Carbón de caña de azúcar - Sugarcane smut

Tizón de caña de azúcar
El látigo negro producido por el carbón de la caña de azúcar
Nombres comunes	obscenidad de la caña de azúcar
Agentes causales	Sporisorium scitamineum
Hospedadores	Caña de azúcar
Código EPPO	USTISC

El carbón de la caña de azúcar es una enfermedad fúngica de la caña de azúcar causada por el hongo Sporisorium scitamineum. La enfermedad se conoce como culmicolous, que describe el crecimiento del hongo del tallo en la caña. Ataca a varias especies de caña de azúcar y se ha informado que también ocurre en algunas otras especies de gramíneas, pero no en una cantidad crítica. La característica más reconocible de esta enfermedad es un crecimiento negro o gris que se conoce como "látigo de obscenidad". La resistencia al carbón de la caña de azúcar es el mejor curso de acción para el manejo, pero también es importante el uso de semillas libres de enfermedades. En operaciones de menor escala, los tratamientos que utilizan agua caliente y la eliminación de plantas infectadas pueden ser efectivos. El principal modo de dispersión de las esporas es el viento, pero la enfermedad también se propaga mediante el uso de esquejes infectados. El carbón de la caña de azúcar es una enfermedad devastadora en las áreas productoras de caña de azúcar a nivel mundial.

Huéspedes y síntomas

El carbón de la caña de azúcar infecta a todas las especies de caña de azúcar a menos que la especie sea resistente. El daño causado depende de la susceptibilidad de la especie. Los campos de caña de azúcar se plantan utilizando esquejes vegetativos de plantas madre para que tengan la misma composición genética de la planta madre. Las semillas no se utilizan en la propagación porque la caña de azúcar es un híbrido de múltiples especies y, por lo tanto, es difícil de criar. El carbón de la caña de azúcar también puede infectar a otras especies de gramíneas fuera de la caña de azúcar. Sin embargo, sobre todo permanece en plantas del género Saccharum .

De dos a cuatro meses después de que el hongo ha infectado la planta, del meristemo o punto de crecimiento de la planta emergen estructuras negras en forma de látigo, en lugar de una hoja fusiforme. El látigo en desarrollo es una mezcla de tejido vegetal y tejido fúngico. El látigo alcanza la madurez entre el sexto y el séptimo mes. Cuando se liberan las esporas que están contenidas dentro del látigo, el núcleo del látigo permanece atrás y tiene un color similar a la paja.

Las plantas infectadas con el hongo generalmente parecen tener tallos delgados y, a menudo, están atrofiadas. Terminan macollando mucho más de lo normal y esto da como resultado hojas más delgadas y mucho más débiles. A veces se parecen más a la hierba que las plantas no infectadas. Los síntomas menos comunes de la enfermedad son las agallas del tallo o las hojas y la proliferación de yemas.

Ciclo de la enfermedad

El carbón de la caña de azúcar se disemina a través de las teliosporas que se producen en el látigo del carbón. Estas teliosporas, ubicadas en el suelo o en la planta, germinan en presencia de agua. Después de la germinación, producen promicelio y se someten a meiosis para crear cuatro esporidios haploides . El carbón de la caña de azúcar es bipolar y, por lo tanto, produce dos tipos de apareamiento diferentes de sporida. Para que ocurra la infección, dos esporidas de diferentes tipos de apareamiento deben unirse y formar un dikaryon. Este dikaryon produce hifas que penetran en las escamas de las yemas de la planta de caña de azúcar e infectan el tejido meristemático. El hongo crece dentro del tejido meristemático e induce la formación de estructuras florales que coloniza para producir sus teliopores. Las estructuras florales, generalmente flechas típicas de la hierba, se transforman en un látigo como sorus que crece entre las vainas de las hojas. Al principio, está cubierto por un peridio plateado delgado (este es el tejido del huésped) que se despega fácilmente cuando se deseca para exponer las teliosporas hollín de color negro-marrón. Estas teliosporas luego se dispersan a través del viento y el ciclo continúa. Las esporas son de color marrón rojizo, redondas y subovoides y pueden ser suaves a moderadamente equinuladas. El tamaño varía de 6,5 a 8 um. Los cultivares de caña de azúcar destinados a la distribución a otras áreas geográficas deben someterse a pruebas de susceptibilidad a las poblaciones de S. scitamineum en cada área.

Ambiente

El carbón de la caña de azúcar es una enfermedad muy extendida y prevalece en América Central y del Sur, África y el suroeste de Asia. El carbón de la caña de azúcar se ha informado en todos los países que se encuentran entre los 20 grados al norte y al sur del ecuador. El patógeno se desarrolla bien en climas cálidos y secos durante la mayor parte del ciclo de la enfermedad, pero requiere condiciones húmedas para que germinen las teliosporas.

La expresion genica

La resistencia a las enfermedades de las plantas es el resultado de la coevolución entre la planta y el patógeno. Durante la infección por Ustilago scitaminea, el hongo crece dentro del tejido meristemático e induce la formación de estructuras florales, que coloniza para producir sus teliopores. Las estructuras florales, generalmente panículas de hierba típicas, se transforman en un soro parecido a un látigo que crece rápidamente y sobresale entre las vainas de las hojas. El desarrollo del carbón de la caña de azúcar depende de la interacción entre el medio ambiente, la variedad de la caña de azúcar y el patógeno en sí. Si la interacción entre las variedades resistentes al carbón y el patógeno no es de afinidad, se produce resistencia a las enfermedades; sin embargo, si la interacción entre las variedades susceptibles al carbón y el patógeno es de afinidad, se produce la susceptibilidad a la enfermedad. Una serie de cambios fisiológicos y bioquímicos, junto con la respuesta molecular, ocurren durante el período entre la aparición del estrés en la planta por la invasión del patógeno y la posterior interacción planta-patógeno. Se han realizado avances en los estudios de las bases moleculares de la resistencia al carbón de la caña de azúcar. Según un estudio, el tipo de resistencia es una resistencia de un solo gen en el sitio del gen N52 / 219. Además, este estudio habló de varias cepas o razas diferentes de Ustilago scitaminea. A pesar de lo aprendido, se necesitan más estudios sobre la interacción molecular en este patosistema para descubrir los mecanismos de la resistencia al carbón.

Expresión de proteínas

A pesar de lo que se ha aprendido, se sabe poco sobre el trasfondo proteómico de la interacción entre el patógeno y el huésped en este patosistema.

Gestión

El manejo del carbón de la caña de azúcar se realiza mediante el uso de cultivares resistentes, fungicidas y material de siembra libre de enfermedades. El control se logra principalmente mediante el uso de cultivares resistentes en áreas donde la enfermedad está presente. Los fungicidas también se utilizan para el control de esta enfermedad, pero se prefieren los cultivares típicamente resistentes debido al costo de los fungicidas. En áreas donde aún no se ha encontrado esta enfermedad, es importante utilizar material de plantación libre de enfermedades para no introducir el patógeno. A veces, los gobiernos implementan regulaciones importantes para ayudar a prevenir la propagación de la enfermedad. Las cuarentenas también se implementan en áreas infectadas.

Importancia

Históricamente, el carbón de la caña de azúcar se observó por primera vez en 1877, en la región de Natal de Sudáfrica. La enfermedad ha sido un problema en casi todos los países donde se cultiva la caña de azúcar. El carbón de la caña de azúcar no llegó al hemisferio occidental hasta la década de 1940, cuando llegó a Argentina. Australia fue el último gran productor de caña de azúcar infectado. En 1998, la costa occidental se infectó, pero los principales centros de producción de Australia se encuentran en la costa este del país. Ahora se han encontrado plantas infectadas en ambos lados del país, lo que hace que el carbón de la caña de azúcar sea un problema en todos los centros de producción. A veces, la enfermedad pasaba desapercibida o no se detectaba hasta que acababa con grandes extensiones de cultivo.

El carbón de la caña de azúcar puede causar cualquier pérdida a las variedades susceptibles. Se podía ver desde el 30% hasta la pérdida total de cosechas. La reducción del rendimiento depende principalmente de las razas del patógeno presente, la variedad de caña de azúcar y las condiciones ambientales. Las plantas de caña de azúcar son retoños, lo que significa que la planta rebrota después de la cosecha y proporciona la siguiente cosecha. Debido a esta naturaleza perenne, una mala cosecha total puede llevar a la necesidad de replantar un campo. Ahora, es típico reemplazar áreas que han sido infectadas con variedades resistentes de caña de azúcar.

Ver también

• Smut (hongo)

Referencias