado de la papa, una

de las primeras prácticas llevadas acabo son las cuarentenas, ya que es la manera

inmediata de prevención que impide la diseminación del parásito (EPPO, 1997).

en el mismo campo, de manera que el uso de un cultivar resistente puede reducir la

Por otro lado, ambas especies o diferentes patotipos de ellas, pueden encontrarse

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Vegetal establece cuarentenas en regiones afectadas, la cual comprende aspectos

oficiales que deben cumplirse para fomentar y proteger contra el ataque del nematodo

dorado a la producción nacional de papa (siembra, cosecha, tratamiento, transporte y

movilización de semillas, entre otras).

Sin embargo, está cuarentena no se ha cumplido en la región del Cofre de

Perote, ya que se continua sembrando papa en los campos abiertos y se siguen

eliminando áreas de bosque para dicho cultivo.

El quiste de la papa puede difundirse con los tubérculos utilizados como semilla,

es necesario que la papa para semilla sea producida en áreas donde estos parásitos no

estén presentes y debe ser certificada como libre de nematodos y otros patógenos. En

muchos países el uso de semilla certificada es limitado; mucha semilla es producida por

los mismos agricultores o por otros de la misma zona, sin ningún tipo de control

fitosanitario (Trudgill, 1991).

2.6. Control biológico de nematodos fitoparásitos

Varios aspectos del control biológico de los nematodos parásitos de plantas han

sido revisados por Mankau (1981) y han impulsado, el estudio de los enemigos

naturales para el control de nematodos (Sayre y Walter, 1991). El manejo apropiado de

organismos antagónicos dispuestos a la protección de la planta contra patógenos

constituyen una forma de control biológico y una alternativa para el control de

nematodos (Azcon Aguilar y Barea, 1997).

Organismos como hongos, bacterias, virus y protozoarios han sido identificados

como parásitos o predadores de nematodos (Dackman et al., 1992; Adams, 1990;

Deacon, 1991; Stirling, 1991).

Fitopecuaria de los Estados Unidos Mexicanos y su Reglamento en materia de Sanidad Es por ello que la Secretaria de Agricultura, con base en la Ley de Sanidad

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No obstante que las bacterias son el grupo más abundante dentro de los

microorganismos del suelo, poco esfuerzo ha sido dirigido a su estudio como agentes

potenciales de control biológico para nematodos (Sayre y Walter, 1991).

Diferentes bacterias se ha reportado asociadas con la cutícula, cavidad del

cuerpo, aparato digestivo y las gónadas de nematodos; sin embargo como lo señala

Sayre y Walter (1991) la naturaleza parasítica de tales asociaciones es dudosa debido a

la ausencia de la aplicación rigurosa de los postulados de Koch (Stirling et al., 1990).

Uno de los mayores problemas al utilizar bacterias como agentes de control

biológico, es la dificultad de cultivarlas “in vitro” en cualquiera de los medios

bacteriológicos estándar. Ni las células vegetativas ni las esporas del organismo pueden

ser cosechadas en cantidades suficientes para examinarlas extensivamente en el

laboratorio o para infestar suelos en los que se puedan realizar exámenes de campo a

gran escala con el fin de determinar la viabilidad del organismo como un agente de

control biológico contra nematodos (Mankau, 1981).

2.6.2. Rickettsias

Son microorganismos intracelulares que fueron encontrados en especies de

quiste de nematodos: Heterodera goettingiana (Woll.) y G. rostochiensis por Shepherd

et al. (1972).

2.6.3. Nematodos Depredadores

Son importantes en la dinámica de población de numerosas especies de

nematodos del suelo puesto que su biomasa en algunos suelos son sustanciales, sin

embargo, su papel en el control biológico de nematodos fitófagos es poco conocido.

Los nematodos Monochida, Dorylaimida y Diplogasterroidea son considerados

como predadores y posibles agentes de biocontrol de nematodos parásitos de plantas.

El género Monochida ha llamado más la atención que cualquier otro depredador que

2.6.1. Las bacterias en el control biológico de nematodos fitopatógenos

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vive en el suelo, hay observaciones de laboratorio sobre la alimentación de los

monochidos que concluye que estos depredadores no tienen eficiente habilidad de

alcance o tropismo hacia la presa (Nelmes y Mculloch, 1975).

Ciertas especies de Dorylaimida son abundantes en suelos, aunque su diversidad

de números y especies parecen declinar en suelos removidos por frecuentes

operaciones agrícolas. Mientras muchas especies son omnívoras, un número sustancial

de especies son depredadoras. En general los hábitos alimenticios de este grupo de

nematodos son poco conocidos, su ciclo de vida tiende a ser relativamente largo y bajas

tasas de productividad por individuo.

2.6.4. Depredadores Heterogéneos

Otro grupo importante de depredadores de nematodos son los ácaros Sayre et al.

(1991). Los colémbolos y ácaros están entre los más numerosos artrópodos del suelo, la

mayoría de los colémbolos se alimentan de materia descompuesta de plantas, hongos,

humus y a veces son depredadores de nematodos (Mankau, 1981).

De manera similar, los ácaros de suelo muestran una variedad de hábitos

alimenticios, incluyendo la depredación. Se ha demostrado que los colémbolos se

alimentan vorazmente de Heterodera y nematodos que viven libremente (Gilmore,

1970).

Además su distribución en el suelo difiere de la de los nematodos parásitos de

plantas. Las densidades mas altas de microartropodos se encuentran en la capa superior

del suelo, particularmente en basureros o en capas orgánicas en la superficie y también

están restringidas, por su tamaño a suelos con aberturas de poros suficientemente

grandes para que se puedan mover (Mankau, 1981).

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Diversos investigadores han agrupado a los hongos según el modo de infectar o

el estadío del nematodo que infecta: predadores o atrapadores de nematodos,

endoparásitos, parásitos de huevos, hembras y productores de toxinas.

2.7.1. Los Hongos predadores o atrapadores de Nematodos

Desarrollan hifas, ramificaciones, redes semejantes a una telaraña y

protuberancias pegajosas, o bien forman anillos que pueden ser constrictores o no-

constrictores, con los cuales atrapan las larvas de nematodos (Dackman y Norbring-

Hertz, 1992). Los mecanismos de adhesión de nematodos, las estructuras del hongo

infecciosas y la competencia por infección han sido también investigadas (Barron,

1992). Después de la captura, los hongos desarrollan un apresorio, el cual se ramifica y

crece a lo largo del cuerpo. Este tipo de hongos esta relacionado con los estados

larvarios y las especies de hongos pertenecen a grupos diversos como Zygomycetes,

Deuteromycetes y Basidiomycetes. Han sido considerados prometedores agentes

biológicos para control de nematodos.

Arthrobotrys oligospora (Corda) forma redes de hifas, Monacrosporium

cianopagun (Oudem) desarrolla ramificaciones, Dactylaria candida (Sacc.) produce

protuberancias y también es considerada como un hongo no constrictor. Stylopage sp. y

Cytopage sp. tiene hifas inmodificadas. Entre los formadores de anillos constrictores

están D. brochopaga y A. dactyloides. En hongos endoparásitos los conidios también

muestran sofisticadas adaptaciones morfológicas para habilitar su interacción con los

nematodos.

Su comportamiento predador en las placas de agar los convierte en fascinantes

organismos de estudio y especialización. Algunos de los primeros exámenes en

invernadero o en el campo probablemente tendieron a exagerar su potencial y no

fueron diseñados para evaluar críticamente los efectos sobre los nematodos. La mayoría

de esos experimentos consistieron generalmente en añadir un hongo en un suelo

modificado con materia orgánica, con el objetivo de que los hongos aumentaran en la

2.7. Hongos parásitos de nematodos

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modificación y especialmente los parásitos atacan a los nematodos, antes o después de

haber utilizado el sustrato.

Todo lo que se conoce sobre el hongo examinado es que en algún punto, este

había atrapado a los nematodos. El criterio general que se empleó para escoger a un

hongo como agente de control fue que éste debía ser útil y fácilmente cultivado (Abawi

y Thurston, 1992).

Cook y Baker (1983) demostraron que la oportunidad de establecer especies

“foráneas” en la fase predatoria es pequeña. Ninguno de los hongos que examinaron

parecieron ser capaces de colonizar y explotar rápidamente el micro hábitat del suelo.

Fueron considerados saprofitos poco competitivos y fueron susceptibles al antagonismo

de otros organismos del suelo ; además demostraron persistencia en el suelo, incluso en

la presencia de fuentes de energía.

Así mismo Cook y Baker (1983) reexaminaron algunas de las relaciones

ecológicas en que se incluyen a los hongos predadores e identificaron algunos de los

problemas asociados al utilizarlos como agentes de control biológico antes de que

suceda la depredación, el crecimiento micelial y la formación de la trampa. Ambos

procesos requieren energía la cual puede ser proporcionada por una fuente de

nutrientes fácilmente disponible.

Por lo tanto la adición de modificaciones orgánicas en el suelo es seguida

generalmente por un corto periodo, en el cual aumenta la actividad de los hongos

predadores de nematodos. Cook y Baker (1983) indicaron que la captura de los

nematodos podría ser un medio de actividad en el microhábitat con sustratos orgánicos

fácilmente disponibles.

También notaron que la depredación no se relacionó aparentemente con la

densidad de la población del nematodo a pesar de que la adaptación de modificaciones

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orgánicas en el suelo resulta en un aumento de la población de nematodos disolutos; de

hecho el incrementar el número de modificaciones podría resultar en una reducción en

la actividad de depredación de los hongos.

Esto sucede debido a la intensificación en la actividad de los microbios del suelo

que compiten con los hongos predadores por los nutrientes. Obviamente, las

interacciones complejas entre los hongos predadores, que descomponen sustancias

orgánicas y el remanente de la población microbiana del suelo determinan el final de

cada uno de ellos en el suelo.

Las capacidades nutricionales de los predadores del nematodo siguen siendo un

aspecto enigmático de su biología que se requiere de próximas investigaciones para

comprender que es lo que inicia la actividad predadora y cuanto tiempo puede durar.

El factor que requieren los hongos depredadores para ser activados cuando la

materia orgánica es adicionada al suelo ha sido auxiliar para mantener a los hongos de

interés como agentes biológicos (Mankau, 1981; Gray, 1988). Sin embargo los estudios

sobre ecología nutricional tienen poco interés en este grupo de hongos como mayores

contribuidores de un control biológico (Cook y Baker, 1983).

Además la actividad trampa fue descrita como un mecanismo utilizado por el

hongo para contrarrestar el estrés nutricional, asociados con efectos de competencia de

otros organismos saprofitos usando la materia orgánica como su principal substrato

(Quinn, l987).

Las adaptaciones de las hifas que hacen las trampas de hongos predadores son

comunes, sin embargo, estudios recientes han demostrado que especies que producen

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trampas o clavijas de infección que penetran a los nematodos capturados, despiden una

sustancia o toxina que inmoviliza al nematodo casi inmediatamente. Algunos hongos

predadores tienen órganos que expulsan sustancias atractivas para los nematodos

(Jansson, 1982).

2.7.2. Los hongos endoparásitos

Estos hongos no forman hifas para atrapar los nematodos, en estos hongos las

esporas hacen contacto con la cutícula del nematodo o por la ingestión de ellas,

posteriormente germinan en el esófago y desarrollan su micelio en el interior del

nematodo, hasta que las estructuras reproductoras de los hongos rompen su pared

debido a la esporulación. Pueden parasitar larvas, hembras, quistes y huevos. Los

grupos a los que pertenecen son Chytridiomycetes, Oomycetes, Zygomycetes,

Deuteromycetes y Basidiomycetes. La habilidad saprofitica/parasitica de los hongos

nematófagos es importante en la relación de biocontrol de nematodos por hongos

(Kerry y De Leij 1992; Barron, 1992).

Esto sugiere que poseen similitudes que los habilitan para alimentarse sobre los

nematodos y sobrevivir en el ecosistema del suelo (Nordbring-Hertz et al., 1993).

Más que hongos endoparásitos son considerados como específicos para

desarrollarse sobre nematodos, aunque varían en la especialidad del hospedero atacan

quistes y huevos de nematodos (Barron, 1977; Bird, 1987). Los endoparásitos han sido

estudiados principalmente en laboratorio e invernadero y aunque se han hecho

aplicaciones de este tipo de hongos directamente en suelos para el control de

nematodos, los resultados han sido variados (Jaffee y Zehr, 1982; Jansson, 1982; Kerry,

1990a; Schuster y Sikora 1992b; Sikora, et al., 1990; Uziel y Sikora, 1992; Roessner,

1987; Morgan-Jones et al., 1986).

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Aunque el interés en los endopatógenos ha sido poco por la búsqueda de

antagonistas comercialmente viables; el potencial antagonista de los endoparásitos

puede ser manejado.

Las relaciones bioquímicas, parásitas y predadores con los nematodos han

evolucionado entre los diferentes grupos de hongos del suelo (Gray, 1988). La función

de estos hongos juega un papel en el control natural y también por el interés biológico y

bioquímico asociado con los procesos de captura, penetración y digestión (Dackman et

al., 1992; Barron, 1992).

Las esporas de los hongos se han adaptado y especializado en la captura o

penetración de los nematodos. Entre los hongos inferiores, las zoosporas móviles

parecen tener tropismo positivo hacia los nematodos. La mayoría de las especies con

zoosporas no móviles poseen propiedades adhesivas especiales para adherirse

instantáneamente a las cutículas de los nematodos transeúntes.

También parece ser buena evidencia que las hifas asimilativas o haustorios de los

hongos predadores encontrados dentro del nematodo liberan un antibiótico que impide

el desarrollo de microorganismos competidores en el nematodo capturado (Barron,

1977). El contenido de los cuerpos de los nematodos capturados es consumido

solamente hasta que una cutícula llena de hifas asimilativas lisas, permanece.

Existen aberturas naturales tales como la cavidad bucal, poro excretorio, vulva, y

ano, a través de las cuales microorganismos secundarios pueden introducirse. No

obstante, los organismos competidores rara vez se desarrollan en los nematodos

capturados en las trampas de hifas de la mayoría de las especies de hongos predadores.

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Los conidios de los hongos predadores de nematodos son de mayor tamaño que

la mayoría de saprofitos del suelo y tienen abundantes reservas de nutrientes que

pueden ser utilizados para producir inmediatamente una o más trampas de las cuales

los hongos dependerán para así alimentarse y desarrollarse en un medio predatorio.

Muchas especies tienen conidios que no toleran la desecación y por lo tanto no

son el escenario en el cual la mayoría de estos hongos sobrevive en condiciones

adversas en el suelo, también parecen ser fácilmente disueltas o destruidas por acción

de las lisinas, aparentemente los conidios proporcionan un método de propagación a

más corto plazo y podría ser la manera en que el hongo puede convenientemente,

cambiar de modo nutricional predatorio a saprofítico o viceversa.

Los hongos mas estudiados han sido los que se presentan en larvas; Barron

(1977) registró 19 especies de hongos predadores y 19 de hongos endoparásitos

(cuadro 2).

Cuadro 2. Hongos predatores y endoparásitos de larvas de nematodos (Barron, 1977).

Predatores Endoparásitos

Arthrobotrys anchonia Acrostalagmus goniodes A. arthrobotryoides A. obocatus A. conoides A. zeosporus A. dactyloides Cephalosporium balanoides A. fragans Gonimochaete horridula A. musiformis Haptoglossa heterospora A. oligospora Harposporium anguillulae Dactilaria candida H. baculiforme D. haptospora H. crassum D. megalospora H. diceraeum D. thaumasia H. helicoides D. brochopaga H. sicyodes Dactylella bembicodes Meria coniospora D. cionopaga Nematoctonus leiosporus D. gephyropaga N. leptosporus Nematoctonus campylosporus N. pachysporus N. concurrens N. tylosporus N. haptocladus Paecilomyces coccospora N. robustus Verticillium sphaerosporum

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2.7.3. Productores de toxinas

Son hongos que se desarrollan dentro de los tejidos de las plantas, como las

endomicorrizas, y manifiestan tener influencia en la relación de parasitismo para

nematodos endoparásitos sedentarios y migratorios.

2.7.4. Hongos facultativos antagonistas de nematodos

Los hongos que infectan a los huevos de nematodos parásitos de plantas han

sido clasificados como patógenos facultativos, u hongos facultativos oportunistas

(Morgan-Jones y Rodríguez-Kabana, 1985; Sikora et al., 1990).

Muchos hongos colonizadores de quistes y huevos de nematodos, también se han

estudiado a nivel de laboratorio e invernadero, y en menor medida en pruebas

experimentales de campo. (Jatala, 1986; Kerry, 1990a; Morgan-Jones y Rodríguez

Kabana, 1988; Nicolay y Sikora 1989; Roessner, 1987; Schuster y Sikora 1992a; Sikora

et al., 1990; Uziel y Sikora, 1992).

El manejo de saprofitos facultativos es más complicado en el ecosistema del

suelo porque son parásitos obligados, los saprofitos no dependen de los nematodos

como una fuente de nutrientes.

Obstáculos adicionales son el manejo, insuficiente conocimiento de la etiología,

biología de muchos patógenos y los bajos métodos convenientes para determinar como

manipular los efectos y sus niveles del potencial antagonista (Nicolay y Sikora, 1991;

Jatala, 1986; Kerry, 1987).

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2.7.5. Hongos parásitos de huevos, hembras y quistes

El descubrimiento de hongos parásitos en los huevos de nematodos parásitos de

plantas ha sido reciente. Barron (1977) consideró que solo Rhopalomyces elegans

(Corda) era un parásito de huevos declarado; sin embargo, este nunca ha sido

relacionado con los huevos de nematodos plaga.

Los huevos y quistes de nematodos de Heterodera spp. debido a su importancia

como principales parásitos de plantas, han sido frecuentemente examinados y

ocasionalmente buscados para ser infestados. La viabilidad de los huevos de Heterodera

declina cuando el tiempo pasa y estos permanecen en el suelo, se sospecha que los

hongos están implicados en esto.

La mayoría de los hongos atacan a los huevos y parecen producir hifas internas

bastante similares y solo pueden ser identificados después del aislamiento y la

subsecuente esporulación (Kerry y De Leij, 1992).

Las especies encontradas comúnmente asociadas con los quistes de Heterodera

corresponden al género Exophiala spp., Fusarium spp., Gliocladium spp., Paecilomyces

spp., Phoma spp. y Verticillium spp. (Dackman et al., 1992; Nigh et al., 1980).

Goswami y Rumperhorst (1978) reportaron unos hongos no identificados junto

con Fusarium oxysporum (Link) y F. solani (Mart) asociados con quistes de G.

rostochiensis en Alemania Occidental, los cuales no fueron aislados de un cultivo puro:

probablemente corresponden a Exophiala, posiblemente E. jeanselmei (Carmich.) E.

mansonii (Castell) E. pisciplila (Mc Ginntis), los hongos fueron reportados por infectar

varios patotipos de G. rostochiensis .

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Es importante hacer notar que Pseudoeurotium ovale y Humicola grisea (Traaen)

también han sido reportados por encontrarse sobre quistes de H. glycines (Ichioche)

(Gintis et al., 1983).

Dos hongos zoosporicos los cuales son Catenaria auxiliaris (Sorokin), y

Nemathophora gynophila (Kerry) Kerry y Crump no han sido encontrados en laboratorio

en poblaciones de G. pallida.

Las hembras adultas de nematodos parásitos de plantas son objeto de infección

por hongos facultativos y parásitos obligados. De los parásitos obligados más

importantes esta N. gynophila que parásita quistes de nematodos de Heterodera la

densidad de N. gynophila pudo establecerse por los restos de la cosecha, manteniendo

el incremento y la disponibilidad de hembras adultas en el suelo (Kerry, 1987). La

patogenicidad más registrada ha sido en H. avenae y la patogenicidad del hongo no se

extiende para G. rostochiensis (Jones, 1976; Kerry y Crump, 1980; Kerry, 1990b). En el

caso de el parasitismo obligado tiene límites, las prácticas y el manejo de sistemas de

cultivos favorecieron al nematodo.

Aún cuando en Europa se realizan continuamente rotaciones de cultivos, la

mezcla de Heterodera schachtii y H. avenae es común, ambos nematodos son

hospederos, y los parásitos deben aumentar si las rotaciones de los cultivos han sido

desarrollados con cierta tolerancia. En algunas rotaciones la irrigación puede ser usada

para incrementar la actividad de las zoosporas que infectan a la hembra. Los parásitos

facultativos de hembras pueden ser manejados efectivamente con una correcta

integración de nematicidas, cultivos tolerantes y rotaciones de cultivos cortos.

Estos componentes combinados pueden tener un control efectivo sobre la

primera generación de H. schachtii con Verticillium chlamydosporium (Goddard) y la

segunda generación con Cylidrocarpon destructans (Woll.) (Crump, 1989; 1991; Yu O y

Coosemans, 1998).

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Verticillium chamydosporium ha sido recientemente seleccionado por ser

competente en la rizosfera (De Leij y Kerry, 1991). Esta afinidad por las raíces pudo ser

utilizada para intensificar el control sobre las hembras. La selección del cultivo y la

manipulación, tratamientos físicos y biológicos del hospedero son factores que pueden

incrementar la colonización y control en la rizosfera.

La relación de los hongos con la patología del quiste fue reexaminado por Tribe

(1980), quien enlisto a V. chlamydosporium y otros “hongos contorsionistas” no

esporuladores. Como resultado de sus estudios Tribe (1989) encontró a C. destructans

en quistes de Heterodera schachtii en Inglaterra y Alemania.

Tribe, discutió también la relación de un número relativamente común de hongos

en el suelo, que se reportan frecuentemente por estar en asociación con los quistes de

Heterodera. Analizó 112 poblaciones de H. schachtii de varios países, un poco más de

un cuarto de esta población constaba de hembras y quistes tomados de las raíces.

En términos generales, el 14% de todos los quistes tomados del suelo estaban

enfermos, sin embargo, en monocultivos de remolacha azucarera poco más del 50%

estuvieron enfermos y observó una gran viabilidad entre las muestras con algunos que

no contenían ningún quiste enfermo.

Las hembras tomadas de las raíces tenían mas o menos porcentajes similares de

ataque de hongos, pero fueron infestados por parásitos específicos en Catenaria

auxiliaris y algunos de los parásitos de huevos ya mencionados estuvieron involucrados.

Tribe reconoció dos clases de hongos en quistes y huevos, la primera se presenta

en la raíz del hospedante entre las hembras y quistes jóvenes, la segunda en quistes en

el suelo durante un largo periodo de tiempo.

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Muchos hongos que habitan el suelo colonizan constantemente quistes de

Heterodera, sin embargo no se tiene una percepción en el control e influencia sobre la

población (Morgan-Jones y Rodríguez-Kabana, 1988).

Del pequeño y selecto grupo que son los patógenos de nematodos enquistados,

Verticillium spp. es uno de los más importantes; más especies en este género, se han

registrado ocurriendo en quistes y en huevos de Globodera, Heterodera y Meloidogyne

(Morgan-Jones y Rodriguez-Kabana, 1988).

Godoy et al. 1983, examinó in vitro 14 especies de Verticillium, sobre huevos de

Meloidogyne arenaria (Ichonohe) los parásitos de huevos más efectivos fueron V.

leamellicola y V. leptobactrum. Verticillium chlamydosporium es un importante parásito

de quistes (Kerry y Crump, 1991); y es una de las principales causas de la disminución

del número de quistes de nematodos de cereales (Schennk y Hinson, 1997). Coloniza

frecuentemente a las hembras y al nematodo enquistado y reduce su fertilidad, dando

paso a pequeños quistes conteniendo pocos huevos saludables (Kerry, 1990b; Schuster

et al., 1992b).

Algunas especies del género Paecilomyces, que penetra la cutícula de la cáscara

del huevo por medio de hifas, produciendo un crecimiento ó hinchazón; por medio de

un apresorio, se distribuye totalmente en el contenido del huevo; los mecanismos que

se consideren para la habilidad del hongo pueden ser, primero una alteración enzimática

que afecta la permeabilidad del huevo incluso causar desordenes fisiológicos antes de la

penetración de la hifa, y segundo, toxinas fungosas, las cuales podrían afectar los

huevos deteriorándolos y finalmente matar la larva. Paecilomyces nostocoides

morfológicamente similar a P. lilacinus ha demostrado ser capaz de colonizar huevos de

H. zeae in vitro (Godoy et al., 1983). Un antibiótico péptido puede ser responsable para

la exitosa habilidad saprofitica del hongo (Davide y Zorrilla, 1995). P. lilacinus se ha

encontrado provocando desordenes fisiológicos, que conducen a un crecimiento y

maduración vacilante de etapas juveniles. Por lo tanto, es capaz de mantener contacto

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con nematodos parásitos de plantas por el establecimiento del mismo en las especies de

nematodos de la raíz, pero ese comportamiento de colonización requiere confirmarse en

un ambiente más natural.

Hirsutella rhossiliensis (Minter y Brady) también ha sido reportado como un

parásito común en el segundo estado juvenil de Globodera rostochiensis en Holanda

(Velvis y Kamp, 1995). El valor de H. rhossiliensis radica en su capacidad de infestar

nematodos parásitos de plantas como Globodera, Heterodera, Meloidogyne,

Pratylenchus y Datylenchus , también parásita nematodos como H. schachtii (Jaffee et

al., 1991) y otros nematodos parásitos más o menos específicos (Núñez-Fernández,

1992; Timper y Brodie, 1993; Jaffee et al., 1994).

Hasta la mitad de la década de los setenta, no se tenían registros de hongos que

parasitaran a quistes de G. rostochiensis, y se llegó a plantear que no tenía antagonistas

fungosos en suelos agrícolas de regiones templadas como en Inglaterra, (Willcox y

Tribe, 1974; Kerry y Crump, 1991), lo anterior debido a la reducida apertura del cono

vulvar y la presencia de una capa de cutícula adicional que funcionan como barreras

para la penetración de los hongos parásitos y depredadores (Tribe, 1980).

2.7.6. Distribución de hongos parásitos de nematodos

Con los estudios realizados en muchas áreas del mundo se ha comprobado que

las especies conocidas de los hongos endoparásitos, depredadores de nematodos son

cosmopolitas. Lo que ahora se requiere con respecto a la distribución son

investigaciones sobre: las relaciones de varías especies con los factores bióticos y

abióticos en el suelo, efectos de cosecha, diferentes tipos de suelo y microhábitats. Se

han observado algunas diferencias en la distribución vertical en el suelo; sin embargo, la

mayoría de las especies parecen acontecer en las capas superiores de cualquier tipo de

suelo (Kerry y De Leij, 1992).

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Algunos hongos depredadores asemejan ser organismos que habitan la rizósfera,

mientras que otros pueden ser clasificados como no-rizósferos. Las relaciones con las

plantas rizósferas podrían ser aspectos importantes de las capacidades de control

biológico de dichos hongos. Las especies que suceden en la rizósfera pueden estar

mejor situados para influir en las poblaciones de nematodos parásitos de plantas.

Por experiencia, Arthrobotrys dactyloides, Dactylaria brochopaga,

Monacrosporium ellipsosporum, y M. gephyropagum, que se encuentran entre las

especies con capacidades saprofíticas restringidas, están todas estrechamente

relacionadas con raíces de plantas muy consistentes y, por lo tanto, se encuentran en

una posición favorable para atrapar los nematodos parásitos de plantas.

Un resumen de los hongos encontrados sobre diferentes especies de nematodos

parasitando hembras, huevos y quistes se presenta en el cuadro 3. En particular sobre

las especies de G. pallida y G. rostochiensis se encontraron 28 especies en Perú,

considerado como centro de origen (cuadro 3).

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Cuadro 3. Reportes de hongos parásitos de hembras, huevos y quistes de nematodos en diferentes regiones en el mundo.

NEMATODOS HONGOS PARASITOS INTERACCIÓN AUTOR

Heterodera ave nae

Heterodera schachtii Cylindrocarpon destructans

Verticillium ChlamydosporiumAcremonium strictumFusarium oxysporum

Caternaria auxiliarisPhialphora malorum

Heterodera glycines Acremonium strictumFusarium oxysporumFusarium solaniPhoma spExophiala pleociphilaStegonospora heteroderaePaecilomyces lilacunus

Verticillium chlamydosporium

Microdochium bolleyiCatenaria auxiliarisHongos no identificadosBispora spp.Periconia macroaphoneasCylindrocarpon destructansNematophthora gynophila

Heterodera mediterránea Cyliindrocarpon destructans

Heterodera avanaeH. cajani, H, graminisH. mothi, H. zeae

Globodera rostochiensisGlobodera rostochiensisy G. pallida

Catenaria auxiliarisC. vermicola

Quistes no enfermosAspergillus sydiwiiCladosporium cladosporoidesCylindrocarpon destructansC. didymunC. gracileDrechslera australiensisExophiala pisciphilaFusarium. oxysporumF. semitectumF. solani,F. moniliformeGliocladium catenulatumG. roseumHumicola griseaPaecilomyces lilacinusP. variottiiPenicillium chrysogenumP. restrictumP. rubrumPhoma americanaRamichloridium schulzeriScolecobasidium tscha wytschaeStachybotrys chartarumTrichocladium asperumTrichoderma harzianumT. longibrachiatumUlocladium atrum

Endoparásito

---Endoparásito- - -- - -

Willcox y Tribe (1980); Kerry(1990); Tribe (1980); Stirling yKerry (1983)de Hoog y Hermanides-Nijhof (1977)Stirling y Kerry (1983) Keny (1990)Rogers (1987)

- - -Parásito de huevosEndoparásito

Endoparásito y parásitode huevosEndoparásitoParásito de huevosParásito de huevos

y hembrasEndoparásito--------

Parásito de huevosParásito de huevosParásito de huevos

Kerty (1990)Kerry y Crump (1980)

Willcox y Tribe (1980)

Bursnall y Tribe (1974)Nigh et al.( 1980)

Tribe (1980)

Morgan-Jones y RodríguezKabana(1981;1984

---------Parásito de huevosParásito de huevosParásito de huevos

EndoparásitoEndoparásito

Gintìs (1983); Cabanillas et al. (1989)Vovlas y Frisullo (1983)

Sharma y Swarup (1988)

------------------Parásito de huevos

Willcox y Tribe (1980)Morgan-Jones et al. (1986)

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III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Ubicación y descripción del área de estudio

La presente investigación se llevó en los laboratorios de la Universidad

Veracruzana y en de Fitopatología y control biológico del Instituto de Ecología en

Xalapa, Veracruz. Con muestras de suelo tomadas de cultivos de papa en seis

localidades: Los Pescados, Tembladeras, El Conejo, Rancho Nuevo, Escobillo y Los Altos

de la Región del Cofre de Perote, ubicada en la parte central montañosa del Estado de

Veracruz, el cual tiene una altitud de hasta 4,282 msnm. La región esta ubicada entre

los 19º19’30’’-19º48’58’’ de latitud Norte y 01º40’00’’-02º24’58’’ de longitud Este.

Comprende los municipios de Ayahualulco, Perote y Xico, en la vertiente oriental de la

Sierra Madre Oriental (Medina y Angulo, 1990). (Fig. 7).

3.1.1. Clima

El clima en el área de estudio se clasifica como C(W2”)B que varía desde

templado subhúmedo a semifrío; que tiene una temperatura media anual entre 5 y

12ºC, con un verano fresco y subhúmedo, con lluvias en verano; la precipitación media

anual es de 600 mm (Medina y Angulo, 1990).

3.1.2. Geología

El Cofre de Perote es un volcán cuyo origen data posiblemente del Mioceno o

Plioceno, formado en un solo periodo de erupciones y dependiendo de un foco volcánico

importante. Hay rocas cretácicas y sobre las mismas se encuentra un grueso manto de

material cinerítico de rocas riolíticas. El material madre de la zona de estudio es de la

Era Cenozoica, Periodo cuaternario y la roca es ígnea extrusiva básica (INEGI, 1990a).

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Fig. 7 Ubicación geográfica de la zona de estudio.

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3.1.3. Suelos

Predominan los andosoles húmicos, mólicos y feozem haplico y también se

encuentran zonas cuya unidad principal es regosol calcáreo y luvisol crómico. (INEGI,

1990b).

3.1.4. Hidrografía

Debido a las condiciones climáticas, topográficas y latitudinales en las que se

encuentra la montaña, en ella se originan varias corrientes de agua, principalmente en

la parte sur y oriental (ladera húmeda) que en ocasiones se convierten en grandes ríos

y afluentes. Entre los principales ríos se encuentran el río Actopan, el cual se origina a

una altitud de 3,000 msnm, cuya parte inicial de su recorrido se le conoce como río

Sedeño.

3.1.5. Topografía

En la región del Cofre de Perote se presentan acentuados cambios de altitud que

van desde 1200 a 4240 msnm. Como consecuencia de los derrames del volcán sobre

una porción de la Sierra Madre Oriental se ha conformado un paisaje abrupto con

pendientes que varían de 5-30°.

3.1.6. Vegetación

La vegetación original del área son: pinares (Pinus hartwegii, P. patula, P.

ayacahuite), bosque de Oyamel (Abies religiosa y A. hickelii), bosques de encinos

(Quercus crassifolia y Q. laurina), bosques caducifolios y sus respectivos ecotonos

generalmente se desarrollan sobre suelos de tipo andosol (Narave, 1985).

El bosque de oyamel A. religiosa se encuentra como un cinturón que rodea al

Cofre de Perote de la cota de los 3000-3500 msnm, pero debido a que se desarrolla

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sobre suelos apropiados para el cultivo de la papa, Solanum tuberosum, se han talado

grandes áreas para el cultivo. En la actualidad solo se encuentran manchones

representativos del bosque alrededor de la montaña, mejor conservados hacia el

noroeste, al sur de la congregación del Escobillo y en los alrededores de El Conejo.

Conejos. Esta comunidad se localiza a una altura de 3140 msnm. El clima es

subhúmedo semifrío; cuya temperatura media anual varía entre 5 y 12º C y la más fría

se presenta entre -3 y 18º C; en un verano fresco con lluvias. La vegetación original

dominante es Abies spp. (oyamel); el uso del suelo de los predios es agrícola y de

pastoreo; el tamaño de la superficie destinada a uso agropecuario no es mayor de dos

hectáreas; la actividad pecuaria esta principalmente destinada a la explotación ovina.

Las labores culturales son realizadas con yunta (barbecho y surcado) y con azadón

(limpias y atierres); la rotación de cultivos generalmente es papa, avena y en pequeña

escala haba y ajo. Los factores limitantes en el cultivo de papa son las heladas y el tizón

tardío causado por el hongo Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. El consumo de

plaguicidas es considerado como moderado.

Tembladeras. Se localiza a 3110 msnm; en comparación con los otros sitios de estudio

son los suelos más húmedos; el clima predominante es frío húmedo; con una topografía

irregular con inclinación que varía de 15 a 25º de pendiente. En el sitio de estudio el

cultivo se encuentra intercalado con árboles de Abies spp. (oyamel). La variedad de

papa más sembrada es San José, en esta localidad solo cultivan papa (monocultivo) y

después de la cosecha se utiliza para pastoreo de ovejas; las labores culturales se

realizan con arado de yunta y con azadón. Las enfermedades de la papa más

importantes son el tizón tardío causado por el hongo Phytophthora infestans y la

pudrición del tubérculo causado por el mixomiceto Spongosptera subterránea (Wall.

Lag.). El consumo de agroquímicos es considerado alto.

Rancho Nuevo. Se localiza a 3040 msnm; son frecuentes los vientos de suaves a

moderados; los suelos presentan alta erosión con pendientes aproximadas de 20° con

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textura arenosa y alta pedregocidad. La vegetación arbórea que se localiza en los límites

de los predios son pinos y encinos; aunque son considerados suelos pobres, ácidos y

con poca fertilidad, se cultiva papa y se rota el cultivo con maíz o haba. El consumo de

plaguicidas se considera moderado.

Escobillo. Esta comunidad se encuentra a 3040 msnm; con presencia de vientos de

leves a moderados; con buena iluminación solar; la característica de los suelos es su

textura arenosa con alta pedregocidad y presentan fuerte erosión. La vegetación

colindante es bosque de pino-encino; la rotación de cultivos posterior a papa es maíz o

haba.

Pescados. Esta localidad se ubica a los 2980 msnm; y los terrenos destinados a la

agricultura en general tienen una topografía plana, son suelos con buen drenaje. El tipo

de clima corresponde a un templado húmedo con lluvias casi todo el año; la vegetación

dominante son especies de pinos. Los productores cultivan variedades de papas blancas

y de color, como son: Alfa, Atlantic, Atzimba, Diamante, Gema, Gigant, Marciana y San

José; la secuencia en la rotación de cultivos es papa, haba o maíz. En lo general los

productores aplican elevadas dosis de agroquímicos.

Los Altos. En esta comunidad el cultivo de papa se siembra desde hace mas de 50

años, se ubica a 2800 msnm. Aunque son considerados suelos pobres con poca

fertilidad en ellos se puede cultivar papa, maíz y haba. La textura del suelo es franco

arenosa con buen drenaje, son suelos con severa erosión eólica. La vegetación en este

sitio esta severamente afectada, debido al cambio de uso de suelo de bosque a uso

agrícola; las variedades de papa más utilizadas son Alfa, Gema y San José y el factor

limitante es la falta de humedad. La utilización de fertilizantes y plaguicidas es elevada.

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Para llevar acabo este trabajo de investigación se programo el siguiente diagrama

de flujo de materiales y métodos (Fig. 8).

En cada una de las localidades y de suelos cultivado con papa, se tomaron cinco

submuestras (1 kg cada/una), distribuidas en forma de “cinco de oros”, durante el mes

de octubre del año 2000. Las submuestras se tomaron de los primeros 20 cm de

profundidad, con pala recta, eliminando la materia orgánica superficial. Cada muestra se

etiquetó con los datos de la localidad, municipio, predio, nombre del productor, variedad

de papa y fecha de colecta. En el laboratorio, las submuestras de cada localidad, se

extendieron en charolas de poliuretano para su secado en la sombra. Posteriormente las

submuestras se homogeneizaron y se obtuvo una sola muestra de cada localidad. Una

parte del suelo se utilizó para la evaluación de la materia orgánica y el pH, la otra parte

de la muestra sirvió para la extracción de los quistes del nematodo dorado de la papa.

3.1.8. Extracción de quistes

La extracción de quistes se realizó por el método de Flotador de Fenwick (1940),

el cual consiste, en vertir la muestra de suelo por un tamiz de 20 mallas/cm2, para

eliminar terrones y piedras al embudo, el cual debe de tener agua a dos tercios de su

capacidad; con ayuda de agua corriente se provoca la salida de material que por su bajo

peso flota, el cual es recuperado en un tamiz de 60 mallas/cm2 para materia orgánica y

125 mallas/cm2 para los quistes de G. rostochiensis. El material obtenido en el tamiz de

125 mallas/cm2 se vierte a un vaso de precipitado el cual en su interior contiene una

tira de papel filtro humedecido procurando no desprender la tira de papel. Finalmente

se agrega un poco de detergente en polvo, para romper la tensión superficial y de esta

manera los quistes se adhieran al papel filtro; una vez que el material se adhirió al

papel, este se saca y se coloca en una tapa de caja Petri para observarla al microscopio

estereoscopio (Fenwick, 1940).

3.1.7. Toma de muestras

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Con el propósito de determinar la importancia del nematodo, G. rostochiensis, en

la zona productora de papa de la región Cofre de Perote, Veracruz, México; de los

quistes obtenidos y con ayuda de un microscopio estereoscopio, se cuantificaron y se

expresaron, como número de quistes/kg de suelo; en cada localidad de estudio.

De acuerdo a las condiciones morfológicas que presentaban los quistes obtenidos

fueron separados en tres categorías con base en su apariencia física: quistes jóvenes

(QJ): aquellos quistes con lozanía, al microscopio estereoscopio presentan brillo y se ve

la masa de huevos; quistes maduros (QM): quistes sin lozanía, no tienen brillo y la masa

de huevos presentaban diferentes manchas de color café oscuro-negro; quistes dañados

(QD): aquellos cuyo corión estaba afectado por causas no determinadas Roessner,

(1987).

Con el propósito de determinar si la densidad de población de G. rostochiensis, es

significativa entre las localidades estudiadas, a los datos de quistes, se les realizó un

análisis no paramétrico, al aplicarles la Prueba “G” de Bondad de Ajuste con Repetición

(Robert et al., 1995).

3.2. Aislamiento de hongos asociados a quistes

Para cumplir con el primer objetivo (aislar e identificar hongos nativos parásitos

de quistes de G. rostochiensis en la región del Cofre de Perote, Veracruz) se procedió de

la siguiente manera: una vez seleccionados los quistes aparentemente jóvenes y sanos

de cada localidad, se tomó un grupo de 100 quistes, se desinfectaron primero con

hipoclorito de sodio al 3% y después con alcohol al 70%, ambos durante un minuto,

posteriormente se lavaron tres veces con agua destilada estéril y se colocaron en papel

estéril para secarlos. La metodología de lavado aquí usada difiere con la de Morgan-

Jones et al. (1986), ya que ellos desinfectaron la superficie de los quistes únicamente

con alcohol al 70%. Cada quiste fue colocado en cajas Petri (56x15 mm) con placas de

3.1.9. Densidad de la población de quistes

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agar con dextrosa y papa (PDA) a la que se le agregó un antibiótico (tetraciclina al 5%)

para evitar el crecimiento de bacterias

Las cajas fueron selladas con cinta parafilm, se etiquetaron por localidad de

estudio y numeradas del uno al 100 (n=100), de manera que se obtuvo una muestra

total de 600 quistes de G. rostochiensis y se mantuvieron a temperatura ambiente 21+

2°C.

Los quistes fueron examinados diariamente para detectar la presencia de micelio.

Aquellos quistes que presentaron desarrollo de micelio, se utilizaron para generar los

cultivos puros en placas de PDA, para llevar cabo la determinación de los hongos y

reproducirlos para su conservación.

3.2.1. Identificación de hongos

Para la identificación taxonómica de los hongos se tomaron en cuenta las

características morfológicas de las cepas: forma, posición, color y tamaño de sus

estructuras (conidióforos, células conidiógenas y conidios) y se utilizaron claves

especializadas (Ellis, 1971; Gams, 1971; Samson, 1974). Para la determinación de los

colores de los micelios de las cepas aisladas se utilizó la carta de colores de Methuen

(Kornerup y Wanscher, 1989).

3.2.2. Conservación de los aislamientos

Las cepas obtenidas en cultivo puro se inocularon en granos de sorgo

esterilizado, el cual fue colocado previamente en crioviales con capacidad de 2 ml. Una

vez desarrollados los micelios sobre los granos de sorgo, se prepararon para su

liofilización e incorporarlos al cepario del Instituto de Ecología.

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3.3. Bioensayo del proceso de infección de hongos sobre quistes de Globodera rostochiensis

Con el propósito de verificar el proceso de infección de algunos de los hongos

aislados de quistes en este trabajo y con base en la literatura de géneros de hongos que

tienen antecedentes nematófagos, se seleccionaron tres especies: Acremonium

incrustatum Gams, Paecilomyces carneus Duché y Phialophora malorum Mc Colloch.

3.3.1. Preparación del inóculo

Las cepas antes mencionadas se reprodujeron sobre placas de PDA, después de

cuatro semanas de inoculadas, se preparó una suspensión de esporas (10ml) de cada

una de las especies con agua destilada estéril al 0.01% de Tween 80. El conteo de

esporas se hizo utilizando el hemacitometro de Neubauer. La suspensión de esporas

utilizada fue de 1 X 106 de A. incrustatum, P. carneus y P. malorum como lo indican

Crump y Irving (1992).

3.3.2. Obtención de quistes sanos

Muestras de suelo de cada sitio de estudio fueron llevadas al laboratorio y se

esterilizaron en autoclave durante más de 1 hr, una vez aireada se colocaron en 40

macetas de plástico con capacidad de un kg en las cuales se sembraron tubérculos de

papas variedad San José, previamente lavadas y desinfectadas con hipoclorito de sodio

al 3%. Al momento de la siembra las plantas de papas se inocularon en las macetas 20

quistes jóvenes. Todas las macetas se mantuvieron en un invernadero fijo, construido

con tubo de acero de media pulgada y una cubierta de plástico calibre 16, en la región

de estudio, con el fin de proteger las plantas de posibles heladas y excesos de

humedad, durante 6 meses que comprendió el ciclo vegetativo de la planta.

Los quistes fueron extraídos de las macetas, cuando la planta terminó su ciclo

vegetativo. Los quistes se extrajeron con la técnica de Flotador de Fenwick antes

descrita y se cuantificaron, posteriormente se depositaron en viales.

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3.3.3. Inoculación de los quistes de Globodera rostochiensis

Los quistes sanos obtenidos de las macetas se lavaron con hipoclorito de sodio al

3% durante 1 minuto y se enjuagaron 5 veces con agua destilada estéril. Una vez

desinfectados los quistes, se prepararon para cada especie de hongo seis cajas Petri con

papel filtro esterilizado, en cada caja se colocaron seis grupos (cinco quistes/grupo)

conjuntándose un total de 30 quistes por caja.

Los quistes fueron inoculados asperjando 1ml de la suspensión de esporas con un

atomizador manual de gota fina. Para cada hongo inoculado se colocó un testigo que

fue asperjado con agua destilada estéril.

Las cajas Petri se mantuvieron a temperatura ambiente (20±3°C). El proceso de

infección se detuvo con lactofenol a las 12, 24, 48, 72, 96 y 120 horas después de la

inoculación (Crump y Irving, 1992), se observaron al microscopio compuesto y al

microscopio electrónico de barrido con la técnica de oro paladio.

3.3.4. Pruebas de patogenicidad

Con el propósito de determinar el efecto parasitico de los hongos sobre los

quistes de G. rostochiensis se procedió de la siguiente manera: por cada hongo

seleccionado se utilizaron cinco cajas Petri conteniendo 20 quistes sanos cada caja. A

los quistes se les aplicó la concentración de esporas antes mencionada. Para observar el

porcentaje de esporulación se preparó por cada hongo de prueba igual número de cajas

con quistes que servirían como testigos.

Para este experimento los quistes inoculados y los quistes testigos se

mantuvieron en observación durante 30 días, registrando que los quistes presentaran

desarrollo de micelio y esporulación. La evaluación se realizó diariamente para obtener

el porcentaje y presencia de la esporulación durante un mes. El diseño experimental

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utilizado fue completamente al azar con cuatro tratamientos y cinco repeticiones,

haciendo un total de 15 unidades experimentales; los datos obtenidos, porcentajes, se

les hizo la transformación al Arco-sen de la √x, y se lea hizo el análisis de varianza,

ANOVA, y pruebas de medias de Tukey con 0.05 de probabilidad.

Fig. 8. Diagrama de flujo de Materiales y Métodos

IV.- RESULTADOS 4.1. Densidad de la población de Globodera rostochiensis en las localidades de estudio

Toma de Muestras

Extracción de los quistes Análisis de

Suelos

pH Materia Orgánica

Número de quistes de G. rostochiensis

/kg de suelo

Extracción de hongos

Aislamiento de hongos

Cultivos puros

Determinación de hongos

Selección de hongos

Bioensayo Proceso de infección

Clasificación de los quistes

Inoculación de macetas

Obtención de quistes sanos

Pruebas de Patogenicidad

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La densidad de población de quistes G. rostochiensis fue muy alta en todo los sitios

estudiados. La cantidad obtenida de quistes totales de quistes/kg de suelo en cada

localidad fueron los siguientes: Conejos 1220, Tembladeras 2216, Escobillo 360,

Rancho Nuevo 1856, Pescados 1656, Los Altos 1140. Estas cantidades son superiores al

límite de tolerancia considerado por EPPO (1997) que indica que hasta con una

densidad de 40 quistes/kg de suelo no hay pérdidas o afectación en el desarrollo del

cultivo (Fig. 9). La Prueba “G” de Bondad de Ajuste con Repetición mostró, que la

densidad de población en cada localidad es significativamente diferente (Cuadro 4).

0

500

1000

1500

2000

2500

CONEJOS

TEMBLADERAS

ESCOBILLO

R.NUEVO

LOS P

ESCADOS

LOS A

LTOS

No.

de

quis

tes/

kg. d

e su

elo

Fig. 9. Total de quistes obtenidos por kilogramo de suelo por cada localidad de estudio

en el Cofre de Perote.

Cuadro 4. Análisis de los datos de densidad de población de quistes en las localidades de estudio, con la Prueba ”G” de Bondad de Ajuste con Repetición.

PRUEBA g. l. G. Datos agrupados 2 775.556* Heterogeneidad 10 185.8069* TOTAL 12 961.3629

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* Significativo x2

0.05 (3-1)= X20.05 (2)= 5.9915

De acuerdo a las condiciones físicas que presentaron los quistes, el número de

quistes dañados (QD) fue mayor en todas la localidades (Figura 10), y el porcentaje

varió de 40.6% a 50.3% (Cuadro 5).

El número de quistes jóvenes (QJ) fue mayor en las localidades de Escobillo y Los

Altos, que la de los quistes maduros (QM), con valores de 99 y 300, respecto a 87 y 266

respectivamente, (Figura 10); mientras que el número de quistes maduros (QM), en las

localidades de Tembladeras, Pescados, Rancho nuevo y Conejos fue mayor que la de los

jóvenes, con valores de 696, 557, 468 y 331, respecto a 620, 228, 451 y 317,

respectivamente (Figura 10).

0

200

400

600

800

1000

CONEJOS

TEMBLADERAS

ESCOBILLO

R. NUEVO

PESCADOS

LOS A

LTOS

No.

de

quis

tes/

kg. d

e su

elo

QJ Quistes Jóvenes QM Quistes Maduros QD Quistes Dañados

54

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Fig. 10. Clasificación de los quistes obtenidos de acuerdo a condiciones físicas por localidad.

Cuadro 5. Porcentaje de quistes en suelo en las localidades estudiadas, separadas en

categorías de acuerdo a su condición física. Comunidad Quistes Quistes Quistes Jóvenes Maduros Dañados % % %

Conejos 25.98 27.13 46.88 Tembladeras 27.97 31.40 40.61 Escobillo 27.50 24.16 48.33 R. Nuevo 24.29 25.21 50.48 Pescados 13.76 33.63 52.59 Los Altos 26.31 23.33 50.35

El análisis de los datos mostró que existen diferencias significativas entre todas

las localidades y, que son independientes (Cuadro 6).

Cuadro 6. Análisis de los datos de densidad de población de quistes en las localidades

de estudio, con la Prueba ”G” de Bondad de Ajuste con Repetición. Localidades g.l. G Conejos 2 96.055* Tembladeras 2 55.6516* Escobillo 2 35.2618* R. Nuevo 2 231.622*

Pescados 2 401.472* Los Altos 2 141.914*

TOTAL 12 961.9764 * Significativo x2

0.05 (3-1)= X20.05 (2)= 5.9915

4.2. Análisis de suelo

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De las muestras de suelo de las localidades de estudio se determinaron los

siguientes niveles de pH y contenido de materia orgánica (M O). El nivel de pH en los

suelos de estudio varió de 4.54 a 6.0 en las localidades de Los Pescados y Los Altos

respectivamente. (Cuadro 7). El contenido de materia orgánica de los suelos varió de

1.47% en la localidad de Los Altos y 13.80% en Tembladeras (Cuadro 7).

Cuadro 7. Niveles de pH y contenido de materia orgánica de las muestras de cada localidad.

LOCALIDAD pH MO

Conejos 5.61 5.89 Tembladeras 4.90 13.80 Escobillo 5.60 3.88 Rancho Nuevo 5.00 5.29 Los Pescados 4.54 4.82 Los Altos 6.00 1.47 4.3. Correlación entre materia orgánica y densidad de quistes

Para verificar si existe correlación entre la materia orgánica, ph y la cantidad total

de quistes, quistes jóvenes, quistes maduros, quistes dañados (Quistes jóvenes, Quistes

maduros, Quistes Dañados), de las seis localidades estudiadas se realizó mediante la

prueba de correlación de Pearson del paquete estadístico SAS (1997).

La Hipótesis planteada fue la siguiente:

H0 : No existe relación entre la cantidad de materia orgánica, el pH, la cantidad total de quistes, quistes jóvenes, quistes maduros, quistes dañados en las seis localidades estudiadas.

H1 : Existe relación entre la cantidad de materia orgánica, el pH, la cantidad total de quistes, quistes jóvenes, quistes maduros, quistes dañados en las seis localidades estudiadas.

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Los resultados obtenidos en la correlaciones nos indican que no hay correlación

entre la cantidad de materia orgánica, el pH, la cantidad total de quistes, quistes

jóvenes, quistes maduros, quistes dañados en las seis localidades estudiadas (Cuadro

8).

Cuadro 8. Resultado de la correlación entre la cantidad de materia orgánica, el pH, la cantidad total de quistes, quistes jóvenes, quistes maduros, quistes dañados

en las seis localidades estudiadas. Variable Variable Coeficiente probabilidad dependiente independiente de correlación Total quistes Materia orgánica 0.067104 0.1445 ns pH - 0.67642 0.1401 ns Quistes Jóvenes Materia orgánica 0.77391 0.0709 ns pH - 0.33985 0.5098 ns Quistes Maduros Materia orgánica 0.73506 0.0960 ns pH - 0.75246 0.0658 ns Quistes Dañado s Materia orgánica 0.46710 0.3503 ns pH - 0.711152 0.1128 ns ns= no significativo con una confiabilidad del 95% 4.4. Hongos aislados de los quistes de Globodera rostochiensis en la región Cofre de Perote

La presencia de hongos en los quistes se manifestó en el 3.5% del total de la

muestra (n=600 quistes). Se obtuvieron 21 cepas asociadas con los quistes.

Una sola especie de hongos se encontró en cada una de los quistes con micelio.

Los 21 hongos obtenidos de los quistes corresponden a 16 especies (Cuadro 9).

Cuadro 9. Hongos nativos encontrados asociados a quistes jóvenes de G. rostochiensis

en la región Cofre de Perote. Localidad de Estudio Especie Aislada

CONEJOS Chaetomidium sp. Cladosporium sp. (1)

TEMBLADERAS Phialophora sp. (1)

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ESCOBILLO Cladosporium sp. (2) Fusarium sp.

RANCHO NUEVO Phialophora sp. (2)

Phialophora malorum Kidd. *

LOS PESCADOS Aspergillus sp. Paecilomyces carneus Duché*

Trichocladium asperum Harz Paecilomyces carneus Duché*

Drechslera sp. Pteroconium sp.

Paecilomyces carneus Duché* Acremonium incrustatum Gams*

Paecilomyces carneus Duché* Micelia sterilia

LOS ALTOS Paecilomyces carneus Duché * Cladosporium sp. (3) Trichocladium asperum Harz Ulocladium atrum Preuss * (géneros reportados como nematófagos) Las cepas numeradas (1) (2) (3) corresponden al mismo género pero diferente especie.

Es probable que las tres cepas de Cladosporium sp. correspondan a diferentes

especies, ya que hay diferencia en el color del micelio de cada una; estas cepas se han

marcado con diferentes números.

En el caso de las cepas de Phialophora sp. la cepa de localidad de Tembladeras

tiene micelio verde oliva, y la de Rancho Nuevo es color crema, ambos totalmente

diferente a Phialophora malorum que es de color café-negro, por esta razón se han

marcado con números diferentes.

La especie con mayor frecuencia fue Paecilomyces carneus Duché (cinco cepas),

seguida de Cladosporium sp. (tres cepas), Phialophora sp. (dos cepas) y Trichlocladium

asperum Harz (dos cepas), de los demás hongos se obtuvo una cepa Acremonium

incrustatum Gams, Aspergillus sp., Chetomidium sp., Drechslera sp., Fusarium sp.,

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Phialophora malorum Kidd, Pteroconium sp., y Ulocladum atrum. En el cuadro 10, se

presenta la a clasificación taxonómica de los géneros de las especies obtenidas.

Cuadro 10. Clasificación taxonómica de los hongos aislados de quistes de G

rostochiensis en la región del Cofre de Perote.

SUBDIVISIÓN DEUTEROMYCOTINA Clase Subclase Orden Familia Género Hyphomycetes Monilialies Moniliaceae Acremonium Aspergillus Paecilomyces Dematiaceae Pteroconium Cladosporium Drechslera Phialophora Trichocladium Ulocladium

Turberculariaceae Fusarium

SUBDIVISIÓN ASCOMYCOTINA Clase Subclase Orden Familia Género Euascomycetes Pyrenomycetidae Chaetomiales Chaetomiaceae Chaetomidium 4.5. Proceso de infección de tres hongos aislados de quistes de Globodera rostochiensis

Los tres hongos seleccionados para estudiar el proceso de infección parasitaron

los quistes. Para hacer notar la diferencia entre los procesos de infección de las especies

trabajadas se midieron las estructuras que los hongos iban formando tales como la

longitud, anchura de los tubos germinativos y células conidiógenas.

Acremonium incrustatum. Se observaron a las 12hrs de la inoculación algunas

esporas sobre el corión que desarrollaron tubos germinativos de 2 x1 µm, pero la

mayoría sin evidencia de tubos germinativos. Sin embargo, al observar la pared interna

del quiste a las 24 hrs con el microscopio electrónico de barrido (MEB) tubos

germinativos habían traspasado el corión (Figs. 11-12). Estos micelios se desarrollaron

en los huevos de los quistes entre las 48 y 72 hrs (Figs. 13-14). En la pared externa se

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observaron a las 96 hrs, las hifas emergiendo desde el interior del mismo. Finalmente a

las 120 hrs había hifas y conidióforos esporulando en el exterior del quiste (Figs. 15-16).

Proceso de Infección de Acremonium incrustatum sobre quistes de G. rostochiensis

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Figs. 11-16: Acremonium incrustatum. 11: Esporas sobre el corión 12 hrs después de la inoculación 2,000x; 12: Tubos germinativos vistos en la parte interna del corión 24 hrs después de la inoculación 1,500x; 13: Tubos germinativos a las 48 hrs 1,500x; 14: Huevos con micelio a las 72 hrs 1,000x; 15: Micelio

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saliendo del corión 96 hrs 1,000x; 16: Conidióforo emergiendo del corión 120 hrs 2,000x.

Paecilomyces carneus. Las esporas germinaron a las 12 hrs sobre los quistes, en

general desarrollaron tubos germinativos cortos 2 X 1 µm (Fig. 17), así mismo en

algunas esporas se observaron apresorios después de desarrollar un pequeño tubo

germinativo. El tamaño de los tubos germinativos fue menor sobre los quistes que los

observados provenientes de la suspensión de esporas sobrante (5 X2 µm). A las 24 hrs

se continuó observando los apresorios, la mayoría de las esporas formaron hifas

ramificadas de 46 X 3 µm; en esta etapa hubo mayor desarrollo micelial en la zonas de

la boca y cono vulvar, que son aberturas naturales del quiste (Figs. 18-19). A las 48 hrs

hubo mayor desarrollo micelial en la parte externa e interna del quiste. El micelio

desarrollado en la parte media del quiste empezó a formar una célula conidiogena

(fialide) de 10 X 3 µm a las 72 hrs (Fig. 20) y posteriormente se diferenciaron las

estructuras reproductoras, se encontraron conidióforos con 3 fiálides de 20 X 3 µm ya

estaban esporulando. En un corte transversal del quiste se pudo observar el desarrollo

micelial en la masa de huevos así como en larvas que estaban apunto de eclosionar

(Fig. 22). A las 96 hrs se manifestaron los siguientes cambios, la capa vitelina se separó,

también se observó la vacuolización en la superficie de los huevos y el mucílago

desapareció. Se observaron también cambios análogos en la cutícula de algunos huevos

con larvas en estado J2. Las hifas endógenas en los huevos reemergieron pasando por

ambos lados, en cuya superficie se encontraron esporas provenientes de conidióforos

maduros. Los quistes se cubrieron de conidióforos maduros a las 120 hrs (Figs. 17-22).

Con esta prueba queda comprobada la capacidad nematofaga de P. carneus.

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Figs.17-22: Paecilomyces carneus. 17: Grupo de esporas germinando 12 hrs después de la inoculación 3,500x; 18: Esporas con tubos germinativos inmersos y

superficiales 24 hrs después de la inoculación 1,500x; 19: Micelio desarrollado sobre el corión a las 72 hrs 500x; 20: Formación de fiálides y conidióforos esporulando a las 96 hrs 1,500x; 21: Cadenas de esporas sobre el corión 750X; 22:Huevos rodeados de micelio 100x.

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Proceso de infección de Paecilomyces carneus sobre quistes de G. rostochiensis

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Phialophora malorum. Se encontraron pocas esporas que germinaron a las 12 hrs

(Fig. 23); la mayoría de las esporas germinaron a las 48 hrs y se empezó a desarrollar

micelio. Los quistes cambiaron de color de sus tonalidades de café claro y brillantes a

café opaco ennegrecido a 72 hrs. Algunas esporas todavía estaban en proceso de

germinación a las 96 hrs y las que habían germinado desarrollaban su micelio sobre el

corión. El micelio invadió la masa de huevos a las 120 hrs. Después de este tiempo el

micelio siguió desarrollándose en el interior y fuera del quiste, sin ser conspicuo. El

crecimiento del micelio fue bastante lento; a los 18 días de haber sido inoculados se

observó en la parte bucal y el cono vulvar, mayor desarrollo de micelio (Fig. 28). Se

mantuvo en observación hasta los 28 días cuando los quistes estaban completamente

negros por el color del micelio (Figs. 23-28).

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Proceso de infección de Phialophora malorum sobre quistes de G. rostochiensis

Figs. 23-28 Phialophora malorum. 23: Germinación de una espora 12 hrs después de

la inoculación 3,500x; 24: Tubos germinativos 72 hrs 1,500x; 25: Micelio desarrollándose sobre el corión a las 96 hrs 750x; 26: Micelio sobre huevos 120 hrs después de la germinación 750x; 27: Parte interna del corión con micelio a los 18 días 750x; 28: Quiste cubierto de micelio a los 28 días.

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4.6. Patogenicidad y esporulación de tres hongos sobre quistes de Globodera rostochiensis

El ensayo de patogenicidad demostró que los tres hongos probados A.

incrustatum, P. carneus y P. malorum lograron infectar a los quistes de G. rostochiensis.

Los tres grupos de quistes utilizados como testigos se mantuvieron libres de los hongos

probados (Fig. 29). Ningún hongo fue encontrado como contaminante sobre los quistes.

0102030405060708090

100

% Q

uist

es c

on e

spor

ulac

ión

Acremonium incrustatum Phialophora malorumPaecilomyces carneus Testigo

4 7 11 14 18 22 30 Días

Fig. 29. Porcentaje de quistes infectados por hongos nematofagos.

Para este trabajo el diseño experimental utilizado fue completamente al azar;

quedando de la siguiente manera el concentrado de datos (cuadro 11).

Cuadro 11. Análisis de varianza de la esporulación de hongos nativos presentada sobre quistes de Globodera rostochiensis.

F.V. G. L. S.C. C.M. F Cal. Pr > F Tratamientos 2 392.933 196.466 20.25 0.0001 Error Exp. 12 116.400 9.700 Total 14 509.333 R2 = 0.7713 66 CV= 23.3586 MSE= 3.114482

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La prueba de Tukey nos indicó que el desarrollo de Acremonium incrustatum y

Paecilomyces carneus es similar pero difieren del desarrollo de Phialophora malorum

(cuadro 12).

Cuadro 12. Porcentajes de quistes de G. rostochiensis con la esporulación de hongos nativos inoculados.

TRATAMIENTOS X Acremonium incrustatum 19.0 a Paecilomyces carneus 14.4 a Phialophora malorum 6.6 b Medias seguida de la misma literal son estadísticamente iguales. Tukey (P>0.05).

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A. incrustatum. El 100% de los quistes fueron infectados. A los 7 días después de la

inoculación, el hongo esporuló sobre el 35% de los quistes; a los 11 días el 61 % de los

quistes estaban cubiertos por condióforos, aumentando a los 14 días a 64% y a los 18

días a 65%. La esporulación aumentó en el 82% a los 22 días, finalmente el 95% de los

quistes estaban cubiertos a los 30 días (Figs. 33-35).

Figs. 30-35: Acremonium incrustatum. 30:Conidióforo y micelio sobre el corión 2,000x; 31: Huevo enrollado de micelio 500x; 32: Micelio interior del quiste 500x; 33: Quiste cubierto de micelio 100x; Testigos 34: Quiste sano 750x; 35: Huevos en el interior del quiste 500x.

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P. carneus. El 100% de los quistes inoculados, estuvo infectado por el hongo. La

esporulación se observó en el 20% de los quistes a los siete días, posteriormente la

esporulación aumentó lentamente a los 11 días a 32%, el 61% a los 14 días, el 63% a

los 18 días, 66% a los 22 días y 72% a los 30 días (Figs. 36-41).

Figs. 36-41 Paecilomyces carneus. 36: Conidióforo 2,000x; 37: Cadenas de conidios y micelio sobre el quiste 750x; 38: Micelio sobre la masa de huevos 750x; 39:Quiste cubierto por micelio y conidióforos 150x; Testigos 40: Quiste sano 100x; 41: Huevos en el interior del quiste 500x.

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P. malorum. El micelio sobre los quistes inoculados con este hongo inició su desarrollo

hasta los 11 días, la esporulación se presentó en 8% a los 22 días y 33% a los 30 días

(Figs. 42-51).

Figs. 42-47 Phialophora malurum. 42: Grupo de esporas 1,500x; 43: Espora y micelio

sobre el quiste 100x; 44: Micelio sobre el corión 200x; 45: Micelio en la masa de huevos 750x; 46: Micelio en la masa de huevos y corión 500x; 47: Quiste cubierto por micelio 150x.

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Pruebas de Patogenicidad de Phialophora malorum sobre quistes de G. rostochiensis

Figs. 48-49 Globodera rostochiensis. Testigos 48: Quiste sano 250x, 49: Conjunto de huevos en el interior del quiste 500x.

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V. DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos muestran que la densidad poblacional de quistes de

Globodera rostochiensis fue estadisticamente diferente en todas las localidades. Esto

puede ser debido a que en las localidades se realizan diferentes prácticas culturales

(Stirling, 1991); así tenemos, que en las comunidades de Tembladeras y Escobillo,

donde las poblaciones de quistes son de 2216 y 360 quistes/kg de suelo,

respectivamente; las prácticas culturales son: años de cultivo, 50 y 30; la rotación de

cultivo, monocultivo y rotación; aplicación de nematicidas químicos de 60 y 20 kg/ha

respectivamente. Esta variación en las prácticas culturales del cultivo, podrían explicar

las diferencias en las poblaciones de quistes de G. rostochiensis en la región de Cofre de

Perote, Ver.

La población de quistes de G. rostochiensis en la localidad de Tembladeras, según

nuestros datos, es de 2216 quistes/kg de suelo, mientras que en año 1987, esta misma

localidad, eran de 1000 quistes/kg de suelo (SARH, 1987). Sin embargo, se reporta que

en los suelos cuando las poblaciones de Heterodera avenae aumentan y disminuyen, se

debe a que el nematodos se reproduce normalmente y la causa parece ser debido a las

prácticas culturales (Kerry y Crump, 1977). También se ha considerado el efecto del

ataque de los hongos a las hembras (Kerry et al., 1982).

Los datos muestran que no existe correlación entre el número de quistes con la

materia orgánica y el pH del suelo. Este resultado no es raro ya que se menciona que

este factor no tienen efecto significativo sobre las poblaciones de los fitonematodos

enquistados (Stirling, 1991).

La infestación natural de nematodos enquistados por hongos, se reporta como los

hongos encontrados en hembras jóvenes y que pueden ser considerados como parásitos

(Stirling, 1991). Sin embargo, al parecer, los quistes de G. rostochiensis, fuera de su

centro de origen, no son atacados por hongos nematofagos (Willcox y Tribe, 1974;

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Kerry y Crump, 1977; Jones, 1976; Willcox y Tribe, 1980; Stirling, 1991), lo anterior

debido a la reducida apertura del cono vulvar y la presencia de una capa de cutícula

adicional que funcionan como barreras, para la penetración de los hongos parásitos y

depredadores (Tribe, 1980).

Los resultados muestran, que los quistes de G. rostochiensis presentan una

infestación natural, por hongos nativos, del 3.5%. En Perú, que es el centro de origen

de este nematodo, se reportaron 32% de infestación natural sobre quistes de G. pallida

y G. rostochiensis (Morgan-Jones y Rodríguez-Kabana, 1986). En estudios similares

realizados por Willcox y Tribe en 1980 en quistes de G. rostochiensis procedentes de 20

campos de papa, en Inglaterra, y uno de Bolivia, no encontraron quistes enfermos, ni

tampoco quistes con huevos muertos; de la misma manera, los reporta Jones (1976) en

Inglaterra, por lo que se consideró, que G. rostochiensis no tenía enemigos naturales

fuera de su centro ce origen (Stirling, 1991).

Sin embargo, en la zona productora de papa de la Región, Cofre de Perote, Ver.,

el cultivo de la papa fue introducido y por consiguiente el nematodo. Los resultados

muestran, que los quistes de G. rostochiensis presente en esta zona, están infectados

por hongos oportunistas nativos. Esto contrasta con reportes anteriores (Willcox y Tribe,

1974; Kerry y Crump, 1977), ya que se consideraba, que en Europa, donde el

nematodos fue introducido, no se le han encontrado enemigos naturales y que solo se le

reportan en el Perú y Sudamérica, donde este nematodo es originario (Morgan-Jones, et

al., 1986).

Diversas investigaciones han sido enfocadas sobre la asociación entre los hongos

nativos, llamados oportunistas, en el suelo, y quistes de Heterodera específicamente H.

avenae; H. glycines, y H. schachtii (Tribe, 1980; Jones, 1976; Morgan-Jones, et al.,

1981; Gintis et al.,1983; Dackman, et al., 1985), pero investigaciones de la actividad de

hongos nematofagos sobre quistes de especies de Globodera, eran mínimas,

comparativamente (Stirling, 1991), sin embargo, a la fecha se puede decir que la

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situación no ha cambiado, debido al uso de los nematicidas químicos, el problema de

resistencia de los fitonematodos a esos productos y la contaminación ambiental activará

los estudios sobre estos tópicos (Stirling, 1991).

La inclusión de organismos del suelo en teorías ecológicas es una moderna

aproximación que podría potencialmente proporcionar una mejor comprensión de la

estructura y función de los ecosistemas subterráneos (Lindow y Wilson, 1998). Todos

los organismos tienen enemigos naturales o antagonistas, que de alguna manera

regulan la densidad de las poblaciones de organismos; existen mecanismos reguladores

en el suelo, que mantienen las poblaciones de nematodos fitoparásitos, dentro de

ciertos niveles; los cuales están determinados por el equilibrio dinámico existente entre

las poblaciones de los organismos (Rodríguez-Kabana, 1991; Cook, 1993).

Pero Cook y Baker (1983) menciona que, cuando un microorganismo fitopatógeno

es introducido en un ambiente donde no se manifiestan enemigos naturales, éstos se

desarrollan sin competencia, y los límites del tamaño de su población es su propia

capacidad de adaptación al nuevo ambiente. Sin embargo, a los nematodos

enquistados, parece ser, que las prácticas culturales, como la rotación de cultivos, la

cantidad de años de cultivo y la aplicación de nematicidas químicos, son determinanates

en el desarrollo y control de las poblaciones de este tipo de fitonematodos (Stirling,

1991).

El haber obtenido solo el 3.5% de infestación natural de quistes por hongos en la

zona de Perote, Ver., demuestra una baja incidencia de quistes infectados de G.

rostochiensis lo que contrasta con los resultados reportados en Perú (Morgan-Jones, et

al., 1986) y pudiera asemejarse a lo encontrado en Inglaterra (Willcox y Tribe, 1974),

donde se considera niveles de infestación relativamente bajo.

Sin embargo, en ningún reporte se mencionan las pruebas de patogenicidad que

nos darían los elementos suficientes, para determinar, si estos hongos, con los nivel de

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infestación mencionados, podrían tener potencial, como agentes de control biológico de

este nematodo.

Estos resultados indican, que en los suelos de la zona productora de papa del

Cofre de Perote, los quistes del nematodos dorado G. rostochiensis están asociados a

hongos nematofagos habitantes del suelo, y estos hongos pertenecen, en su mayor

parte, a la clase Hyphomycetes. En otros reportes se menciona, que los quistes de G.

pallida y G. rostochiensis, están asociados a varios hongos oportunistas, al menos a 28

especies (Morgan-Jones, et al., 1986); resultados similares se obtuvieron en otros

estudios (Morgan-Jones et al.,1988).

En este estudio, se aislaron los siguientes hongos nativos asociados a quistes de

G. rostochiensis: Paecilomyces carneus, Acremonium incrustatum, Phialophora malorum,

Fusarium sp., Aspergillus sp., Chaetomidium sp., Cladosporium sp., Drechslera

sp.,Micelia sterilia, Pteroconium sp., Trichocladium asperum y Ulocladium atrum.

Ninguna de estas especies de hongos nematofagos había sido reportada como asociada

a quistes de G. rostochiensis.

La especie Paecilomyces carneus, se encontró asociado a quistes de G.

rostochiensis. El género está estrechamente relacionado a Penicillium, es uno de los

principales géneros en estudios de control biológico (Godoy et al., 1983); típicamente,

este es un hongo habitante del suelo, pero también se conoce por colonizar esclerosios,

larvas de insectos, y también tejidos animales y humanos (Godoy et al., 1983). Otras

especies de Paecilomyces se reportan asociadas con quistes de nematodos del género

Heterodera en muchas localidades geográficas (Dackman y Nordbring-Hertz, 1992;

Stirling, 1991; Davide y Zorrilla, 1995; Rodríguez-Kabana et al., 1986).

La especie Paecilomyces lilacinus se aisló de quistes de H. glycines, de huevos de

M. arenaria (Cabanillas et al., 1989; Gintis, 1983; Morgan-Jones, 1984; Davide y Zorrilla,

1995); y se emplea como agente de control biológico, de Tylenchus semipenetrans

(Jatala, 1983).

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También, parasita huevos (Jatala et al., 1983; Dunn, 1983) y hembras de M.

incognita (Godoy et al., 1983), y quistes de G. pallida, (Rodríguez- Kabana, 1986).

En una revisión exhaustiva de literatura no se encontró ningún reporte de este

hongo asociado a quistes de G. rostochiensis, por lo que al parecer, este es el primer

reporte.

En este estudio se aisló, también a la especie Acremonium incrustatum cabe

destacar que, en una búsqueda exhaustiva de literatura, no se encontró ningún reporte

de esta especie asociado a quistes de G. rostochiensis; sin embargo, varias especies de

este género ya se han reportado como hongos oportunistas asociados a quistes de

Heterodera spp.. A. strictum Gams sobre huevos y quistes de Heterodera schachtii,

(Nigh, 1979); Acremonium sp. fue aislado de quistes de H. avenae en Suiza (Dackman y

Norbring-Hertz, 1985); A. persicinum Nicot y Gams, fue aislado en el segundo estado

juvenil de Meloidogyne javanica (Klopper, 1980); y A. coenophiclum sobre nematodos

ectoparásitos y endoparásitos, M. meryland, y Pratylenchus scribneri (Pedersen, 1988;

Yu O y Cooserman, 1998).

En esta investigación otro hongo aislado fue Phialophora malorum, asociado a

quistes de G. rostochiensis; de esta especie no se encontró ningún reporte que la

mencionara asociado a quistes de G. rostochiensis; sin embargo, esta especie ya ha sido

reportada como un parásito importante sobre quistes de Heterodera schachtii, en

diferentes países: Alemania, Bélgica, Checoslovaquia, Dinamarca, Holanda, Inglaterra,

Italia, Noruega y Suiza (Van der Laan, 1986; Dove, 1969; Bursnall y Tribe, 1974). Al

parecer este es el primer reporte de P. malorum asociado a G. rostochiensis.

La especie Fusarium oxysporum se encontró asociado a quistes de G.

rostochiensis. Las especies de Fusarium spp. también han sido reportadas como

parásitos de huevos y quistes de H. schachtii (Nigh et al., 1980 Morgan-Jones et al.,

1981; West et al., 1988), sobre quistes y huevos de H. glycines (Gintis et al., 1983;

Morgan-Jones et al., 1984); también, se ha encontrado atacando huevos de varias

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especies de nematodos sobre placas de agar in vitro, y creciendo saprofiticamente sobre

huevos muertos. Sin embargo en diversos estudios han concluido, que otro saprofito

facultativo común era causante de la afectación de algunos huevos de H. schachtii bajo

ciertas condiciones en los campos (Nigh, 1979).

Aunque F. oxysporum y F. solani están asociado con quistes y huevos de

nematodos fitoparásitos en varios países del mundo, también se reporta asociados a

quistes de G. rostochiensis (Goswami y Rumpenhorstt, 1978). Sin embargo, se señala

que aunque Fusarium sp. es un parásito de las plantas, éste no puede ser considerado,

para el uso de posibles prácticas de control biológico, contra quistes de Heterodera

(Tribe, 1980); no obstante este señalamiento, el género Fusarium spp. es tan variable

en sus formas especiales que difícilmente la especie que se asocia con lo quistes de G.

rostochiensis sea fitopatógeno.

Se reporta que en una exploración microscópica de huevos provenientes de

quistes, donde Fusarium está presente, arroja resultados confusos, principalmente en su

capacidad para penetrar el corión (Nigh et al., 1980), estos mismos autores

documentaron la habilidad de los hongos aislados de H. glycines, sin embargo, esto no

significa que los aislamientos de está especie logran la penetración de la cáscara del

huevo; ya que algunos quistes invadidos por Fusarium sp., contenían huevos que

aparentemente no son afectados por el hongo.

Las demás especies de hongos habitantes del suelo, asociados a lo quistes de G.

rostochiensis en la zona productora de papa de la región del Cofre de Perote, Ver.,

están reportadas como especies de hongos oportunistas que se asocian a los quistes de

Heterodera spp. o Globodera spp. (Morgan-Jones, et al., 1986; Morgan-Jones et

al.,1988).

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El hecho de que estas especies de hongos, estén asociados con quistes de G.

rostochiensis en la región Cofre de Perote, están adaptados a las condiciones ecológicas

de esos suelos y son un potencial para usarse en el manejo integrado del nematodo

dorado de la papa.

Es poca la literatura científica que aborda el tema de los hongos nematofagos

asociados a los quistes de nematodos fitoparásitos, sobre todo, de los géneros

Heterodera spp. y Globodera spp.; lo anterior puede deberse a, que las estructuras de

las paredes, tanto de los quistes como de los huevecillos, de estos fitonematodos, les

permiten mantenerse casi invulnerables al ataque de enemigos naturales (Stirling,

1991); sin embargo, en los centros de origen de los nematodos enquistados, Heterodera

spp. y Globodera spp., se reportan varias especies de hongos asociados a quistes de

nematodos fitopatógenos (Morgan-Jones, et al., 1986; Morgan-Jones et al.,1988), y en

Inglaterra (Willcox y Tribe, 1974), sin embargo, en ningún reporte se mencionan el

grado de parasitismo, que los hongos presentan sobre los huevecillos y los quistes.

Los datos de nuestro estudio demuestran que las especies, Acremonium

incrustatum, Paecilomyces carneus y Phialophora malorum, presentaron infección sobre

los quistes de G. rostochiensis. Los tres géneros de hongos ya han sido reportados, que

contienen especies con características nematofagas; Acremonium spp. (Night, 1979;

Klopper, 1980; Pedersen, 1988; Yu O y Cooseman, 1998); Paecilomyces spp. (Godoy et

al., 1983; Dackaman y Nordbring-Hertz, 1992; Stirling, 1991; Davide y Zorrilla, 1995;

Rodríguez-Kabana et al., 1986; Cabanillas et al., 1989; Jatala, 1983); y Phialophora

spp., (Van der Laan, 1986; Dove, 1969; Bursnall y Tribe, 1974). Sin embargo, las

especies estudiadas en este trabajo, no han sido reportadas, infectando quistes de G.

rostochiensis.

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En la literatura científica, se consideraba que este fitonematodo no tenía

enemigos naturales, excepto en los ambientes de su zona de origen (Tribe, 1980;

Stirling, 1991), aunque en Inglaterra, fuera de su centro de origen, ya se habían

reportado hongos asociados a los quistes de este fitopatógeno, y no se demostró

patogenicidad (Willcox y Tribe, 1974); en este estudio se demuestra que lo quistes de

G. rostochiensis son atacados por hongos nativos de la región del Cofre de Perote, Ver.

La patogenicidad mostrada por las tres especies de hongos nematofagos sobre

los quistes de G. rostochiensis, nos permiten suponer que estas especies tienen

potencial como agentes de control biológico para este fitonematodo y que es necesario

realizar mas estudios a este respecto, con el propósito de evaluar la virulencia de estos

hongos sobre el fitonematodo, y el potencial como agentes de control biológico del

mismo en la zona productora de papa del la Región, Cofre de Perote, Ver.

En revisiones exhaustivas de la literatura científica, no se encontró ningún reporte

de la patogenicidad de estas tres especies de hongos sobre quistes de Globodera

rostochiensis. Consideramos a éste, como el primer reporte.

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VI. CONCLUSIÓN

Los datos soportan la hipótesis de que existen hongos nativos que parasitan a

quistes de Globodera rostochiensis en los suelos de la zona productora de papa del

Cofre de Perote, Veracruz.

La densidad de población de quistes de Globodera rostochiensis es alta, en todas

las localidades estudiadas. de la zona productora de papa del Cofre de Perote, Veracruz.

Las especies de hongos asociados a los quistes de G. rostochiensis en la región

del Cofre de Perote, Veracruz, México, son las siguientes: Paecilomyces carneus,

Cladosporium sp., Phialophora sp. Trichocladium asperum, Acremonium incrustatum,

Aspergillus sp., Chaetomidium sp., Drechslera sp., Fusarium sp., Micelia sterilia

Phialophora malorum, Pteroconium sp, y Ulocladium atrum.

Las especies de hongos, Acremonium incrustatum, Paecilomyces carneus y

Phialophora malorum, tienen capacidad para infectar quistes de G. rostochiensis.

Este es el primer reporte de hongos nativos patógenos de quistes de G.

rostochiensis en ambientes fuera de su centro de origen.

En este estudio, se aportan las bases, para continuar estudios de hongos, que

parasitan quistes de G. rostochiensis y el potencial de éstos, como agentes de control

biológico.

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INSTITUTO DEECOLOGIA, A.C.

DIVISIÓN DE SISTEMÁTICA

Xalapa, Ver. 7 de Junio de 2002

DR. SERGIO AGUILAR ESPINOSACOORDINADOR DEL POSGRADOFACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AGROPECUARIASUNIVERSIDAD DE COLIMACOLIMA, COLIMA

Estimado Dr. Aguilar:

Por medio de la presente le comunico a Ud. de la manera más atenta, que el trabajo titulado“Aislamiento y Evaluación de Hongos Nematofagos Asociados a Quistes de Globoderarostochiensis (Woll.) en la Región Cofre de Perote”, realizado por el C. Ángel Enrique NúñezSánchez, alumno del posgrado en Biotecnología para optar por el grado de Maestro en Ciencias, hasido terminado satisfactoriamente desde mi punto de vista. Por esta razón, considero que puedecontinuar con los trámites correspondientes. que marca el reglamento del posgrado que Ud. dirige.

Sin otro particular agradezco de antemano su atención y aprovecho la oportunidad paraenviarle un cordial saludo.

A T E N T A M E N T E

M. en C. Gloria L. L. Carrión Villarnovo

Departamento Hongos Km 2.5 Antigua carretera a Coatepec, A.P. 63 Xalapa 91000, Veracruz, MéxicoTel. (228) 8-42-1 8-29 Fax (228) 8-18-78-09 Email: [email protected]

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DR. SERGIO AGUILAR ESPINOSACOORDINADORPROGRAMA DE POSGRADO DE LA FCBA

Anexo a la presente. el manuscrito de Tesis de Maestria titulado: “AISLAMIENTO YEVALUACIÓN DE HONGOS NEMATOFAGOS ASOCIADOS A QUISTES DEGlobodera rostochiensis (WOLL) EN LA REGION COFRE DE PEROTE”. dichodocumento es presentado por el alumno del Progama de Maestría en Biotecnología: AngelEnrique Núñez Sánchez. Además informa a usted. que académicamente, este documentocumple con los requisitos suficientes. como tesis de maestría. Asimismo. autorizo para queeste documento sea sometido a revisión por expertos y se prosigan los tramites de titulacióncorrespondientes.

Sin más por el momento. aprovecho para saludarle afectuosamente y le reitero la mas altade mis consideraciones.

ATENTAMlENTETecomán Colima., a 07 de Junio de 2002.

DR OSCAR REBOLLEDO DOMÍNGUEZAsesor de Tesis

c.c.p.-Ing. Rodolfo V. Morentin Delgado.- M. Director de la FCBA.c.c.p.-Interesadoc.c.p. -Archivo

P R E S E N T E

Ernesto Reynoso von
Ernesto Reynoso von
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UNIVERSIDAD DE COLIMAFACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AGROPECUARIAS

Dr. SERGIO AGUILAR ESPINOSACOORDINADOR DEL POSGRADOPRESENTE.

Por este conducto, los abajo firmantes profesores-investigadores de la F.C.B.A. de laUniversidad de Colima, hacemos de su conocimiento, que después de haber revisado elborrador de tesis titulado “AISLAMIENTO Y EVALUACIÓN DE HONGOSNEMATOFAGOS ASOCIADOS A QUISTES DE Globodera rostochiensis (WOLL)EN LA REGION COFRE DE PEROTE”, que presenta el C. Angel Enrique NúñezSánchez, alumno del posgrado de esta Facultad, consideramos que reúne los elementossuficientes de contenido y forma de un documento de Maestría. Por ello, expresamosnuestra aprobación para que se imprima y se sigan los trámites académicos quecorrespondan.

Sin otro particular, le saludamos cordialmente

ATENTAMENTETecomán, Colima., a 23 de Julio de 2002

Dr. Alfonso PescadorDocente de la FCBA.

Rubio

ccp.- Ing. Rodolfo V. Morentín Delgado.- Director de la FCBA.ccp.- Interasadoccp.. Archivo personalccp.- Expediente correspondiente

Km 40 Autopista Colima-Manzanillo, Tecomán, Colima, México, Cp 28100Tels. (3) 324 42 37, 324 46 42 • [email protected]