El carbón suelto de la cebada es causado por Ustilago nuda . [2] Es una enfermedad que puede destruir una gran proporción de un cultivo de cebada . El carbón suelto reemplaza las espigas de los granos con carbón , o masas de esporas que infectan las flores abiertas de las plantas sanas y crecen dentro de la semilla, sin mostrar ningún síntoma. Las semillas parecen sanas y solo cuando alcanzan la madurez en la temporada siguiente es claro que fueron infectadas. Los fungicidas sistémicos son el principal método de control para el carbón suelto.
El síntoma principal del carbón suelto son las espigas de grano "carcomidas", que contienen masas de esporas negras o marrones donde normalmente estaría el grano. Las esporas reemplazan completamente la espiga de grano, de modo que no hay grano para cosechar en las plantas infectadas. Es posible identificar las plantas infectadas en el campo antes de que alcancen la etapa de floración buscando plantas que sean más altas y más maduras que el resto del campo. El hongo hace que las plantas infectadas crezcan un poco más y maduren un poco antes que las plantas no infectadas en el campo. Dado que debe infectar a través de los floretes abiertos, esto le da al hongo una ventaja competitiva al permitirle caer sobre las plantas sanas y garantizar que el hongo tenga un poco más de tiempo para producir y dispersar esporas antes de que los floretes de las plantas sanas se abran.
Ustilago nuda infecta la cebada ( Hordeum vulgare L.), pero existen muchas cepas de Ustilago que infectan de manera similar a muchos cultivos de cereales diferentes. Ustilago tritici , por ejemplo, es el carbón suelto del trigo.
El ciclo de la enfermedad del carbón volador comienza cuando las teliosporas son arrastradas por el viento hasta las flores abiertas e infectan el ovario, ya sea a través del estigma o directamente a través de la pared del ovario. Existen múltiples tipos de apareamiento para Ustilago spp., por lo que la infección solo se producirá si hay dos tipos de apareamiento compatibles en la misma flor.
Después de aterrizar en un florete abierto, las teliosporas dan lugar a basidiosporas . Sin dispersarse a ninguna planta huésped alternativa, las basidiosporas germinan en el mismo lugar donde están. Las hifas de dos basidiosporas compatibles se fusionan para establecer una etapa dicarítica .
Después de la germinación dentro del ovario, los micelios fúngicos invaden el embrión en desarrollo en la semilla. El hongo permanece vivo en la semilla hasta la siguiente temporada de crecimiento, cuando se planta junto con la semilla. A medida que la planta en desarrollo crece, el hongo crece con ella. Una vez que llega el momento de que se formen las flores, se producen teliosporas en lugar de las flores y se desarrollan donde estaría el grano.
Las plantas infectadas con Ustilago spp. crecen más y florecen antes que sus contrapartes sanas. Esto les da a las plantas infectadas una ventaja, ya que las flores de las plantas no infectadas son más susceptibles física y morfológicamente a la infección. Las teliosporas de las espigas de cereales infectadas se dispersan a las flores abiertas de las plantas sanas y el ciclo continúa.
El tizón suelto es único en el sentido de que necesita infectar la semilla en la temporada de crecimiento anterior para ser un patógeno de la planta en la temporada de crecimiento actual. Esto significa que, independientemente de las condiciones ambientales, si se planta una semilla infectada, siempre que las condiciones de crecimiento sean buenas para la planta, serán buenas para el hongo. Sin embargo, si existen factores estresantes ambientales en la planta, como la sequía o el calor extremo, la planta será más susceptible a sufrir daños debido al estrés adicional de la infección por hongos. Si la planta no sobrevive hasta su etapa reproductiva, el hongo tampoco podrá reproducirse.
El medio ambiente se convierte en un factor una vez que las teliosporas se han producido y están listas para su dispersión. Para llegar a las flores abiertas de las plantas sanas, las teliosporas deben ser transportadas por el viento o la lluvia o posiblemente por insectos. Si las condiciones secas y tranquilas persisten durante todo el tiempo que las flores están abiertas, la tasa de infección será baja. El viento y la lluvia moderada, así como las temperaturas frescas (16-22 °C o 61-72 °F) son ideales para la dispersión de las esporas. Las condiciones en Europa del Este, Siberia Occidental y las regiones del Cáucaso Norte son algunas de las más propicias para el carbón volador.
El método de control más utilizado para el carbón suelto es el uso de semillas tratadas. Las semillas se tratan normalmente con un fungicida sistémico para matar cualquier hongo que pueda estar en el interior. Dado que el hongo crece con la planta, es muy importante que el fungicida utilizado para tratar la semilla sea sistémico y no solo externo. El tipo más común de fungicidas sistémicos utilizados para el carbón suelto son los del grupo de las carboxinas . Aunque las carboxinas son altamente tóxicas para los peces y levemente tóxicas para otros animales, se degradan rápidamente en el medio ambiente y, dado que el fungicida se aplica sobre la semilla y no se rocía, no hay mucha pérdida para el medio ambiente.
También se encuentran disponibles comercialmente variedades de cebada resistentes al carbón volador. Aunque se están realizando investigaciones y se están utilizando tecnologías para acelerar el proceso de desarrollo de variedades resistentes, estos métodos de cultivo tradicionales aún son muy lentos y es difícil desarrollar variedades resistentes que también posean otras características deseables, como rendimiento y calidad del grano. Otra opción es tratar la semilla con calor para matar el hongo antes de plantarla, pero se trata de un proceso delicado porque demasiado calor matará el embrión de la planta y si no es suficiente, el hongo podrá sobrevivir. También se han realizado investigaciones para utilizar el calentamiento por radiofrecuencia para tratar las semillas.
Si no se controla, el carbón suelto puede acabar con cosechas enteras, ya que reemplaza al grano. En las zonas donde la gente depende de sus cosechas de cereales para sobrevivir y no tiene el dinero ni los recursos tecnológicos para controlarlo, la enfermedad puede ser devastadora. No sólo acaba con la cosecha, sino que los agricultores ni siquiera pueden volver a intentarlo el año siguiente, ya que todas las semillas que pudieron cosechar estarán infectadas y no producirán semillas en la temporada siguiente.
El carbón suelto se ha convertido recientemente en un problema más grave en la región de Ladakh , en las montañas del Himalaya de la India. Esta zona se ha visto especialmente afectada por el cambio climático global y ha experimentado muchas nuevas plagas y enfermedades en los cultivos debido a ello. La cebada es un cultivo básico importante en esta región y, aunque el carbón suelto no es la enfermedad más frecuente de la cebada en la región, tiene el potencial de convertirse en un problema más grave en los próximos años.
En lugares como Estados Unidos, donde hay abundantes recursos y tecnologías como el tratamiento de semillas con fungicidas, el carbón volador no es una enfermedad especialmente importante.
Las variedades de Ustilago nuda son: