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Identificación molecular y caracterización de cepas coleccionadas de Phoma terrestris frente a cultivares argentinos de cebolla, para la introducción de resistencia

Molecular identification and characterization of collected strains of Phoma terrestris in presence of argentine onion varieties, to introduce resistance

 

Director: LINARDELLI, Clara Elena

E-mail clinardelli@fca.uncu.edu.ar

 

Co-Director: GALMARINI, Claudio

 

Integrantes: LAFI, Jorge Gustavo; TARQUINI, Adriana María; PUGLIA, María Carolina; SOTO, José Alfredo; TENZI, María Laura; ECHEVARRIA, Susana; BUSSETTI, Eduardo; GARCIA LAMPASONA, Sandra; MASUELLI, Ricardo Williams; SALVALAGGIO, Andrea

 

Resumen Técnico

Las pérdidas causadas por enfermedades provocadas por hongos del suelo, constituyen una limitación importante del cultivo de cebolla. Entre ellas se encuentra la raíz rosada, causada por el hongo Phoma terrestris Hansen (1929). Esta es una de las enfermedades de mayor incidencia (Gourd, et al., 1988; Sumner, 1995), en climas cálidos y templados cálidos a nivel mundial. Es endémica en nuestro país (Piccolo y Galmarini, 1994; Kiehr et al., 1996), especialmente en las provincias de Santiago del Estero, Mendoza y San Juan. El agente causal está presente en las principales zonas productoras del mundo y es muy polífago, ya que ataca tanto a Allium spp. como a una gran variedad de otras especies cultivadas y silvestres (Entwistle, 1990; Schwartz y Mohan, 1995; Sumner, 1995). En Argentina fue mencionada por primera vez por Klignner y Pontis Videla (1961). La enfermedad se manifiesta en cualquier momento del desarrollo de la planta. La coloración rosada de las raíces es el síntoma característico de la enfermedad. Las plantas atacadas presentan un menor número y tamaño de hojas y bulbifican antes que las sanas, dando bulbos de menor tamaño y peso. Si la infección es producida en estadio de plántula, éstas pueden morir (Kreutzer, 1941; Sparace et al., 1986; Sumner, 1995).Las pérdidas ocasionadas por este patógeno provocan importantes disminuciones en los rendimientos. Porter y Jones (1933) señalan pérdidas entre el 50 % y el 96 %, en cebollas cultivadas en suelos con varios ciclos de cultivo. No hay un único medio de control que sea eficiente y económicamente rentable en cultivos comerciales (Piccolo y Galmarini, 1994). Los medios legales más eficientes son los que regulan la producción de plantines libres de raíz rosada y la promoción de medidas profilácticas para evitar que el hongo colonice suelos no infectados (Berger, 1977). Se recomienda la rotación, siendo importante una buena elección del cultivo alternativo, debido al polifagismo de P. terrestris. El uso de la resistencia genética es considerado como la forma más eficiente para el control de la enfermedad. Las fuentes de resistencia en esta especie son muy limitadas y la introducción de genes de resistencia en cultivares de cebolla es muy dificultosa (Perry y Jones, 1955). No obstante, existen cultivares de cebolla resistentes a raíz rosada conocidos como Pink Root Resistant (PRR), obtenidos en planes de mejoramiento en EEUU y en otros países. Los estudios genéticos, llevados a cabo en el mejoramiento para obtener resistencia al patógeno, indican que la misma estaría controlada por un solo alelo recesivo; pero en algunos cruzamientos se vio la presencia de genes modificadores que afectan el grado de expresión de la susceptibilidad (Dowker, 1990). Al ser evaluadas en nuestro país varias líneas PRR, se manifestaron susceptibles, quizás debido a la variabilidad en virulencia de las cepas de este hongo; ya que existirían en nuestro país razas diferentes a las predominantes en el hemisferio norte, de donde proviene la mayoría de los cultivares con resistencia (Galmarini, 1997). En el país se conoce la ocurrencia de esta enfermedad prácticamente en todos los suelos en los que se cultiva cebolla. Hasta el momento, los estudios realizados corroboran la variabilidad morfológica y patogénica de aislados provenientes de muestras de suelo de distintas zonas cebolleras del país (Linardelli, et al.; 2004). Se está trabajando sobre una colección mayor de aislados y se quiere comparar al patógeno con cepas enviadas desde Estados Unidos y Holanda; para discernir por qué las cepas provenientes del hemisferio Norte no se comportan igual a las nuestras ante una variedad PRR. Se cree que existe variabilidad en el genoma del patógeno, por lo que se evaluarán molecularmente todas las cepas. Se tratará de establecer si existe relación entre la variabilidad morfológica, patogénica y molecular. Posteriormente se evaluarán distintos germoplasmas de cebolla frente a cepas con virulencia diferencial, con el objeto de encontrar materiales tolerantes, para detectar (en un futuro) en poblaciones segregantes, marcadores moleculares ligados a la resistencia a la enfermedad. Los resultados obtenidos serán empleados en los planes de mejoramiento de cebolla que lleva a cabo la EEA La Consulta INTA Mendoza.

 

Summary

Losses caused by soilborne diseases represent an important limitation on onion growing. Pink root of onion is one of the diseases of major incidence (Gourd, et al., 1988; Sumner, 1995), mainly in warm and warm-temperate climates worldwide . This pathology is caused by the fungus Phoma terrestris Hansen (1929). It’s endemic in our country (Piccolo y Galmarini, 1994; Kiehr et al., 1996), specially in the provinces of Santiago del Estero, Mendoza and San Juan. The causal agent is present in the main producing areas of the world and it is quite polyphagous, since it affects not only Allium spp, but also a large number of wild and cultivated species (Entwistle, 1990; Schwartz y Mohan, 1995; Sumner, 1995). In Argentina, this fungus was first mentioned by Kligner and Pontis Videla (1961). The disease can be displayed in any state of plant development. Pink discoloration of roots is the typical symptom of the disease. Affected plants show a fewer number and less size of leaves, and an earlier bulbification than healthy plants; resulting in bulbs of less size and weight. If infection occurs at seedling state, plants may die (Kreutzer, 1941; Sparace et al., 1986; Sumner, 1995). Losses due to this pathogen cause an important decrease of crop yields. Porter and Jones (1933) indicate losses from 56 % to 96 %, for onions cultivated in the same field repeatedly. There are no efficient and profitable methods economically possible in commercial cultivation (Piccolo y Galmarini, 1994). Those legal means that regulate the production of free disease seedlings and that promote prophylactic measures to avoid soil infection by the fungus, are the most effective to control the disease (Berger, 1977). Due to the polyphagism of P. terrestris, it is recommended to choose an adequate crop rotation. Using genetic resistance is considered the most effective mean to control this disease. Sources of resistance in this specie are very limited and gene introgression of resistance is very difficult in onion varieties (Perry and Jones, 1955). Nevertheless, resistant onion varieties, called PRR (Pink Root Resistant), exist. These were obtained in genetic improvement plans in United States and other countries. Genetic research, carried out in improvement plans to obtain resistance against the pathogen, has shown that resistance would be controlled by just one recessive allele; but in some crosses was noticed the presence of modifier genes that affect the expression of susceptibility’s degree (Dowker, 1990). When evaluating many PRR varieties in our country, they became susceptible, maybe due to the variability in virulence of the strains of this fungus, since there would be strains in our country that differs from those predominating in the north hemisphere; place where most of resistant onion varieties come from (Galmarini, 1997). In our country, the occurrence of this disease is known practically in all the soils where onion is cultivated. Up to now, research done demonstrates morphological and pathogenical variability of isolates from soil samples taken from different cultivated areas of the country (Linardelli et al.; 2004). It’s being worked over a larger collection of isolates to compare them with those sent from United States and The Netherlands; and to distinguish why strains coming from the north hemisphere doesn’t behave in the same way that ours in presence of a PRR variety. It’s believed that exist variability at genomic level of this fungus, fact that makes necessary molecular analysis of all isolated strains. It will be established the relationship among morphological, pathogenical and molecular variabilities. There will be evaluated different onion germplasms in presence of differential virulence strains, to find tolerant and/or resistant materials, to detect, in the future, molecular markers linked to the disease resistance within segregating populations. The results obtained from this study will be employed in the onion genetic improvement plans, carried out by EEA La Consulta INTA Mendoza.