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Revista mexicana de fitopatología

versión On-line ISSN 2007-8080versión impresa ISSN 0185-3309

Rev. mex. fitopatol vol.37 no.1 Texcoco ene. 2019  Epub 21-Ago-2020

https://doi.org/10.18781/r.mex.fit.1810-3 

Reportes fitopatológicos

Primer reporte de marchitamiento por Fusarium en Citrus sinensis var. Valencia en el Valle del Yaqui, México

Fannie Isela Parra-Cota1 

Jesús García Pereyra2 

Gabriel Nicolás Aviña Martínez2 

Sergio de los Santos-Villalobos3  * 

1 Campo Experimental Norman E. Borlaug, INIFAP, Norman E. Borlaug Km 12, C.P.85000, Ciudad Obregón, Sonora, México,

2 Instituto Tecnológico del Valle del Guadiana, Carretera Durango - México Km 22.5, C.P. 34371, Ejido Villa Montemorelos, Durango,

3 CONACYT-Instituto Tecnológico de Sonora, 5 de febrero 818 Sur, Colonia Centro, C.P.85000, Ciudad Obregón, Sonora, México.


Resumen

Muerte de naranjos (Citrus sinensis L. Osberck) var. “Valencia” fue observada en el Valle del Yaqui, México, en agosto de 2017. Para identificar el agente causal, se recolectaron hojas, ramas y raíces de árboles sintomáticos. Siete aislados fúngicos fueron obtenidos de raíces presentando oscurecimiento del sistema vascular, llamados FS1 a FS7. Las características macro y microscópicas típicas del género Fusarium fueron observadas en todos los aislados mono-espóricos obtenidos, tales como: abundante micelio algodonoso de color blanco y un anverso de color púrpura o amarillo en PDA, macroconidias curvas más ancha en la parte central de su longitud, y ovaladas, reniformes, alargadas, de ovaladas a obovoides con una base truncada, y microconidias septadas. La secuenciación de la región de Espaciadores Internos Transcritos (ITS) mostró una alta cobertura y similitud (> 99%) con secuencias del Complejo de Especies de Fusarium solani (CEFS). La inoculación de naranjos de 1 año de edad con cada uno de los aislados de Fusarium obtenidos provocó el oscurecimiento del sistema vascular de la raíz y la muerte de estos árboles, lo que confirma que estos aislado fueron los agentes causales del marchitamiento por Fusarium observados en árboles de naranja en campos comerciales del Valle del Yaqui. Este es el primer reporte de marchitamiento por Fusarium en cítricos en dicha región.

Palabras clave: Hongo; Postulados de Koch; ITS

Abstract

Death of orange trees (Citrus sinensis L. Osberck) var. “Valencia” was observed in the Yaqui Valley, Mexico, in August 2017. In order to identify the causal agent, leaves, branches, and roots from symptomatic trees were collected. Seven fungal isolates were obtained from brown roots, encoded FS1 to FS7. Macro and microscopic characteristics typical of the genus Fusarium were observed in all obtained single-spored isolates, such as: abundant white cottony mycelium and a purple or yellow undersurface on PDA, curved macroconidia widest in the middle of their length, and oval, reniform, elongated oval to obovoid with a truncate base, and septated microconidia. The sequencing of the Internal Transcribed Spacer (ITS) region showed high coverage and similarity (>99%) to sequences of the Fusarium solani species complex (FSSC). The inoculation of 1-year-old orange trees with each obtained Fusarium isolate caused browning of the root vascular system and death of these trees, confirming that those isolates were the causal agents of Fusarium wilt observed in orange tress in commercial fields in the Yaqui Valley. This is the first report of Fusarium wilt on citrus in that region.

Key words: Fungi; Koch’s postulates; ITS

La producción de cítricos en México ha aumentado, al ser este cultivo frutal el de mayor valor en el mercado internacional (http://www.fao.org) debido a su uso en la producción de jugos, mermeladas y otros. Sin embargo, las enfermedades de cítricos, en particular aquellas causadas por hongos, causan pérdidas económicas en todo el mundo y, en algunos casos, pueden reducir la producción total hasta en 50% (Ochoa et al., 2007). En agosto de 2017 se observaron síntomas tales como clorosis, necrosis, desecamiento, caída prematura de hojas, marchitez, y luego muerte (~ 60 ha y-1) de naranjos (Citrus sinensis L. Osberck) var. “Valencia” en huertos comerciales de naranjo en el Valle del Yaqui, Sonora (26° 45’-27° 33’N latitud y 109° 30’-110° 37’W longitud), una de las regiones agrícolas más importantes de México (Figura 1A). Así, se recolectaron hojas, ramas y raíces de diez naranjos sintomáticos y fueron colocados en cámaras húmedas a 4 °C para ser transportadas al laboratorio, donde se identificó el agente biológico causal de dichos síntomas. El análisis visual de las muestras colectadas indicó la presencia de oscurecimiento (tonos de color café) en el sistema vascular de las raíces de dichos árboles (Figura 1B). Por ello, se esterilizaron cincuenta segmentos de dichas raíces usando una solución de hipoclorito de sodio al 1% por 2 min, lavadas dos veces usando agua destilada (121 °C y 15 psi por 15 min), y se cortaron en pedazos de 1 cm. Más adelante, los pedazos de raíces fueron colocados en Papa-Dextrosa-Agar (PDA) (complementado con 80 µg mL-1 de ácido nalidíxico), e incubadas por 5 días a 28±2 °C (12 h de oscuridad y 12 h de luz) (Villa-Rodriguez et al., 2016). Después del periodo de incubación, cada colonia fúngica fue aislada usando el medio y las condiciones de cultivo mencionadas anteriormente, con lo cual se obtuvieron siete aislados fúngicos, a los que se les dieron claves FS1 a FS7. Estos aislados fueron depositados en la Colección de Microorganismos Edáficos y Endófitos Nativos- COLMENA (www.itson.edu.mx/colmena) (de los Santos-Villalobos et al., 2018).

Se observaron características macro y microscópicas (se produjeron preparaciones semipermanentes en ácido láctico y examinadas con un microscopio óptico) típicas del género Fusarium para los siete aislados obtenidos de cultivos mono-espóricos (Leslie y Summerell, 2006), i.e. 1) abundante micelio algodonoso y un color morado o amarillo debajo de la superficie en PDA, 2) macroconidios curveados con un mayor ancho a la mitad de su largo, y 3) microconidios septados ovalados, reniformes, ovalados alargados a obovoides con una base truncada (Figura 2). La identificación molecular -a nivel de género - de estos aislados se realizó secuenciando la región de Espaciadores Internos Transcritos (ITS). Primeramente, 1 x 106 esporas de cada aislado fúngico fueron inoculadas de manera separada en tubos con 5 mL de Caldo de Papa y Dextrosa (CPD), e incubados por 3 días a 28 °C, (en oscuridad). Al final del periodo de incubación, la suspensión celular fue centrifugada por 5 min a 2,500 de Fuerza Centrífuga Relativa (FCR) para obtener micelios fúngicos. El ADN genómico fúngico fue extraído de 500 mg de micelio fresco, el cual fue resuspendido con una pipeta en 500 µL de una solución amortiguadora de extracción (200 mmol Tris HCl pH 8.5, 250 mmol NaCl, 25 mmol EDTA, y 0.5% SDS). La solución acuosa resultante fue mezclada de forma homogénea con 350 µL de fenol. Posteriormente, se agregaron y mezclaron 150 µL de cloroformo, y la suspensión fue centrifugada por 1 h en una centrífuga Eppendorf (13,000 RCF). La fase superior acuosa fue transferida a un tubo Eppendorf esterilizado y mezclado con alrededor de 0.54 volúmenes de isopropanol (250 µL), y centrifugada por 5 min en una centrífuga Eppendorf (13,000 RCF) para la precipitación de ADN (Valenzuela-Aragon et al., 2018). El ADN obtenido fue secado a temperatura ambiente y resuspendido en 30 µL de agua libre de nucleasas (esterilizada). Luego, la mezcla de 50 µL de PCR contuvo 100 ng de ADN genómico fúngico, 0.2 µmol de cada par de oligonucleótidos [ITS1 (5´-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3´) y ITS4 (5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’) (White et al., 1990)], y 4 U MyTaq polimerasa (Bioline). Las condiciones de PCR para la amplificación de la región de ITS consistió en un paso inicial de desnaturalización a 94 °C (3 min), 35 ciclos de desnaturalización a 94 °C (30 s), seguido de un alineamiento a 55 °C (30 s), y extensión a 72 °C (1 min), así como un paso final de extensión a 72 °C (10 min) (de los Santos-Villalobos et al., 2013). Los productos del PCR fueron analizados por electroforesis en gel de agarosa/TAE (2%), y purificados usando ISOLATE II PCR y Gel Kit (Bioline), y luego fueron secuenciados usando la plataforma Sanger (ABI 3730 XL, Applied Biosystem) de Genomic Services Laboratory (LANGEBIO, Irapuato, Guanajuato, Mexico). Las secuencias de ADN obtenidas fueron editadas y analizadas usando el software FinchTV 1.4.0 by Geospiza, Seattle, WA; y BLAST (NCBI, www.ncbi.nlm.nih.gov), respectivamente. Las secuencias de ITS obtenidas presentaron una alta cobertura (> 99%) y similitud (> 99%) con el complejo de especies de Fusarium solani (CEFS), el cual es un grupo que en la actualidad se estima que contiene al menos 60 especies filogenéticamente diferentes (Coleman, 2016). Por ende, con base en la identificación molecular de ITS, los siete aislados estudiados pertenecen al género Fusarium, sin embargo más y más robustas relaciones filogenéticas deben ser desarrolladas para clasificar estos aislados a nivel de especie. Las secuencias obtenidas de Fusarium fueron depositadas en el Genbank de NCBI como: FS1 (MG262553), FS2 (MG262554), FS3 (MG262555), FS4 (MG262556), FS5 (MG262557), FS6 (MG262558), y FS7 (MG262559).

Figura 1 Síntomas de naranjos (Citrus sinensis L. Osberck) var. Valencia” en el Valle del Yaqui, Sonora. A) Síntomas inclu yen: clorosis, necrosis, desecamiento, caída prematura de hojas, marchitez y luego muerte vs. un árbol sano. B) Naranjo sintomático presentando tonos de color café en el sistema vascular de las raíces vs. raíz sana. 

Figura 2 Caracterización morfológica de agentes asociados aislados de raíces sintomáticas. Características macroscópicas, abundante micelio algodonoso de color blanco y un anverso de color púrpura o amarillo en PDA. Características microscópicas, macroconidios curveados, de mayor ancho a mitad de su longitud. 

Se llevaron a cabo ensayos de patogenicidad de forma separada para cada aislado estudiado de Fusarium bajo condiciones de invernadero (13 h de oscuridad a 14 °C, 2 h de luz a 18 °C, 7 h de luz a 25 °C, y 2 h de luz a 18 °C; y 80% de humedad relativa). Así, cinco naranjos de un año de edad de la var. “Valencia” con raíces dañadas (se realizaron pequeñas incisiones con un bisturí estéril) fueron inoculados con una suspensión conidial (1x104 conidios mL-1 y 50 mL planta-1); se estableció un control negativo con agua destilada estéril rociada sobre la herida de la planta. Después de 30 días, se observó una coloración café en el sistema vascular de las raíces en 100% de los árboles inoculados (las plantas control fueron asintomáticas y no se recuperó ningún cultivo de Fusarium), causando la muerte de los mismos, de donde se recuperó cada aislado de Fusarium y se caracterizó como se describe anteriormente, confirmando 1) la alta virulencia de estos aislados , y 2) su papel como agente causal de los síntomas y la muerte de naranjos observados en huertos comerciales en el Valle del Yaqui.

Con base en observaciones morfológicas, la caracterización molecular parcial y el cumplimiento de los postulados de Koch, pudimos identificar que los aislados estudiados (pertenecientes al CEFS) fueron el agente causal del marchitamiento en naranjos var. “Valencia” en el Valle del Yaqui. Hallazgos similares han sido reportados en California (Estados Unidos), identificando a Fusarium solani y Phytopstora spp. como los agentes causales de la descomposición oscura en la corteza de las raíces y la corona inferior del tronco, así como clorosis en hojas y marchitamiento en naranjos y limoneros (Adesemoye et al., 2011). Además, Fogliata et al. (2013) reportaron la presencia de pudrición por Fusarium en limoneros, e identificaron a Fusarium oxysporum como el agente causal. Recientemente, Sandoval-Denis et al. (2018) establecieron la diversidad de Fusarium relacionada a árboles de cítricos en Europa, al usar el análisis morfológico y molecular. Las especies más comúnmente aisladas fueron F. sarcochroum, F. oxysporum y Fusarium solani; también propusieron un nuevo linaje totalmente apoyado, divergente filogenéticamente y morfológicamente, que se llama complejo de especie F. citricola (CEFC).

Si bien el marchitamiento había sido observado previamente en México, existen sólo dos casos reportados en la Colección Nacional de Hongos de EE.UU. (https://nt.ars-grin.gov/fungaldatabases/). Por ello, hasta donde es de nuestro conocimiento, este es el primer reporte de marchitez por Fusarium en naranjos del Valle del Yaqui, causando un oscurecimiento en el sistema vascular de raíces y la muerte de árboles (~ 60 ha y-1). Como Fusarium es un fitopatógeno virulento, es posible que el uso intensivo del arado para desagregar suelo arcilloso compactado en los huertos comerciales de naranjos en el Valle del Yaqui haya dañado el sistema de raíces de los árboles, lo cual, en combinación con condiciones del suelo y climáticas (temperatura y humedad) fue una de las fuerzas impulsoras para el brote de marchitamiento por Fusarium.

Agradecimientos

Los autores agradecen el financiamiento otorgado por el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON) a través del Proyecto PROFAPI 2018_0012. Además, quisiéramos agradecer a Luis Abraham Chaparro, Bernardo Flores y Levi Flores por el apoyo a nivel molecular y microbiológico, respectivamente.

Literatura citada

Adesemoye A, Eskalen A, Faber B, O’Connell N. 2011. Current knowledge on Fusarium dry root rot of citrus. Citrograph 2(7):29-33. http://www.citrusresearch.org/citrograph/nov-dec_citrograph/#more-3226Links ]

Coleman JJ. 2016. The Fusarium solani species complex: ubiquitous pathogens of agricultural importance. Mol Plant Pathol 17(2):146-58. https://10.1111/mpp.12289. [ Links ]

de los Santos-Villalobos S, Guzmán-Ortiz DA, Gómez-Lim MA, Délano-Frier JP, de-Folter S, Peña-Cabriales JJ. 2013. Potential use of Trichoderma asperellum (Samuels, Liechfeldt et Nirenberg) T8a as a biological control agent against anthracnose in mango (Mangifera indica L.). Biological Control 64(1):37-44. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2012.10.006Links ]

de los Santos-Villalobos S, Parra-Cota FI, Herrera-Sepúlveda A, Valenzuela-Aragon B, Estrada-Mora JC. 2018. Colección de microorganismos edáficos y endófitos nativos para contribuir a la seguridad alimentaria nacional. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 9: 191-202. https://doi.org/10.29312/remexca.v9i1.858Links ]

Fogliata GM, Martínez CV, Acosta ME, Muñoz ML, Ploper LD. 2013. First report of Fusarium rot caused by Fusarium oxysporum on lemon in Tucumán, Argentina. Plant Disease. 97(7):989. https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/PDIS-01-12-0069-PDNLinks ]

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Valenzuela-Aragon B, Parra-Cota FI, Santoyo G, Arellano-Wattenbarger GL, de los Santos-Villalobos S. 2018. Plant-assisted selection: a promising alternative for in vivo identification of wheat (Triticum turgidum L. subsp. Durum) growth promoting bacteria. Plant and Soil. In press. https://doi.org/10.1007/s11104-018-03901-1Links ]

Villa-Rodríguez E, Lugo-Enríquez C, de los Santos-Villalobos S, Parra-Cota FI, Figueroa López P. 2016. First report of Cochliobolus sativus causing spot blotch on durum wheat (Triticum durum) in the Yaqui valley, México. Plant Disease, 100(11): 2329. https://doi.org/10.1094/PDIS-05-16-0634-PDN [ Links ]

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Recibido: 13 de Octubre de 2018; Aprobado: 22 de Diciembre de 2018

*Autor para correspondencia: sergio.delossantos@itson.edu.mx

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