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estriga

Striga , comúnmente conocida como hierba bruja , [1] es un género de plantas parásitas que se encuentran naturalmente en partes de África, Asia y Australia. Actualmente se clasifica en la familia Orobanchaceae , [2] aunque clasificaciones más antiguas lo sitúan en las Scrophulariaceae . [3] Algunas especies son patógenos graves de los cultivos de cereales, siendo los mayores efectos en la agricultura de sabana en África. También causa pérdidas considerables de cultivos en otras regiones, incluidos otros cultivos tropicales y subtropicales en su área de distribución nativa y en América. El nombre genérico deriva del latín strī̆ga, "bruja". [4]

Las hierbas brujas se caracterizan por tener tallos y hojas de color verde brillante y flores pequeñas, atractivas y de colores brillantes. [5] Son hemiparásitos obligados de las raíces y requieren un huésped vivo para la germinación y el desarrollo inicial, aunque luego pueden sobrevivir por sí solos. [6]

El número de especies es incierto, pero según algunos recuentos puede superar las 40. [6] [7]

Huéspedes y síntomas

Aunque la mayoría de las especies de Striga no son patógenos que afectan la agricultura, algunas especies tienen efectos devastadores sobre los cultivos, particularmente los plantados por agricultores de subsistencia . [8] Los cultivos más comúnmente afectados son el maíz , el sorgo , el arroz y la caña de azúcar . [5] [9] Tres especies causan el mayor daño: Striga asiatica , S. gesnerioides y S. hermonthica .

La hierba bruja parasita el maíz, el mijo, el sorgo, la caña de azúcar, el arroz, las legumbres y una variedad de malezas. [10] Es capaz de reducir significativamente los rendimientos, en algunos casos acabando con toda la cosecha. [5]

Los síntomas de la planta huésped, como el retraso del crecimiento , el marchitamiento y la clorosis , son similares a los que se observan en los daños causados ​​por sequías graves, deficiencias de nutrientes y enfermedades vasculares. [5] [10] [11]

Ciclo vital

Raíces de plantas con planta Striga conectada

Cada planta es capaz de producir entre 90.000 [12] y 500.000 semillas, que pueden permanecer viables en el suelo durante más de 10 años. [13] La mayoría de las semillas producidas no son viables. [12] La hierba bruja, una planta anual, pasa el invierno en la etapa de semilla. [5] Sus semillas germinan en presencia del exudado de la raíz del huésped y desarrollan haustorios que penetran en las células de la raíz del huésped. [5] El exudado de la raíz huésped contiene estrigolactonas , moléculas de señalización que promueven la germinación de las semillas de Striga . [14] Se forma una hinchazón en forma de campana donde las raíces parásitas se unen a las raíces del huésped. [10] El patógeno se desarrolla bajo tierra, donde puede pasar las siguientes cuatro a siete semanas antes de emerger, cuando florece y produce semillas rápidamente. [10] Las semillas de Witchweed se propagan fácilmente a través del viento y el agua, y en el suelo a través de vectores animales. [10] Sin embargo, el principal medio de dispersión es a través de la actividad humana, mediante maquinaria, herramientas y ropa. [10] [13]

Desarrollo haustorio

Una vez que se estimula la germinación, la semilla de Striga envía una raíz inicial para sondear el suelo en busca de la raíz huésped. La raíz inicial secreta una enzima oxidante que digiere la superficie de la raíz huésped, liberando quinonas . [15] Si el producto de quinona está en las concentraciones adecuadas, se desarrollará un haustorio a partir de la raíz inicial. El haustorio crece hacia la raíz huésped hasta que hace contacto con la superficie de la raíz, estableciendo contacto parásito en relativamente poco tiempo. Dentro de las 12 horas posteriores al crecimiento inicial del haustorio, el haustorio reconoce la raíz huésped y comienza una rápida división y elongación celular. [16] El haustorio tiene forma de cuña y utiliza fuerza mecánica y digestión química para penetrar la raíz huésped, empujando las células huésped fuera del camino. [16] [17] En 48 a 72 horas, el haustorio ha penetrado la corteza de la raíz del huésped . [16] Las estructuras en forma de dedos en el haustorio, llamadas oscula (del latín osculum , "boca pequeña") penetran en el xilema del huésped a través de orificios en la membrana. [17] Los ósculos luego se hinchan para asegurar su posición dentro de la membrana del xilema. Los tubos cribosos de Striga se desarrollan junto con los ósculos. Poco después de que se penetra el xilema del huésped, se desarrollan tubos cribosos de Striga y se acercan al floema del huésped dentro de ocho células. [18] [19] Esta capa de ocho células permite el transporte de nutrientes no específicos desde el huésped hasta la plántula de Striga . [18] [19] Dentro de las 24 horas después de tocar el xilema y el floema del huésped, los cotiledones de Striga emergen de la semilla. [dieciséis]

Ambiente

Las temperaturas que oscilan entre 30 y 35 °C (86 a 95 °F) en un ambiente húmedo son ideales para la germinación. [10] Witchweed no se desarrollará en temperaturas inferiores a 20 °C (68 °F). Los suelos agrícolas de textura ligera y bajos niveles de nitrógeno suelen favorecer el desarrollo. [20] Aún así, la hierba bruja ha demostrado una amplia tolerancia a los tipos de suelo si las temperaturas del suelo son favorablemente altas. [5] Se ha demostrado que las semillas sobreviven en suelos congelados a temperaturas tan bajas como -15 °C (5 °F), lo que demuestra su aptitud como estructuras para pasar el invierno . [5]

La temperatura del suelo, la temperatura del aire, el fotoperiodo , el tipo de suelo y los niveles de humedad y nutrientes del suelo no impiden en gran medida el desarrollo de la bruja. [5] Estos hallazgos, aunque se limitan a las Carolinas en los Estados Unidos, parecen sugerir que el patógeno podría infectar con éxito los cultivos masivos de maíz del Medio Oeste estadounidense. [5]

Gestión

El manejo de la hierba bruja es difícil porque la mayor parte de su ciclo de vida tiene lugar bajo tierra. Si no se detecta antes de la emergencia, será demasiado tarde para reducir las pérdidas de cultivos. [10] Para evitar que se propague la hierba bruja, es necesario plantar semillas no contaminadas y limpiar la tierra y los restos vegetales de maquinaria, zapatos, ropa y herramientas antes de ingresar a los campos. [10] [20] Si las poblaciones son bajas, una opción es desmalezar manualmente antes de que se produzcan las semillas.

En los Estados Unidos, la striga se ha controlado mediante el uso de varias estrategias de manejo, incluidas cuarentenas impuestas en las áreas afectadas, control del movimiento de equipos agrícolas entre áreas infectadas y no infectadas, aplicación de herbicidas y "germinación suicida" impuesta. Para este último, en campos aún no plantados, se induce la germinación de las semillas presentes en el suelo mediante la inyección de gas etileno , que imita la respuesta fisiológica natural ligada al reconocimiento del huésped. Como no hay raíces huésped disponibles, las plántulas mueren. Desafortunadamente, cada planta madura de Striga puede producir decenas de miles de pequeñas semillas, que pueden permanecer latentes en el suelo durante muchos años. [21] Por lo tanto, tales tratamientos no eliminan todas las semillas del suelo. Además, este método es caro y generalmente no está disponible para los agricultores de los países en desarrollo de África y Asia.

Otro método llamado cultivo trampa implica plantar una especie en un campo infestado que inducirá la germinación de las semillas de Striga pero no favorecerá la adhesión del parásito. Este método se ha utilizado en plantaciones de sorgo plantando Celosia argentea entre las hileras de sorgo. [22] El algodón, el girasol y las semillas de lino también son cultivos trampa eficaces. [10] La plantación de desmodium de hoja plateada ( Desmodium uncinatum ), como se hace en los cultivos intercalados push-pull , inhibe la germinación de las semillas de Striga y ha funcionado eficazmente en cultivos intercalados con maíz. [23] [24]

El aumento de los niveles de nitrógeno en el suelo, el cultivo de variedades tolerantes a Striga , los cultivos trampa y la plantación de cultivos susceptibles cosechados antes de que se produzcan las semillas de bruja son tácticas comprobadas. [20] Recubrir las semillas de maíz con hongos o un herbicida también parece ser un enfoque prometedor. Un ejemplo es el TAN222, la variedad de maíz " resistente a Striga " que está recubierta con el herbicida sistémico imazapir , al que es resistente. Cualquier semilla de hierba bruja que brote cuando este maíz está en la etapa de plántula se envenena cuando sus haustorios se incrustan en las raíces de la plántula. [25] [26]

Varias variedades de sorgo tienen altos niveles de resistencia en las condiciones locales, incluidas 'N-13', 'Framida' y 'Serena'. [27] [28] Los cultivares de mijo 'Buruma', 'Shibe', 'Okoa' y 'Serere 17' se consideran resistentes en Tanzania. [28] Algunas variedades de maíz muestran resistencia parcial a la hierba bruja, incluida 'Katumani' en Kenia. [28] En varios cultivares de arroz, incluidos algunos cultivares de NERICA (Nuevo Arroz para África), se han identificado mecanismos eficaces de resistencia antes y después de la fijación. [29] [30] [26] Se ha demostrado que el maíz impregnado con herbicidas 'StrigAway'™, resistente a herbicidas, reduce el banco de semillas en un 30 % en dos temporadas. [26]

Importancia

Los cultivos de maíz, sorgo y caña de azúcar afectados por la hierba bruja en Estados Unidos tienen un valor estimado de más de 20 mil millones de dólares. [5] Además, la hierba bruja es capaz de acabar con una cosecha entera. [10] De hecho, es tan prolífica que en 1957 el Congreso asignó dinero en un intento de erradicar la hierba bruja. Debido a Striga , el Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal ( APHIS ) del Departamento de Agricultura de EE.UU. estableció una estación de investigación y métodos de control. [13] A través del mapeo de infestaciones, cuarentena y actividades de control, como la destrucción de semillas contaminadas, la superficie cultivada parasitada por la hierba bruja se ha reducido en un 99% desde su descubrimiento en los Estados Unidos. [13] APHIS incluso ha ofrecido recompensas en efectivo a quienes identifiquen y reporten la maleza, y alienta a los propietarios de tierras a verificar su propia superficie. [13]

La hierba bruja, que parasita importantes plantas económicas, es uno de los patógenos más destructivos de África. [11] De hecho, la hierba bruja afecta al 40% de la región de sabana cultivable de África, lo que resulta en una pérdida de hasta 13 mil millones de dólares cada año. [28] La striga afecta a 40 millones de hectáreas (98.842.153 acres) de cultivos sólo en el África subsahariana. [26] La infestación de hierba bruja es tan grave en algunas partes de África que algunos agricultores deben trasladarse cada pocos años. [31] La mayoría de los cultivos en África son cultivados por agricultores de subsistencia que no pueden permitirse costosos controles de maleza, quienes por lo tanto sufren mucho como resultado de este patógeno. [31]

Especies

Parásitos comunes de los cultivos

striga asiática
Striga bilabiata

Lista de especies

Las siguientes figuran como "Aceptadas" en The Plant List . [32]

Galería

Ver también

Referencias

  1. ^ USDA, NRCS (sin fecha). "Estriga". La base de datos PLANTS (plants.usda.gov) . Greensboro, Carolina del Norte: Equipo Nacional de Datos de Plantas . Consultado el 4 de diciembre de 2015 .
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Otras lecturas

enlaces externos