Fusariosis de la espiga del trigo (Fusarium graminearum)

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Condición fitosanitaria: Presente

Grupo de cultivos: Cereales

Especie hospedante: Trigo (Triticum aestivum L., 1753, nom. cons. in [Linnaeus C (1753c)])

Rango de hospedantes: amplio, no específico. El patógeno es capaz de causar Fusariosis de la espiga en trigo (Triticum), la cebada (Hordeum), el arroz (Oryza), la avena (Avena) y la pudrición del tallo y la mazorca por Gibberella en el maíz (Zea). El hongo también puede infectar a otras especies de plantas sin causar síntomas de enfermedad. Otros géneros de hospedantes citados para Gibberella zeae o F. graminearum sensu lato son Agropyron, Agrostis, Bromus, Calamagrostis, Cenchrus, Cortaderia, Cucumis, Echinochloa, Glycine, Hierochloe, Lolium, Lycopersicon, Medicago, Phleum, Poa, Schyrium. Secale, Setaria, Sorghum, Spartina y Trifolium (Goswami y Kistler,  2004).

Epidemiología: monocíclica, subaguda.

Etiología: Hongo. Necrotrófico

Agente causal: Fusarium graminearum  Schwabe 1839 (anamorfo); [teleomorfo = Gibberella zeae (Schwein.: Fr.) Petch]

Taxonomía: Eukaryota > Fungi > Dikarya > Ascomycota > Pezizomycotina > Sordariomycetes > Hypocreales > Nectriaceae > Fusarium

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Síntomas y signos

Las espiga o parte de la misma puede quedar blanca y los granos abortados o chuzos. F. graminearum infecta la espiga utilizando las flores como vía de entrada. F. graminearum coloniza los principales componentes de la espiga: partes florales, glumas, granos y raquis. Los primeros síntomas observados son pequeñas áreas pardo-oscuras en la base de las glumas. Cuando la infección de Fusarium ocurre en la base del raquis, toda la espiga puede tornarse blanca. Después de la infección, las aristas se despigmentan y bajo clima cálido y húmedo, se forma una masa rosada de micelio y conidios. Cuando la infección ocurre en el inicio de la floración, habrá una destrucción total del grano en formación. Como la colonización continúa a otras espiguillas a través del raquis, también éstas serán destruidas. Por eso en una espiga infectada, se pueden encontrar granos destruidos en varios estadios de desarrollo. Los granos infectados son arrugados, chuzos, con apariencia áspera y de coloración blanco-rosada por el crecimiento superficial del hongo. Sin embargo, es de destacar que muchos granos a pesar de no tener estos síntomas y signos, pueden estar igualmente infectados por el hongo.

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Micotoxinas

Los metabolitos secundarios fitotóxicos de los hongos (fitotoxinas fúngicas) son compuestos tóxicos para las plantas producidos por hongos, especialmente por hongos fitopatógenos. Las fitotoxinas fúngicas desempeñan un papel importante en el desarrollo de síntomas de enfermedades de las plantas, como manchas foliares, marchitez, clorosis, necrosis e inhibición y promoción del crecimiento (Xu et al., 2021). F. graminearum cuando infecta trigo sintetiza micotoxinas tales como deoxinivalenol (DON) y nivalenol (NIV) (Ji et al., 2019). El DON es un miembro de la familia de micotoxinas del tricoteceno, que son potentes inhibidores de la síntesis proteica. Esta familia constituye el grupo más grande de micotoxinas de Fusarium, con más de 150 compuestos. La estructura básica es un sistema de anillo tetracíclico y, en función de los sustituyentes, los tricotecenos se agrupan en diferentes tipos (A – D). El DON, también conocido como vomitoxina, es un contaminante común del trigo y de los productos a base de trigo (Bertero et al., 2018). En este segundo grupo se encuentran también la toxina T-2 y el diacetoxiscirpenol. Los granos infectados pueden contener niveles significativos de tricotecenos y micotoxinas estrogénicas, como zearelanona y zearalenol, que son peligrosas para los animales, lo que hace que el grano no sea apto para alimentos o piensos (McMullen et al., 1997). En humanos, F. graminearum se ha relacionado con aleukia tóxica alimentaria y toxicosis Akakabi, enfermedades caracterizadas por náuseas, vómitos, anorexia y convulsiones. La exposición crónica a los tricotecenos (inhibidores de la síntesis de proteínas) tiene efectos de amplio espectro, que incluyen trastornos neurológicos e inmunosupresión (Bennett y Klich, 2003). Aunque se conocen casos de intoxicaciones en humanos, éstas son muchísimo más comunes entre los animales de ganado. El maíz es el principal cereal contaminado, aunque aparece en otros cereales, y en la malta de cervecería.

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Ciclo de la enfermedad

Las epidemias ocurren esporádicamente en intervalos de varios años. La enfermedad es más frecuente en las regiones de mayor humedad y temperatura durante la floración. El rastrojo infestado de los cultivos de trigo y/o maíz que quedan en la superficie del suelo, y los hospedantes secundarios o malezas (ej: Paspalum (pasto miel), Sorghum halepensis (sorgo de alepo), Digitaria, etc) juegan un papel clave para la supervivencia del hongo en los campos hasta la próxima siembra de cereales de invierno o maíz. Mourelos et al. (2014) identificaron por primera vez en Argentina 54 malezas, pertenecientes a 19 familias botánicas diferentes, incluyendo gramíneas y no gramíneas, como hospedantes alternativos de F. graminearum. Fulcher et al. (2019) sugieren que de acuerdo con los cambios en la patogenicidad relativa de los aislamientos dependiendo de las especies hospedantes, las gramíneas silvestres podrían ejercer una presión selectiva sobre F. graminearum. Lofgren et al. (2017) analizaron 25 especies de gramíneas nativas asintomáticos en E.E. U.U. para detectar la presencia de especies de Fusarium, y confirmaron que son hospedantes asintomáticos utilizando pruebas de re-inoculación. Estos autores demostraron que las especies de Fusarium productoras de micotoxinas prevalecen en gramíneas silvestres filogenéticamente diversas, colonizando múltiples tipos de tejidos, incluyendo semillas, hojas y estructuras de inflorescencia. Las gramíneas inoculadas artificialmente acumularon tricotecenos en mucha menor medida que en el trigo, y las gramíneas infectadas naturalmente mostraron poca o ninguna acumulación.

La liberación de las ascosporas se efectúa al hidratarse los peritecios (estructuras de reproducción sexual del hongo). Este proceso es cíclico, dependiente del agua libre y de la temperatura, y continúa hasta la completa descomposición del rastrojo. Las ascosporas diseminadas por el viento son depositadas sobre las anteras. Una vez inoculadas sobre aquellas, con una humedad relativa superior al 90% y una temperatura de 25-28ºC, las esporas germinan y penetran rápidamente en la flor. Por esta razón, la fusariosis está relacionada con el tiempo lluvioso durante la floración, que es el período de mayor susceptibilidad. Si no hay anteras expuestas el hongo difícilmente llegará al interior de la flor. Después de la penetración del hongo a través del raquis, el progreso de la colonización ocurre solamente con el mojado de la espiga por las precipitaciones, dependiendo de la cantidad de horas de mojado (48 horas) más que del total de precipitaciones. Por lo tanto, dependiendo de las condiciones climáticas (lluvias y temperaturas por arriba de 20-25ºC, es decir, media de 20ºC), F. graminearum puede destruir desde una espiguilla hasta una espiga completa. Las infecciones primarias son las más importantes. El transporte de ascosporas de F. graminearum en la atmósfera puede ser responsable de iniciar la enfermedad a muchos kilómetros de la fuente de inóculo. Por lo tanto, además de la presencia del patógeno a nivel de campo, se debe tener en cuenta el inóculo atmosférico al evaluar el riesgo de la fusariosis (Keller et al., 2014; Karlsson et al., 2021).

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Condiciones predisponentes

Precipitaciones frecuentes, alta humedad relativa y temperaturas de alrededor de 25°C durante la floración.

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Factores de riesgo

* Siembra de cultivares susceptibles

* 48 Horas de mojado  y temperatura media de 20ºC durante antesis.

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Daños

Importancia relativa moderada a alta. Infecciones medias a severas en el área centro norte de la región triguera pampeana, se informaron en los años 1927, 1945, 1950, 1960, 1963, 1967, 1977, 1978, 1985 y 1993 (Carranza et al., 2008). Los daños más frecuentes están asociados con la menor producción y desarrollo de los granos que oscilan entre el 5 al 30%, y con la producción de toxinas nocivas para animales y humanos.

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Manejo de la Fusariosis

* Uso de variedades resistentes: la mayoría de los cultivares de trigo son susceptibles aunque existen algunos genotipos que han demostrado buen comportamiento (Bai et al., 2018; Yi et al., 2018; Haile et al., 2019; Su et al., 2019; Buerstmayr et al., 2020; Shi et al., 2020). Hasta la fecha, se han identificado más de 50 loci de rasgos cuantitativos únicos (QTL) en diversas poblaciones de trigo. El QTL «Fhb1», descubierto en germoplasma Chino, muestra el nivel más alto, consistente y estable de resistencia en diferentes entornos genéticos. A pesar de los esfuerzos mundiales para incorporar Fhb1 a través del mejoramiento de trigo, solo unos pocos cultivares utilizados actualmente en la producción comercial poseen Fhb1. Se requieren esfuerzos adicionales en investigación y desarrollo para lograr variedades de trigo con niveles de resistencia adecuados. La resistencia del trigo a la fusariosis se clasifica en cinco tipos: resistencia a la infección inicial (tipo I), resistencia a la diseminación (tipo II), resistencia a la acumulación de DON (tipo III), resistencia a la infección del grano (tipo IV) y tolerancia (tipo V)  (Mesterházy et al., 1999).

* Diversificar época de siembra: permitiría evitar la concentración de la floración (mayor susceptibilidad) en una misma época.

* Mahmoud (2016) obtuvo resultados promisorios de control biológico, usando Trichoderma harzianum y Bacillus subtilis como agentes de biocontrol.

* Predicción y Aplicación de fungicidas: los órganos a proteger deben ser las anteras expuestas y las presas, que son los órganos susceptibles a la infección. Consecuentemente el período de predisposición del trigo se extiende desde la expulsión de las primeras anteras hasta cerca de la madurez. El fungicida se deber aplicar en plena floración de modo de proteger al mayor número de anteras presas y expuestas. Es probable que las anteras presas cumplan un papel aún más importante en la infección.
En relación a los fungicidas a utilizar, las experiencias nacionales e internacionales muestran que el tebuconazole es eficiente para el control.

 

Rotación de cultivos: a pesar de ser un hongo necrotrófico, la rotación de cultivos no parece ser una medida eficaz dado que el hongo puede vivir por largos períodos por ser un hongo del suelo, parasitar otras plantas y diseminarse fácilmente por el viento a largas distancias (ascosporas livianas). La Fusariosis de la espiga del trigo es una de las enfermedades de más difícil control.

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En los últimos años en Argentina, se validó un modelo de predicción con datos de ataque de Fusarium en localidades del Norte de Bs. As. y Sur de Sta. Fe (Moschini, et al, 1997). En este trabajo se aconseja que a partir del período sensible (primeras espigas emergidas) se cuantifiquen las variables meteorológicas NP2 (Número de períodos de dos días, de los cuales el primero registra lluvia y HR superior al 81 %) y el segundo una HR igual o superior al 78%) y DG930 (diariamente y a lo largo del período se acumula lo que excede de 30 C º en temperatura máxima y el residual inferior a 9ºC en temperatura mínima hasta el día 7 (se supone que es la mayor exposición de anteras) alrededor del cual se debería tomar la decisión de la aplicación del fungicida. La duración de ese lapso (FIM, fase inicial de monitoreo) se ajustará en función del cultivar sembrado, y las condiciones meteorológicas del año. Si la FIM es favorable para la enfermedad, se podrá tener un elemento más de juicio al decidir una protección química.

El modelo se basa en: Incidencia (%)= 20,37 +8,63 NP2 – 0.49 DG930

Con este análisis se pretende remarcar la influencia que ejerce la FIM como determinante parcial de la intensidad de la fusariosis.

Se puede acceder al modelo del INTA Clima y Agua desde aquí.

Mapas de riesgo.

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