.
Condición fitosanitaria: Presente
Grupo de cultivos: Cereales
Especie hospedante: Cebada (Hordeum vulgare; Hordeum vulgare var. distichon (L.) Hook.f., 1896)
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).
Etiología: Hongo. Necrotrófico
Agente causal: Fusarium graminearum Schwabe 1839 (teleomorfo Gibberella zeae) (Schwein.) Petch
Taxonomía: Eukaryota > Fungi > Dikarya > Ascomycota > Pezizomycotina > Sordariomycetes > Hypocreales > Nectriaceae > Fusarium
.
.
.
Síntomas
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 deFusariumocurre 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. La cebada de dos hileras es menos susceptible por tener menos anteras expuestas y por tener grano vestido. Además de ello cuando se produce la floración la mitad o más del grano ya esta formado por lo que los daños en cebada se reducen generalmente a la obtención de granos chuzos. No ocurre lo mismo con la cebada de seis en el Sur-Sudoeste de la Región Pampeana. El transporte del inóculo se da por salpicaduras de gotas de lluvia llevados por el viento a corta distancia. Las fuentes de inóculo son las semillas y el rastrojo.
.
.
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.
.
Factores de riesgo
* Presencia de rastrojo infectado
* Cultivares susceptibles en estado de hoja bandera
* Temperaturas frescas, elevada humedad y lluvias.
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).
.
Manejo de la enfermedad
Como se trata de una enfermedad de poca importancia no se recomiendan medidas específicas de control. La rotación de cultivos aplicada para el control del resto de las manchas también ayudará al control de la mancha atigrada.
Los cultivares altamente resistentes a la enfermedad o tolerantes actualmente no están disponibles y el uso de fungicidas para controlar la enfermedad está limitado por el costo, la dificultad para una aplicación eficiente a las espigas de trigo (plano vertical).
.
.
Bibliografía
Anderson NR, Freije AN, Bergstrom GC, et al. (2020) Sensitivity of Fusarium graminearum to Metconazole and Tebuconazole Fungicides Before and After Widespread Use in Wheat in the United States. Plant Health Progress 21: 85-90. doi: 10.1094/PHP-11-19-0083-RS
Ashiq S, Edwards SG, Fatukasi O, et al. (2021) In vitro activity of isothiocyanates against Fusarium graminearum. Plant Pathology 00, 1– 8. doi: 10.1111/ppa.13505
Bakker MG, Brown DW, Kelly AC, et al. (2018) Fusarium mycotoxins: a trans-disciplinary overview. Canadian Journal of Plant Pathology 40(2): 161-171. doi: 10.1080/07060661.2018.1433720
Castillo-Urueta P, Durán-de-Bazúa C (2006) Castillo-Urueta Las micotoxinas: metabolitos secund arios de los hongos filamentosos. Educación Química 17[2]: 122-128
Chen Y, Wang J, Yang N, et al.(2018) Wheat microbiome bacteria can reduce virulence of a plant pathogenic fungus by altering histone acetylation. Nature Communications 9, Article number: 3429. doi: 10.1038/s41467-018-05683-7
Cowger C, Read QD, Clark L, Dong Y (2023) Optimal Timing of Fungicide Application to Manage Fusarium Head Blight in Winter Barley. Plant Dis. 107(7): 2054-2060. doi: 10.1094/PDIS-01-23-0021-RE
Crippin T, Renaud JB, Sumarah MW, Miller JD (2019) Comparing genotype and chemotype of Fusarium graminearum from cereals in Ontario, Canada. PLoS ONE 14(5): e0216735. doi: 10.1371/journal.pone.0216735
Del Ponte EM, Moreira GM, Ward TJ, et al. (2022) Fusarium graminearum Species Complex: A Bibliographic Analysis and Web-Accessible Database for Global Mapping of Species and Trichothecene Toxin Chemotypes. Phytopathology 112(4): 741-751. doi: 10.1094/PHYTO-06-21-0277-RVW
A (2021) Building on a foundation: advances in epidemiology, resistance breeding, and forecasting research for reducing the impact of Fusarium head blight in wheat and barley. Canadian Journal of Plant Pathology. doi: 10.1080/07060661.2020.1861102
, , , et al. (2020) Gramineous weeds near paddy fields are alternative hosts for the Fusarium graminearum species complex that causes fusarium head blight in rice. Plant Pathol. 69: 433– 441. doi: 10.1111/ppa.13143
Eranthodi A, González-Peña Fundora D, Montenegro Alonso AP, et al. (2022) Cerato-platanin protein 1 is not critical for Fusarium graminearum growth and aggressiveness, but its overexpression provides an edge to Fusarium head blight in wheat. Canadian Journal of Plant Pathology. doi: 10.1080/07060661.2022.2044910
Goswami RS, Kistler HC (2004) Heading for disaster: Fusarium graminearum on cereal crops. Mol Plant Pathol. 5(6): 515-525. doi: 10.1111/j.1364-3703.2004.00252.x
Hao Q, Wang W, Han X, et al. (2018) Isochorismate‐based salicylic acid biosynthesis confers basal resistance to Fusarium graminearum in barley. Molecular Plant Pathology. doi: 10.1111/mpp.12675
Jansen C, von Wettstein D, Schäfer W, et al. (2005) Infection patterns in barley and wheat spikes inoculated with wild-type and trichodiene synthase gene disrupted Fusarium graminearum. Proceedings of the National Academy of Sciences 102(46): 16892-16897. doi: 10.1073/pnas.0508467102
Karlsson I, Persson P, Friberg H (2021) Fusarium Head Blight From a Microbiome Perspective. Front. Microbiol. 12: 628373. doi: 10.3389/fmicb.2021.628373
Keller MD, Bergstrom GC, Shields EJ (2014) The aerobiology of Fusarium graminearum. Aerobiologia 30: 123–136. doi: 10.1007/s10453-013-9321-3
Martinez M, Dinolfo M, Castañares E, Stenglein S (2019) Fusarium graminearum sensu stricto associated with head blight on rye (Secale cereale L.) in Argentina. Journal of Plant Protection Research 59(2): 287-292. doi: 10.24425/jppr.2019.129280
Mastanjević K, Krstanović V, Mastanjević K, Šarkanj B (2018) Malting and Brewing Industries Encounter Fusarium spp. Related Problems. Fermentation 4(1): 3. doi: 10.3390/fermentation4010003
, (1997) Scab of wheat and barley: a re-emerging disease of devastating impact. Plant Dis. 81: 1340–1348. doi: 10.1094/PDIS.1997.81.12.1340
Modrzewska M, Bryła M, Kanabus J, Pierzgalski A (2022) Trichoderma as a biostimulator and biocontrol agent against Fusarium in the production of cereal crops: opportunities and possibilities. Plant Pathol. doi: 10.1111/ppa.13578
Molto GA (2000) Tricotecenos en cervezas. Tesis de Magister. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires., 172 p.
Navasca A, Dangi S, Baldwin SA, et al. (2024) Development and Validation of a TaqMan Multiplex Real-Time PCR Assay for High-Throughput Quantification of Fusarium graminearum Biomass in Barley Spikes and Grains. Plant Health Progress 25: 156-164. doi: 10.1094/PHP-07-23-0065-RS
Neira MS (2000) Influencia de los procesos de elaboración en el contenido de micotoxinas de alimentos de consumo masivo. Tesis de Doctor. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.
Nielsen LK, Cook DJ, Edwards SG, Ray RV (2014) The prevalence and impact of Fusarium head blight pathogens and mycotoxins on malting barley quality in UK. International Journal of Food Microbiology 179(100): 38-49. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2014.03.023
O’Donnell K, Whitaker BK, Laraba I, et al. (2022) DNA Sequence-Based Identification of Fusarium: A Work in Progress. Plant Disease 106(6): 1597-1609. doi: 10.1094/PDIS-09-21-2035-SR
Parry DW, Jenkinson P, Mcleod L (1995) Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals—a review. Plant Pathology 44: 207-238. doi: 10.1111/j.1365-3059.1995.tb02773.x
Paudel B, Pedersen C, Yen Y, Marzano SL (2022) Fusarium graminearum Virus-1 Strain FgV1-SD4 Infection Eliminates Mycotoxin Deoxynivalenol Synthesis by Fusarium graminearum in FHB. Microorganisms 10(8): 1484. doi: 10.3390/microorganisms10081484
Pena GA, Cardenas MA, Monge MP, et al. (2022) Reduction of Fusarium proliferatum growth and fumonisin accumulation by ZnO nanoparticles both on a maize based medium and irradiated maize grains. International Journal of Food Microbiology 363: 109510. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109510
Petti C, Reiber K, Ali SS, et al. (2012) Auxin as a player in the biocontrol of Fusarium head blight disease of barley and its potential as a disease control agent. BMC Plant Biology12: 224. doi: 10.1186/1471-2229-12-224
Quarantin A, Glasenapp A, Schäfer W, et al. (2016) Involvement of the Fusarium graminearum cerato-platanin proteins in fungal growth and plant infection. Plant Physiol Biochem. 109: 220-229. doi: 10.1016/j.plaphy.2016.10.001
Schoneberg T, Musa T, Forrer HR, et al. (2018) Infection conditions of Fusarium graminearum in barley are variety specific and different from those in wheat. European Journal of Plant Pathology (in press): 1-15. doi: 10.1007/s10658-018-1434-7
, , , (2021) A natural two-nucleotide deletion affirms role for NADPH oxidase in pathogenicity and perithecium formation in Fusarium graminearum species complex. Plant Pathology 00: 1– 9. doi: 10.1111/ppa.13499
Taheri P (2018) Cereal diseases caused by Fusarium graminearum: from biology of the pathogen to oxidative burst-related host defense responses. European Journal of Plant Pathology 1–20. doi: 10.1007/s10658-018-1471-2
Vicente I, Quaratiello G, Baroncelli R, et al. (2022) Insights on KP4 Killer Toxin-like Proteins of Fusarium Species in Interspecific Interactions. Journal of Fungi 8(9): 968. doi: 10.3390/jof8090968
Yoshida M, Nakajima T, Arai M, et al. (2008) Effect of the timing of fungicide application on Fusarium head blight and mycotoxin accumulation in closed-flowering barley. Plant Disease 92: 1164-1170. doi: 10.1094/PDIS-92-8-1164
Zhang L, Sun K, Li Y, et al. (2022) The Importin FgPse1 Is Required for Vegetative Development, Virulence, and Deoxynivalenol Production by Interacting with the Nuclear Polyadenylated RNA-Binding Protein FgNab2 in Fusarium graminearum. Phytopathology 112(5): 1072-1080. doi: 10.1094/PHYTO-08-21-0357-R
, , , et al. (2021) Microtubule‐assisted mechanism for toxisome assembly in Fusarium graminearum. Molecular Plant Pathology 22: 163– 174. doi: 10.1111/mpp.13015