Ralstonia solanacearum raza 3 biovar 2Autor: Revisores: Publicacin: Traduccin: Apoyado por: Patrice G. Champoiseau de la Universidad de Florida Caitilyn Allen de la Universidad de Wisconsin; Jeffrey B. Jones, Carrie Harmon y Timur M. Momol de la Universidad de Florida 28 Septiembre 2009 Nina P. Driaza y Jason C. Hong, Universidad de Florida El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos Programa de Iniciativa Nacional de Investigaciones (20072010)

Ralstonia solanacearum raza 3 biovar 2 es la bacteria patgena de plantas que causa podredumbre parda (o marchitez bacteriana) de la papa, marchitez bacteriana del Sur del geranio, y marchitez bacteriana del tomate. R. solanacearum raza 3 biovar 2 se encuentra en las tierras altas de los trpicos y en las regiones subtropicales del mundo. Tambin se ha encontrado en climas fros-templados en las regiones de Europa, en donde varios brotes de podredumbre parda de la papa han sido reportados en los ltimos 30 aos. La bacteria ha sido reportada en ms de 30 pases y en casi todos los continentes. En los Estados Unidos, varias introducciones de R. solanacearum raza 3 biovar 2 han ocurrido debido a la importacin de cortes de geranios infectados de sitios de produccin exterior a los Estados Unidos, pero el patgeno fue aparentemente erradicado. Sin embargo, a causa del posible riesgo de reintroduccin por medio de importacin de material de plantas infectadas, y el potencial de afectar la produccin de papa en reas fras-templadas en el norte de los Estados Unidos, R. solanacearum raza 3 biovar 2 es considerada una grave amenaza a la industria de papas de los Estados Unidos. Es de importancia de cuarentena y ha sido listado como un Agente Selecto patgeno de planta bajo la Ley Agrcola del Bioterrorismo del 2002.

Sntomas y signosEn la papa y el tomate, los sntomas inducidos por R. solanacearum raza 3 biovar 2 son muy parecidos. En las primeras etapas de la enfermedad, los primeros sntomas visibles aparecen generalmente en el follaje de las plantas. Estos sntomas consisten en marchitamiento de las hojas ms jvenes en las partes terminales de las ramas durante la parte ms caliente del da (Foto 1a y 1b).

Foto 1a. Sntoma de podredumbre parda de la papa causado por R. solanacearum mostrando marchitamiento de las hojas mas jvenes de la planta.(Foto cortesa de D.P. Weingartner Universidad de Florida, Hastings)

Foto 1b. Sntoma de marchitez bacteriana del tomate causada por R. solanacearum mostrando marchitamiento de las hojas en los extremos de la rama de la planta.(Foto cortesa de Clemson University - USDA Cooperative Extension Slide Series, Bugwood.org)

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En esta etapa, slo una o la mitad de una hojuela se puede marchitar, y las plantas parecern recuperarse en la noche, cuando la temperatura esta mas fresca. A medida que la enfermedad se desarrolle bajo condiciones favorables, la planta entera se puede marchitar rpidamente y desecarse, aunque las hojas secas se mantengan verdes, conduciendo a marchitamiento general, amarillamiento del follaje, y finalmente a la muerte de la planta. Otro sntoma comn que puede ser asociado con marchitez bacteriana en el campo es el enanismo de las plantas (Foto 2a y 2b). Estos sntomas pueden aparecer en cualquier etapa del crecimiento de la planta.

Foto 2a. Sntoma de podredumbre parda de la papa causado por R. solanacearum mostrando marchitez y enanismo en la planta.(Foto cortesa de David Thurston, Cornell Universidad)

Foto 2b. Sntoma de marchitez bacteriana del tomate causada por R. solanacearum mostrando marchitez del follaje y enanismo en la planta.(Foto cortesa de C. Allen, Universidad de Wisconsin)

En tallos jvenes, los los vasculares infectados pueden llegar a ser visibles como rayos largos y estrechos de color marrn oscuro. En plantas jvenes y jugosas de variedades sumamente susceptibles, el desplome del tallo tambin puede ser observado (Foto 3).

Foto 3. Sntoma de marchitez bacteriana del tomate causado por R. solanacearum mostrando el desplome de un tallo joven despus de inocular la planta artificialmente.(Foto cortesa de P. Champoiseau, Universidad de Florida)

En infecciones bien avanzadas, las secciones transversales del tallo o del estoln pueden revelar una decoloracin marrn de los tejidos infectados (Foto 4).

Foto 4. Decoloracin color marrn de los tejidos del tallo causados por R. solanacearum(Foto cortesa de Clemson University - USDA Cooperative Extension Slide Series,Bugwood.org)

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Sntomas causados por la podredumbre parda pueden encontrarse en los tubrculos de papa en las etapas posteriores de la enfermedad. La seccin transversal de tubrculos infectados de papa puede revelar una decoloracin gris-marrn de tejidos vasculares, tambin referido a un anillo vascular (Foto 5). Mientras la infeccin progresa, la decoloracin puede extenderse a la mdula o la corteza del tubrculo. Una pus pegajosa de color lechoso (exudado mucilaginoso), que indica la presencia de clulas bacterianas, tambin puede ser observada en secciones recin cortadas de tubrculos infectados (Foto 5). Exudado bacteriano tambin puede ser visible en los ojos o en el punto donde el estoln se conecta al tubrculo (Foto 6). Estos signos o sntomas no pueden ser visibles temprano en el desarrollo de la enfermedad.

Foto 5. Decoloracin gris-marrn de tejidos vasculares y exudado bacteriano en tubrculo de papa infectado por R. solanacearum.(Foto cortesa de K. Tsuchiya)

Foto 6. Exudado bacteriano saliendo del ojo de un tubrculo de papa infectado por by R. solanacearum.(Foto cortesa de Central Science Laboratory, Harpenden Archive, British Crown, Bugwood.org)

En el geranio, los sntomas de marchitez bacteriana del Sur empiezan generalmente con clorosis anormal y marchite de las hojas bajas. El anormal enroscamiento hacia arriba en los mrgenes de las hojas es tpico de la enfermedad (Foto 7). En esta etapa de la enfermedad, las plantas parecern recuperarse de noche, cuando la temperatura esta ms fresca. Bajo condiciones favorables, la enfermedad desarrolla rpidamente y la marchitez puede esparcirse atravs de la planta desde las hojas ms viejas hasta las ms jvenes. Las hojas marchitadas frecuentemente se vuelven clorticas y mas tarde marrones necrticas en pautas de forma de cua que se expanden hacia los mrgenes de las hojas. Los mrgenes de las hojas tambin se pueden volver clorticos y mas tarde necrticos, y la planta entera puede desecarse y morirse (Foto 8).

Foto 7. Sntomas iniciales de marchitez bacteriana del Sur en el geranio causados por R. solanacearum mostrando marchitez y enroscamiento hacia arriba de las hojas.(Foto cortesa de D. Norman, Universidad de Florida)

Foto 8. Sntomas iniciales de marchitez bacteriana del Sur en el geranio causados por R. solanacearum raza 3 biovar 2 mostrando partes secas y necrosis marrn en las hojas.(Foto cortesa de Wisconsin Departamento de Agricultura)

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En las etapas tardes de la enfermedad, el desplome del tallo tambin puede ser observado (Foto 9). Los tallos y las races pueden mostrar decoloracin vascular marrn, ennegrecerse y finalmente volverse necrticas (Foto 9, Foto 10).

Foto 9. Sntomas avanzados de marchitez bacteriana del Sur en geranio causados por R. solanacearum raza 3 biovar 2 mostrando ennegrecimiento y desplome del tallo.(Foto cortesa de D. Norman, Universidad de Florida)

Foto 10. Sntomas avanzados de marchitez bacteriana del Sur en geranio causados por R. solanacearum mostrando ennegrecimiento de las raices.(Foto cortesa de Margery Daughtrey, Cornell Universidad)

La expresin del sntoma es favorecida por temperaturas altas (29-35C) y los sntomas de la enfermedad pueden desarrollarse rpidamente despus de la infeccin. Sin embargo, bajo condiciones favorables, plantas sin sntomas pueden quedarse latentemente infectadas por prolongado tiempo. Despus de la infeccin el patgeno puede sobrevivir en la planta y ser esparcido por la planta infectada. Un signo comn de marchitez bacteriana observado en la superficie de secciones recin cortadas de tallos severamente infectados es un exudado pegajoso y lechoso, que indica la presencia de masas densas de clulas bacterianas en los vasculares infectados, y especialmente en el xilema (Foto 11).

Foto 11. Exudado bacteriano de secciones recin cortadas de un tallo de geranio infectado por R. solanacearum.(Foto cortesa de M. Daughtrey, Cornell Universidad)

Otro signo de enfermedades diagnosticado comnmente es observado cuando secciones cortadas del tallo son colocadas en agua clara como es mostrado en la Foto 12. El sntoma consiste de una baba viscosa blanca que sale del extremo cortado del tallo. Este fluido representa el exudado bacteriano saliendo de los extremos cortados de los vasculares colonizados conductores del tallo (Foto 12). Esta prueba de hilos de exudado bacteriano es fcil de llevar acabo y puede ser utilizada como un instrumento diagnstico valioso para la rpido deteccin de la podredumbre parda en el campo.

Foto 12. Hilos de exudado bacteriano saliendo de una seccin transversal del tallo de una planta infectada R. solanacearum.(Foto cortesa de Universidad de Georgia, Planta Patologa y Extensin)

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R. solanacearum raza 3 biovar 2 tambin infecta las malezas y plantas nativas, especialmente miembros de la familia Solanaceae. En husped de malezas, sntomas de marchite son observados raramente bajo condiciones naturales a menos que la temperatura de la tierra exceda 25C o niveles de inoculacin sean muy altos. Al ocurrir la marchitez, los sntomas son similares a los del tomate. Las plantas de Solanum dulcamara (uvas del diablo o dulciamarga) que crecen en el agua pueden mostrar decoloracin interna de los tejidos vasculares en la base del tallo sin ninguna marchitez obvia. Solanum dulcamara ha sido descrito como una husped importante de las malezas de R. solanacearum en Inglaterra (refirase a la seccin causal del organismo).

Organismo CausalRalstonia solanacearum (Smith 1896) Yabuuchi et al. 1996, es una bacteria aerbica de Gram-Negativo, en forma de bacilos midiendo 0,5-0,7 X 1,5-2,0 M en tamao. Es muy sensible a la desecacin y es inhibida en cultivo de bacterias con concentraciones bajas (2%) de cloruro de sodio (NaCl). Para la mayora de las cepas, la temperatura ptima de crecimiento est entre 28 y 32C; sin embargo algunas cepas tienen una temperatura ptima de crecimiento ms baja de 27C. Medios de cultivo lquidos y slidos (agar) son comnmente utilizados para el cultivo de cepas bacterianas. En cultivo en medio slido de agar, colonias bacterianas individuales pueden ser generalmente visibles despus de 36 a 48 horas de crecimiento en 28C, y dos principales tipos de colonias que varan en morfologa pueden ser distinguidas: las colonias de tipo normal o virulento que son blancas o color crema, irregularmente redondas, fluidas, y opacas; y las colonias de tipo mutante o no-virulentas que son uniformemente redondas, ms pequeas, y secas (Foto 13).

Foto 13. Colonias virulentas (abajo) y no virulentas (arriba) de R. solanacearum en un medio de crecimiento (CPG agar).(Foto cortesa de P. Champoiseau, Universidad de Florida)

Photo 14. Colonias virulentas de R. solanacearum en TZC medio de cultivo de agar.(Foto cortesa de P. Champoiseau, Universidad de Florida)

Este cambio de clulas bacterianas virulentas a clulas no virulentas ocurre durante almacenamiento o bajo estrs de oxgeno en medios lquidos. El medio tetrazolium chloride (TZC) fue desarrollado para diferenciar entre los dos tipos de colonias, en el cul colonias virulentas aparecen blanco con centros color rosa y colonias no virulentas aparecen de color rojo oscuro (Foto 14). Un medio medio-selectivo, llamado medio modificado de SMSA, ha sido desarrollado para el descubrimiento de R. solanacearum en muestras de agua y tierra, y en extractos de planta. En este medio, las colonias bacterianas tpicas parecen fluidas, de forma irregular, y blancas con centros color rosa despus de 2 a 5 das de incubacin a 28C (vea la seccin de deteccin e identificacin).

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Para el almacenamiento de largo plazo de la cultura, R. solanacearum quedar viable durante varios aos en temperatura ambiente en agua esterilizada de canilla, destilada o agua desionizada. Muchas cepas de R. solanacearum han sido identificadas y caracterizadas por todo el mundo, revelando una variabilidad significativa dentro de la especie. Por lo tanto R. solanacearum es considerado una especie compleja". Basado en la variabilidad de la gama del husped y en la capacidad de utilizar varios sustratos de carbohidrato, inicialmente R. solanacearum fue subdividido en razas y biovars. Hasta ahora, cinco razas y cinco biovars han sido identificados dentro de la especie (Tabla 1), pero este viejo sistema de clasificacin es insatisfactorio porque no es predictivo y algunos grupos (por ejemplo raza1) contienen mucha variacin.Tabla 1. Caractersticas de las razas y sus relaciones a biovars de R. solanacearum (Denny and Hayward, 2001; Daughtrey, 2003). Raza Huspedes Principales Distribucin Geogrfica Biovar

1

Largo (tabaco, tomate, malezas solanaceous y Asia, Australia, nonsolanaceous, diploid bananos, cacahuete, Amricas papa, pimentn, berenjena, olive, jengibre, fresa, geranio, Eucaliptos, otras plantas) Banano triploid, otra Musa spp. Papas y Tomates Jengibre Caribe, Brasil, Filipinas Mundial excepto en los Estados Unidos y Canad Australia, China, Hawai, India, Japn, Mauritius, Asia del Sur India

3, 4, 1

2 3 4

1 2 (or 2A)* 4,

Desconocido

3

5 rbol de Moras China 5 * Cepas tpicas de la raza 3 algunas veces son referidas a biovar 2A. Nuevas cepas de raza 3 de la cuenca del Amazonas han sido colocadas en un nuevo biovar, diseado como 2T o N2 (su relacin a las razas no es muy clara).

Recientemente, un nuevo plan de clasificacin ha sido descrito para cepas de R. solanacearum, basado en la variacin de sucesiones de ADN. Veintitrs sequevars y cuatro phylotypes fueron identificados dentro de la especie que refleja anchamente las relaciones ancestrales y orgenes geogrficos de las cepas (Figura 1).

Phylotype I14 16 18 13 12 11

Phylotype III20 21 22 23

10 19 9 8

Phylotype IV

2

CIP223 CIP10

7 6

1 3 4

Figura 1. La clasificacin y los orgenes geogrficos de cepas de R. solanacearum se basaron en el anlisis de sucesin de sucesiones de gene de endoglucanase. Los nmeros indican sequevars (1 a 23) (From Fegan and Prior, 2005)

NCPPB3987

5

Phylotype II0.01

Cepas de R. solanacearum raza 3 biovar 2 pertenecen al phylotype II y a los sequevars 1 y 2.

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Inicialmente descrito como patgeno en la papa y el tomate, R. solanacearum 3 biovar 2 fue mostrado para tambin infectar e inducir sntomas en la berenjena, en el geranio, y en la pimienta. Otras hierbas de solanaceous y no-solanaceous, como el solano agridulce (Solanum dulcamara) (ve el ciclo de la enfermedad y seccin de epidemiologa para la ilustracin), son considerados alterna como a anfitriones. La mayor parte de estos anfitriones alternos se quedan latentemente infectados y no pueden mostrar cualquier sntoma de la enfermedad, pero ellos pueden ser epidemiolgicamente importantes como fuentes de inoculum y refugios. A veces referido como el 'fro tolerante', R. solanacearum raza 3 biovar 2 originado en los Andes y probablemente fue difundido en todo el mundo en tubrculos de papa. Ahora es sabido ocurrir en las tierras altas de los trpicos y en reas subtropicales y templadas a travs del mundo, menos en Norteamrica.

Ciclo de enfermedad y epidemiologaR. solanacearum raza 3 biovar 2 es un patgeno del suelo y flotante; la bacteria puede sobrevivir y poder dispersarse por varios espacios de tiempo en la tierra o en agua infestadas, formando un depsito para la fuente de inoculum para el patgeno. No est en el aire aunque an abido alguna evidencia de supervivencia de la bacteria por fuera de la planta (epiphyte) bajo condiciones de humedad relativamente alta. La bacteria puede sobrevivir por das a aos en el agua, tierras humedas o en las capas de tierras profundas (>75 cm), dependiendo de las condiciones de temperatura. En hbitants acuticos, los factores como el pH, niveles salados, las superficies proporcionadas por asunto de partcula, y por la presencia de competir, organismos antagnicos o parasitarios pueden afectar la supervivencia bacteriana. El contenido de la humedad de la tierra, el de tipo de tierra y el material contenido de planta en la tierra tambin puede jugar un papel crtico en su supervivencia en este hbitat. En temperaturas bajas (