Un nuevo estudio dirigido por investigadores de Texas A&M AgriLife ha revelado cierta resistencia a la enfermedad de las virutas de cebra entre ciertas especies silvestres de papa.
por Paul Schattenberg, Universidad Texas A&M
El estudio de 52 especies de papas silvestres, de las cuales una accesión fue resistente y tres tolerantes a la enfermedad, se realizó como parte de un esfuerzo por identificar una nueva resistencia genética a la enfermedad, que afecta la producción de papa en todo el mundo.
El estudio, «Identificación y caracterización de la resistencia a las virutas de papa cebra entre las especies silvestres de Solanum», apareció recientemente en la revista Frontiers in Microbiology .
El investigador principal del estudio fue Kranthi Mandadi, Ph.D., científico de Texas A&M AgriLife Research en el Texas A&M AgriLife Research and Extension Center en Weslaco y profesor asociado en el Departamento de Fitopatología y Microbiología de Texas A&M.
Los co-investigadores del estudio incluyen a Isabel Vales, Ph.D., profesora asociada de AgriLife Research y mejoradora de papas, Bryan-College Station, y Carlos Avila, Ph.D., profesor asociado de AgriLife Research y mejorador de vegetales, Weslaco, ambos en el Departamento de Ciencias Hortícolas; y Freddy Ibanez, Ph.D., científico de AgriLife Research en el centro y profesor asistente en el Departamento de Entomología de Texas A&M.
Otros involucrados en el estudio fueron los científicos de Texas A&M AgriLife Research, Victoria Mora, MS, Manikandan Ramasamy, Ph.D., Mona Damaj, Ph.D., y Sonia Irigoyen, Ph.D., en el centro de Weslaco, así como Veronica Ancona, Ph.D., patóloga de plantas y profesora asociada en Texas A&M University-Kingsville.
«Este tipo de resultado fue precisamente lo que AgriLife Research imaginó cuando decidimos financiar las becas de semillas de enfermedades de vectores de insectos», dijo Henry Fadamiro, Ph.D., director científico y director asociado de AgriLife Research, y decano asociado de Texas A&M College of Agricultura y Ciencias de la Vida. «Nos gustaría agradecer a la Legislatura de Texas por financiar la Solicitud de artículo excepcional IVD de AgriLife Research que ha hecho posible estas subvenciones iniciales. Su apoyo continuo es invaluable».
¿Qué es la enfermedad de las fichas de cebra?
Zebra chip es una enfermedad compleja debido a su asociación con la bacteria no cultivable Candidatus Liberibacter solanacearum y la transmisión por un insecto vector, el psílido de la papa. Reportada por primera vez en Saltillo, México, y posteriormente en el sur de Texas, la enfermedad se detectó en muchos otros estados y regiones productoras de papa comercial del mundo. Si no se controla, puede resultar en pérdidas de rendimiento de papa de hasta un 94%.
Los síntomas sobre el suelo de las plantas afectadas por astillas de cebra incluyen la decoloración violácea de las hojas jóvenes, el enrollamiento hacia arriba de las hojas superiores, la presencia de tubérculos aéreos, el marchitamiento, el retraso en el crecimiento y la muerte de la planta.
«Los tubérculos afectados por astillas de cebra son de mala calidad y muestran pardeamiento de anillos vasculares y manchas marrones», dijo Mandadi. «Estas papas fritas también tienen un sabor amargo y rayas de color marrón oscuro, como patrones de cebra cuando se fríen».
Dijo que la enfermedad finalmente reduce el rendimiento y la calidad del tubérculo se vuelve incomercial.
«Si no se controla, la enfermedad puede convertirse en un detrimento significativo para la producción de papa».
¿Por qué el estudio?
La patata se cultiva en más de 160 países y se considera el cuarto cultivo alimentario básico más importante después del trigo, el maíz y el arroz. Es una rica fuente de carbohidratos y proporciona otros nutrientes esenciales, como fibra dietética, vitaminas, minerales, proteínas y antioxidantes.
«La papa es un cultivo alimentario importante en todo el mundo», dijo Mandadi. «A medida que la demanda de productos de patata fresca y procesada aumenta a nivel mundial, existe la necesidad de gestionar y controlar enfermedades emergentes como la viruta de cebra».
En Texas, las papas se cultivan en todas las regiones que tienen una cantidad significativa de producción comercial de vegetales. La superficie comercial para la producción de papa se encuentra en South Plains, Panhandle y Rolling Plains, así como en las áreas de Winter Garden y Rio Grande Valley.
«En Texas, hemos estado lidiando con los problemas de los chips Zebra durante más de 20 años», dijo Vales. «Durante ese tiempo, la enfermedad se ha generalizado y se ha expandido no solo en este estado sino también en otros estados productores de papa».
La bacteria y el insecto vector asociado con la enfermedad de las virutas de cebra también pueden afectar otros cultivos y productos vegetales, como tomates, pimientos y zanahorias.
Vales dijo que las estrategias actuales de manejo de chips de cebra giran principalmente en torno al control del vector psílido con insecticidas o mediante la alteración de las prácticas culturales, como programar las fechas de siembra para retrasar la exposición a la población de psílidos.
«Pero ambos tienen solo beneficios marginales, y aunque el uso de medidas químicas ha ayudado a controlar la población de psílidos, este enfoque está asociado con altos costos y el potencial de una mayor resistencia a los insecticidas», dijo. «Es por eso que la identificación y el cultivo de nuevas resistencias y tolerancias genéticas al chip de cebra es otra vía importante para lograr el manejo integrado de plagas».
Vales dijo que estudios previos han informado variaciones en la preferencia del psílido por las especies de papas silvestres y sus clones reproductores.
Los resultados del estudio
«Durante los últimos cuatro años, nuestro equipo ha estado estudiando enfoques para controlar la enfermedad de las virutas de cebra gracias a la financiación inicial de proyectos asociados con el Programa de subvenciones para enfermedades de vectores de insectos», dijo Mandadi.
El material vegetal de 52 accesiones de papa silvestre pertenecientes a una secta de Solanum. En el estudio se utilizó un panel de diversidad de petota, cultivado a partir de semillas de papa verdaderas obtenidas del Sistema Nacional de Germoplasma de Plantas de EE. UU. en Wisconsin.
«Se identificaron nuevas fuentes de resistencia a las virutas de cebra entre una colección silvestre de especies de Solanum con tubérculos presentes en el panel de Petota», dijo Mandadi. «Este panel de papas silvestres es una colección diversa y taxonómicamente bien caracterizada de la que se pueden extraer valiosas características de las papas».
Varias de las 52 accesiones eran susceptibles y moderadamente susceptibles, mostrando algo de enrollamiento de las hojas hacia arriba, clorosis y atrofia de las plantas, dijo Mandadi.
«Pero luego de la selección, las evaluaciones fenotípicas y la cuantificación de las bacterias en las accesiones infectadas con psílidos portadores de bacterias, identificamos una accesión resistente a las astillas de cebra, Solanum berthaultii, junto con otras tres accesiones que eran moderadamente tolerantes a las astillas de cebra».
Las tres accesiones identificadas en el estudio como moderadamente tolerantes al chip de cebra fueron S. kurtzianum, S. okadae y S. raphanifolium.
El equipo de Mandadi también encontró que S. berthaultii tiene tricomas de hojas glandulares densas, y esta modificación estructural foliar podría ser un factor responsable de gran parte de la resistencia observada a las virutas de cebra.
«La porción foliar produce una sustancia pegajosa que parece atrapar al psílido en la planta cuando entra en contacto con ella», explicó Mandadi. «Como resultado, muchos psílidos mueren antes de reproducirse, lo que reduce la transmisión de la bacteria a las plantas».
Señaló que la accesión de papa silvestre de S. berthautii se originó en Bolivia, que se encuentra junto a Perú, históricamente identificado como el «lugar de nacimiento» ancestral de la papa cultivada.
Dijo que S. berthaultii es una fuente prometedora de resistencia al psílido cebra que puede estudiarse más a fondo para comprender los mecanismos de resistencia de los insectos e incorporarse al sistema de producción de papa.
«Posiblemente podría usarse para cultivar nuevos cultivares de papa o incluso como un ‘cultivo trampa’ que se puede plantar junto a cultivares de papa más tradicionales como una forma de ayudar a eliminar los psílidos», dijo Mandadi.
También señaló que enfoques similares para identificar nuevas resistencias y tolerancias genéticas en especies de plantas silvestres podrían ayudar a controlar otras enfermedades devastadoras de los cultivos, como el tizón tardío de la papa, el enverdecimiento de los cítricos, la enfermedad de Pierce de las uvas y la marchitez del banano .
Más información: Victoria Mora et al, Identificación y caracterización de la resistencia a chips de papa cebra entre especies silvestres de Solanum,
Frontiers in Microbiology (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2022.857493
