Phytophthora ramorum es el oomiceto que causa la enfermedad de muerte súbita del roble ( SOD ). La enfermedad mata el roble y otras especies de árboles y ha tenido efectos devastadores en las poblaciones de roble de California y Oregón , además de estar presente en Europa . Los síntomas incluyen cancros sangrantes en el tronco del árboly muerte regresiva del follaje , lo que en muchos casos provoca la muerte del árbol.
P. ramorum también infecta a un gran número de otras especies de plantas, principalmente ornamentales leñosas como el rododendro , el viburnum y el Pieris , provocando síntomas foliares conocidos como muerte regresiva del ramorum o tizón del ramorum. Estas plantas pueden actuar como fuente de inóculo para nuevas infecciones, y el patógeno produce esporas que pueden transmitirse mediante las salpicaduras y el agua de lluvia .
P. ramorum se informó por primera vez en 1995 y los orígenes del patógeno aún no están claros, pero la mayor parte de la evidencia sugiere que fue introducido como una especie exótica en Europa y América del Norte en eventos separados. [1] Existen muy pocos mecanismos de control para la enfermedad y dependen de la detección temprana y la eliminación adecuada del material vegetal infectado.
Se sabe que la enfermedad existe en la región costera de California entre Big Sur (en el condado de Monterey ) y el sur del condado de Humboldt . Se confirma que existe en todos los condados costeros en este rango, así como en todos los condados inmediatamente del interior desde el norte del condado de Santa Clara hasta el condado de Lake . Sin embargo, no se ha encontrado al este de la Cordillera de la Costa de California . Se informó en el condado de Curry, Oregon , justo al norte de la frontera estatal de California, en 2001. El condado de Sonoma ha sido el más afectado, con más del doble del área de nueva mortalidad que cualquier otro condado de California. [2]
Casi al mismo tiempo, también se identificó una enfermedad similar en Europa continental y el Reino Unido como Phytophthora ramorum . [3]
Se descubrió por primera vez en California en 1995, cuando un gran número de tanoaks ( Notholithocarpus densiflorus ) murieron misteriosamente, y se describió como una nueva especie de Phytophthora en 2000. Posteriormente se ha encontrado en muchas otras áreas, incluidos algunos otros estados de EE. UU. , Gran Bretaña , y Alemania , ya sea introducido accidentalmente en los viveros o ya presente sin ser detectado.
En los tanoaks, la enfermedad se reconoce por el marchitamiento de los nuevos brotes , las hojas más viejas se vuelven de color verde pálido y, después de un período de dos a tres semanas, el follaje se vuelve marrón mientras se adhiere a las ramas. La savia de color marrón oscuro tiñe la corteza de la parte inferior del tronco. La corteza a menudo se parte y exuda goma, con una decoloración visible. Después de que el árbol muere, los retoños intentan brotar al año siguiente, pero sus puntas pronto se doblan y mueren. Los escarabajos ambrosía ( Monarthrum scutellare ) probablemente infestarán un árbol moribundo durante el pleno verano, produciendo montones de fino polvo blanco cerca de pequeños agujeros. Más tarde, los escarabajos de la corteza ( Pseudopityophthorus pubipennis ) producen un polvo fino y rojo. En la corteza suelen estar presentes pequeñas cúpulas negras, los cuerpos fructíferos del hongo Hypoxylon . La muerte de las hojas ocurre más de un año después de la infección inicial y meses después de que el árbol ha sido rodeado por escarabajos. [ cita necesaria ]
En los robles costeros y los robles negros de California , el primer síntoma es una savia espesa de color rojo burdeos a negro alquitrán que sangra de la superficie de la corteza. A menudo se les conoce como cancros sangrantes .
Además de los robles, muchas otras especies forestales pueden ser huéspedes de la enfermedad; de hecho, en Estados Unidos se observó que casi todas las plantas leñosas de algunos bosques de California eran susceptibles a P. ramorum . [4] incluyendo rododendro , madroño ( Arbutus menziesii ), arándano de hoja perenne ( Vaccinium ovatum ) , laurel de California ( Umbellularia californica ), castaño de Indias ( Aesculus californica ), arce de hoja ancha ( Acer macrophyllum ), toyon ( Heteromeles arbutifolia ), manzanita ( Arctostaphylos spp). . ), secuoya costera ( Sequoia sempervirens ), abeto Douglas ( Pseudotsuga menziesii ), cafeto ( Rhamnus californica ), madreselva ( Lonicera hispidula ) y roble de Shreve ( Quercus parvula ). P. ramorum causa más comúnmente una enfermedad menos grave conocida como muerte regresiva de ramorum/tizón de las hojas en estos huéspedes . Los síntomas característicos son manchas oscuras en el follaje y, en algunos huéspedes, la muerte regresiva de los tallos y ramitas. [5] La enfermedad es capaz de matar a algunos huéspedes, como el rododendro, pero la mayoría sobrevive. La progresión de la enfermedad en estas especies no está bien documentada. Los síntomas de las secuoyas muestran lesiones moradas en los brotes y decoloración de las agujas y cancros en las ramas pequeñas, lo que puede provocar la mortalidad de los brotes.
El síntoma principal de P. ramorum en el rododendro son las manchas en las hojas que se expanden hasta convertirse en lesiones. Las lesiones atraviesan el tejido vegetal de modo que las manchas son iguales tanto en la parte superior como en la inferior de la hoja. Las lesiones suelen tener forma triangular y se extienden a lo largo de la vena media. Pueden aparecer en cualquier lugar donde se acumule agua en la superficie de la hoja. Las manchas foliares tienen márgenes difusos y pueden parecer empapadas de agua. En casos severos, toda la planta huésped puede morir. [6]
En Europa, el tizón del ramorum se observó por primera vez en rododendros y viburnum a principios de la década de 1990, [3] donde inicialmente se encontró principalmente en plantas cultivadas en contenedores en viveros. [7] Los síntomas principales fueron el tizón de hojas y ramitas. [8] En 2007, se había extendido a viveros y centros comerciales en 16 países europeos, y se había detectado en jardines, parques y bosques en al menos ocho países. [3] No ha causado daños significativos a las especies de robles europeos. [8]
En 2009, se descubrió que el patógeno infectaba y mataba a un gran número de alerces japoneses ( Larix kaempferi ) en el Reino Unido en sitios de los condados ingleses de Somerset , Devon y Cornwall . [9] Era la primera vez en el mundo que se encontraba Phytophthora ramorum infectando esta especie. [10] Desde entonces, también se ha encontrado extensamente en plantaciones de alerce en Gales [11] [12] y en el suroeste de Escocia , lo que llevó a la recolección de alerce en cientos de acres/hectáreas. [7] La Comisión Forestal del Reino Unido señaló que la erradicación de la enfermedad no sería posible y, en cambio, adoptó una estrategia de contener la enfermedad para reducir su propagación. [10] Los síntomas de la enfermedad en los alerces incluyen la muerte regresiva de la copa y las ramas del árbol, y un distintivo color amarillento o jengibre debajo de la corteza. [10] En agosto de 2010, la enfermedad se encontró en alerces japoneses en los condados de Waterford y Tipperary en Irlanda . [13] En febrero de 2014 se había extendido a las plantaciones de alerce japonés en todo el sur del país. [14] Coillte , propietario de veinte bosques donde la enfermedad estaba presente, taló 16.000 árboles en uno de sus bosques, habiendo talado ya 150 hectáreas para contener la enfermedad. [15] En 2023, se descubrió que la enfermedad estaba infectando a los alerces en Wyming Brook , Sheffield, con planes de talar más de 100 árboles para contener la propagación de la infección. [dieciséis]
Phytophthora kernoviae, estrechamente relacionada, causa síntomas similares a los de P. ramorum , pero infecta al haya europea ( Fagus sylvatica ). [17]
El inóculo primario (esporangios) de P. ramorum . se desarrollan en las hojas del huésped principal, que incluye especies de árboles como el laurel de California, un gran árbol de madera dura que crece en la costa oeste del Pacífico. [18] Estas esporas luego son transportadas por la lluvia y las corrientes de aire a las hojas del nuevo huésped del cancro del tronco, que incluye árboles de hoja ancha como los tanoaks , donde comienzan a desarrollarse. [18] El inóculo secundario infecta la corteza interna y la albura, lo que produce cancros sangrantes en la corteza del nuevo huésped, que se ven exacerbados por las hojas caídas infectadas y la lluvia que salpica el sotobosque del huésped del cancro, que pueden servir como fuentes de inóculo. Después de que la materia vegetal que infecta muere y se descompone, P. ramorum es transferida al suelo por el agua de lluvia, donde los científicos no comprenden bien la parte final de su ciclo (fase del suelo). Sin embargo, se sospecha que las clamidosporas desempeñan un papel en la supervivencia a largo plazo del patógeno, aunque se desconocen los desencadenantes de la germinación. [18] Además, las esporas de P. ramorum solo parecen propagarse con éxito en un rango de temperatura entre 65 y 70 °F (18 y 21 °C), lo cual es útil para proteger los viveros e identificar posibles ventanas de transferencia para la enfermedad. . [19]
P. ramorum produce tanto esporas en reposo (clamidosporas) como zoosporas , que tienen flagelos que les permiten nadar . P. ramorum se transmite por vía aérea; [20] Uno de los principales mecanismos de dispersión es el agua de lluvia que salpica las esporas sobre otras plantas susceptibles y hacia cursos de agua que serán transportados a mayores distancias. [20] Las clamidosporas pueden soportar condiciones duras y pueden pasar el invierno. [20] El patógeno aprovechará la herida, pero no es necesario que se produzca la infección . [21]
Como se mencionó anteriormente, P. ramorum no mata todas las plantas que pueden usarse como huéspedes , y estas plantas son las más importantes en la epidemiología de la enfermedad ya que actúan como fuentes de inóculo. [22] En California, el laurel de bahía de California ( Umbellularia californica ) parece ser la principal fuente de inóculo. [23] Los desechos verdes, como la hojarasca y los tocones de árboles, también son capaces de sustentar a P. ramorum como saprótrofo y actuar como fuente de inóculo. Debido a que P. ramorum puede infectar muchas plantas ornamentales , puede transmitirse mediante el movimiento de las plantas ornamentales. [ cita necesaria ]
En los viveros, P. ramorum se dispersa principalmente entre plantas adyacentes que se tocan y se exponen al agua superficial infestada. La dispersión a larga distancia es posible gracias a los envíos de plantas de vivero infectadas, lo que probablemente sea la causa de su introducción en Europa y América del Norte. [24]
Los excursionistas , ciclistas de montaña , jinetes y otras personas que realizan diversas actividades al aire libre también pueden trasladar sin darse cuenta el patógeno a áreas donde antes no estaba presente. Aquellos que viajan a un área que se sabe que está infestada de SOD pueden ayudar a prevenir la propagación de la enfermedad limpiando sus pies (y los de sus animales), llantas, herramientas, equipo de campamento, etc. antes de regresar a casa o ingresar a otra área no infectada, especialmente si han estado en suelo fangoso. Además, el movimiento de leña podría provocar la muerte repentina del roble en áreas que de otro modo no estarían infectadas. Se recomienda tanto a los propietarios como a los viajeros que compren y quemen leña local. [25]
La transmisión de P. ramorum también puede ocurrir mediante el movimiento de propágulos en el exterior de algunos animales, como aves migratorias, caracoles y babosas. [1]
P. ramorum es heterotálico y tiene dos tipos de apareamiento , A1 y A2, necesarios para la reproducción sexual. [26] La población europea es predominantemente A1, mientras que ambos tipos de apareamiento A1 y A2 se encuentran en América del Norte . [27] La genética de los dos aislados indica que están reproductivamente aislados. [28] En promedio, el tipo de apareamiento A1 es más virulento que el tipo de apareamiento A2, pero se produce una mayor variación en la patogenicidad de los aislados A2. [29] Actualmente no está claro si este patógeno puede reproducirse sexualmente en la naturaleza y el trabajo genético ha sugerido que los linajes de los dos tipos de apareamiento podrían estar aislados reproductivamente o geográficamente dada la divergencia evolutiva observada. [30] Un estudio realizado en 2010 investigó la capacidad de reproducción sexual de este patógeno mediante el emparejamiento entre el tipo EU1 A1 y los tipos A2 europeo y americano. Tapones de agarosa de jugo de tomate que contienen cultivos de P. ramorum de diferentes tipos en crecimiento activo en agar de zanahoria e incubados en la oscuridad a 20 grados Celsius. Las oosporas resultantes se aislaron, limpiaron y tiñeron con colorante de tetrazolio en el ensayo MTT . Las oosporas moradas se contaron como inactivas, mientras que las claras, azules o negras se consideraron no viables. Sin embargo, algunas de las esporas de color púrpura tenían morfologías anormales. La morfología normal incluye un núcleo, una doble pared y un ooplasto. Después de un período de maduración de 60 días, no se observó germinación de las oosporas latentes. Después de un período de incubación de 110 días, >0,5% de las oosporas germinaron. Los tiempos de germinación más prolongados aumentaron sólo marginalmente la tasa de germinación. La descendencia obtenida de las oosporas fue diversa, algunas eran homotálicas y otras de tipo A1 o A2. La patogenicidad de la descendencia también fue variable. [31] Desde el descubrimiento del origen de este patógeno en los bosques de laurisilva del este de Asia cerca de la provincia de Yunnan y en el suroeste de Japón, se han caracterizado más tipos de este patógeno, como los fenotipos indochinos (IC) y japoneses (NP) basados en la morfología de las colonias. sobre agar. Sin embargo, parece que todavía hay sólo dos tipos de apareamiento viables, A1 y A2, y un aislado del grupo indochino no respondió a ningún intento de inducir el apareamiento, lo que lo caracterizó como "A0", un no respondedor. Los tipos A1 y A2 se aislaron tanto en Japón como en la frontera entre Yunnan y Vietnam. Los gametangios resultantes fueron escasos. El diámetro medio de las oosporas fue de 26,1 micrómetros. De las oosporas que se crearon, el 81,5% de la descendencia IC1 e IC2 tenía una morfología normal. El 18,5% fueron obviamente abortados. Para NP1xNP2, los gametangios eran demasiado escasos para determinar las tasas de aborto, pero eran muy altos. [32] En general, parece queP. ramorum es capaz de reproducirse sexualmente pero es muy ineficiente, incluso entre la población de origen.
P. ramorum es una enfermedad relativamente nueva y se han producido varios debates sobre dónde pudo haberse originado o cómo evolucionó. Una de las principales razones por las que es difícil identificar el rango natural de este organismo es que normalmente no causa enfermedades sintomáticas o infecciosas en huéspedes que están adaptados para vivir en concierto con él de forma natural. Sólo cuando este organismo se filtra a un hábitat vulnerable con especies hospedadoras menos resistentes se produce una cantidad notable de destrucción. [ cita necesaria ]
En 2021, salió a la luz una investigación que revela que los orígenes de este patógeno son los bosques subtropicales de laurisilva en el este de Asia, específicamente el área cercana a la frontera de Vietnam y Yunnan, China, así como el suroeste de Japón. Se obtuvieron 505 cultivos de Phytophthora de hojas en los arroyos de montaña Fansipan y Sau Chua; de estas, 64 muestras de 7 quebradas (6 de Fansipan y 1 de Sau Chua) fueron identificadas como P. ramorum . En las islas japonesas de Shikoku y Kyushu, se muestrearon 17 cuencas fluviales, dando 597 cultivos de Phytophthora ; de ellos, 3 de Shikoku y 4 de Kyushu fueron identificados como P. ramorum. Además de los tipos UE y NA, los investigadores identificaron mediante la morfología de las colonias en agar zanahoria dos nuevos grupos de fenotipos: indochino y japonés. En una prueba de estrés hídrico por alta temperatura y baja humedad, NA2 y EU2 fueron altamente tolerantes, y NA1 y EU1 no tuvieron crecimiento. Las colonias de fenotipo indochina (IC) y japonesa (NP) tuvieron respuestas muy variables, lo que indica múltiples genotipos dentro de cada grupo fenotípico. En una prueba de apareamiento se descubrió que el 89% de los aislados eran del tipo de apareamiento A1; sólo el 11% eran del tipo A2. Un emparejamiento de dos tipos indochinos IC1 e IC2 dio como resultado la formación de oosporas similares a las observadas entre linajes conocidos de diferentes tipos. Se cree que el linaje IC1 dio origen al grupo EU1. NP1 es ancestral de NP2 y hermano de EU2. NA2 es ancestral de NA1. El nivel de diversidad en las muestras de Asia oriental en comparación con la diversidad en los cuatro linajes conocidos anteriormente apoya la hipótesis de que este es el centro geográfico de origen de Phytophthora ramorum. Además, no se observó vegetación sintomática. La presencia de otras Phytophthora spp. incluyendo P. foliorum y P. lateralis en el suroeste de Japón sugiere que este podría ser el origen de un clado de especies relacionadas etiquetadas como clado 8c. [33]
P. ramorum es una especie introducida, y estas introducciones se produjeron por separado para las poblaciones europea y norteamericana, de ahí que solo exista un tipo de apareamiento en cada continente: esto se denomina efecto fundador . [34] Las diferencias entre las dos poblaciones se deben, por tanto, a la adaptación a climas separados. La evidencia incluye poca variabilidad genética, ya que P. ramorum no ha tenido tiempo de diversificarse desde su introducción. La variabilidad existente puede explicarse por múltiples introducciones en las que unos pocos individuos se adaptan mejor a sus respectivos entornos. [35] El comportamiento del patógeno en California también es indicativo de su introducción; Se supone que una tasa de mortalidad de árboles tan alta se habría notado antes si P. ramorum fuera nativo . [ cita necesaria ]
Se ha demostrado que las especies de Phytophthora evolucionaron mediante la hibridación interespecífica de dos especies diferentes del género. [36] Cuando una especie se introduce en un nuevo entorno , provoca una selección episódica. La especie invasora queda expuesta a otros taxones residentes y puede ocurrir una hibridación para producir una nueva especie. Si estos híbridos tienen éxito, pueden superar a sus especies parentales. [37] Por lo tanto, P. ramorum es posiblemente un híbrido entre dos especies. Sin embargo, el borrador del genoma de P. ramorum no mostró ninguna evidencia de hibridación reciente. [38]
En relación con la ecología humana, la pérdida de tanoak a medida que el patógeno se propaga a tierras nativas americanas culturalmente sensibles representa una pérdida de bellotas de tanoak como uno de los alimentos tradicionales y ceremoniales más importantes que todavía se utilizan en el norte de California, como entre los pueblos Yurok , Hupa y Miwok. y los pueblos Karuk . Un impacto similar se aplica a la disminución de otras especies de plantas nativas que son fuentes tradicionales de alimento en regímenes de tanoak y roble infectados por el patógeno. [39]
En la ecología forestal, el patógeno contribuye a la pérdida de servicios ambientales proporcionados por la diversidad de especies de plantas y la vida silvestre interdependiente. [ cita necesaria ]
Se espera que la mortalidad causada por esta enfermedad emergente cause muchos efectos indirectos. En la literatura científica se han discutido varias predicciones de impactos a largo plazo. [40] Si bien tales predicciones son necesariamente especulativas, en algunos casos se han documentado impactos indirectos que ocurren en escalas de tiempo más cortas. Por ejemplo, un estudio demostró que las secuoyas ( Sequoia sempervirens ) crecieron más rápido después de que los tanoaks vecinos murieran por la muerte repentina de los robles. [41] Otros estudios han combinado observaciones actuales y técnicas de reconstrucción/proyección para documentar impactos a corto plazo y al mismo tiempo inferir condiciones futuras. Un estudio utilizó este enfoque para investigar los efectos de la SOD en las características estructurales de los bosques de secuoyas. [42]
Se pueden inferir impactos adicionales a largo plazo de la SOD a partir de los patrones de regeneración en áreas que han experimentado una mortalidad severa. Estos patrones pueden indicar qué especies de árboles reemplazarán al tanoak en áreas enfermas. Tales transiciones serán de particular importancia en tipos de bosques que eran relativamente pobres en diversidad de especies de árboles antes de la introducción de la SOD, por ejemplo, los bosques de secuoyas. A partir de 2011 [actualizar], el único estudio que examinó exhaustivamente la regeneración en los bosques de secuoyas impactados por SOD no encontró evidencia de que otras especies de árboles de hoja ancha se estén sembrando. [43] En cambio, las secuoyas estaban colonizando la mayoría de los espacios de mortalidad. Sin embargo, también encontraron una regeneración inadecuada en algunas áreas y concluyeron que la regeneración continúa. Dado que este estudio solo consideró un sitio en el condado de Marin, California , es posible que estos resultados no se apliquen a otros bosques. Otros impactos a la ecología local incluyen, entre otros, los efectos residuales de la fumigación de pesticidas pesados (Agrifos) para tratar los síntomas de SOD y la gran mortalidad de la comunidad de polinizadores nativos que se produce como resultado. Las colmenas de abejas situadas en zonas de intensa fumigación con Agrifos han sufrido importantes pérdidas de población en correlación directa con la aplicación de estos productos químicos. Condados como Napa y Sonoma pueden estar causando un daño significativo a sus poblaciones de polinizadores nativos en virtud de la adopción de políticas profilácticas de pesticidas de base amplia. Dicho daño a las poblaciones de polinizadores puede tener efectos terciarios negativos en toda la comunidad vegetal local, agravando la pérdida de biodiversidad y, por tanto, de valor ambiental, atribuible a la SOD. [ cita necesaria ]
Además de la pérdida rápida y significativa de especies huéspedes simbióticas, dado que la muerte súbita del roble se clasifica como una enfermedad del cinturón del tallo, que se ha demostrado que causa una reducción masiva en la biomasa del suelo de micorrizas, la cantidad de fósforo y micronutrientes que las micorrizas son capaces de absorber es muy reducido en suelos ocupados por árboles con SOD. [44] Otro impacto ambiental significativo de P. ramorum . es su tendencia a provocar grandes depósitos de restos leñosos secos en zonas propensas a incendios forestales, lo que los hace aún más difíciles de contener. [44] De hecho, los puntos críticos de SOD son "inmanejables" para los equipos de bomberos, y cada vez hay más pruebas que sugieren que la SOD desempeña un papel importante en la susceptibilidad de un bosque a los incendios. En el otro lado del espectro están los importantes impactos económicos de P. ramorum , que son difíciles de evaluar, pero el más obvio de los cuales es la reducción del valor de las propiedades inmobiliarias que contienen robles, ya que los robles en particular tienden a aumentar el valor de las propiedades. Valor inmobiliario de las parcelas que habitan. [45] Además, varias industrias estadounidenses han sufrido debido a la propagación de la SOD, incluidas las industrias de plantas ornamentales, especias y compostaje, especialmente en el estado de California. [45]
La detección temprana de P. ramorum es fundamental para su control. Considerando cada árbol individualmente, los tratamientos preventivos, que son más efectivos que los tratamientos terapéuticos, [46] dependen del conocimiento del movimiento del patógeno a través del paisaje para saber cuándo se acerca a árboles preciados. A nivel del paisaje, el movimiento rápido y a menudo indetectable de P. ramorum significa que cualquier tratamiento que pretenda frenar su propagación debe realizarse muy temprano en el desarrollo de una infestación. Desde el descubrimiento de P. ramorum , los investigadores han estado trabajando en el desarrollo de métodos de detección temprana en escalas que van desde el diagnóstico en plantas infectadas individuales hasta esfuerzos de detección a nivel de paisaje que involucran a un gran número de personas.
La detección de la presencia de especies de Phytophthora requiere confirmación de laboratorio. El método tradicional de cultivo es en un medio de crecimiento selectivo contra hongos (y, en algunos casos, contra otros oomicetos como las especies de Pythium ). El material huésped se elimina del borde anterior de un cancro en el tejido vegetal causado por el patógeno; El crecimiento resultante se examina bajo un microscopio para confirmar la morfología única de P. ramorum . El aislamiento exitoso del patógeno a menudo depende del tipo de tejido del huésped y de la época del año en que se intenta la detección. [47]
Debido a estas dificultades, los investigadores han desarrollado otros métodos para identificar P. ramorum . La prueba de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas puede ser el primer paso en métodos sin cultivo para identificar P. ramorum , pero solo puede ser un primer paso, porque detecta la presencia de proteínas producidas por todas las especies de Phytophthora . En otras palabras, puede identificarse a nivel de género, pero no a nivel de especie. Las pruebas ELISA pueden procesar una gran cantidad de muestras a la vez, por lo que los investigadores a menudo las usan para descartar muestras probablemente positivas de aquellas que no lo son cuando la cantidad total de muestras es muy grande. [47] Algunos fabricantes producen "kits de campo" ELISA a pequeña escala que el propietario puede utilizar para determinar si el tejido vegetal está infectado por Phytophthora .
Los investigadores también han desarrollado numerosas técnicas moleculares para la identificación de P. ramorum . Estos incluyen la amplificación de secuencias de ADN en la región espaciadora transcrita interna del genoma de P. ramorum ( reacción en cadena de la polimerasa ITS o ITS PCR); PCR en tiempo real, en la que se mide la abundancia de ADN en tiempo real durante la reacción de PCR, utilizando colorantes o sondas como SBYR-Green o TaqMan; PCR múltiple , que amplifica más de una región del ADN al mismo tiempo; y polimorfismo de conformación monocatenaria (SSCP), que utiliza la secuencia de ADN ITS amplificada por la reacción de PCR para diferenciar especies de Phytophthora según su movimiento diferencial a través de un gel. [47]
Además, los investigadores han comenzado a utilizar características de la secuencia de ADN de P. ramorum para identificar las minúsculas diferencias entre los aislados de P. ramorum separados entre sí. Dos técnicas para hacer esto son el polimorfismo de longitud de fragmento amplificado , que mediante la comparación de diferencias entre varios fragmentos en la secuencia ha permitido a los investigadores diferenciar correctamente entre aislados de la UE y los EE. UU., [47] y el examen de microsatélites , que son áreas en la secuencia que presentan secuencias repetidas. pares de bases. Cuando los propágulos de P. ramorum llegan a una nueva ubicación geográfica y establecen colonias, estos microsatélites comienzan a mostrar mutaciones en un tiempo relativamente corto y lo hacen de forma gradual. Con base en esto, investigadores en California han podido construir árboles, basándose en análisis de microsatélites de aislados recolectados en todo el estado, que rastrean el movimiento de P. ramorum desde dos probables puntos iniciales de establecimiento en los condados de Marin y Santa Cruz y hacia afuera. puntos posteriores. [48]
La detección temprana de P. ramorum a escala de paisaje comienza con la observación de los síntomas en plantas individuales (y/o la detección de propágulos de P. ramorum en cursos de agua; ver más abajo). El seguimiento sistemático desde el suelo ha sido difícil dentro del área de distribución de P. ramorum porque la mayoría de los árboles infectados se encuentran en un complejo mosaico de tierras con diversos propietarios. En algunas áreas, se han realizado estudios terrestres específicos en áreas de gran recreación o uso de visitantes, como parques, inicios de senderos y rampas para botes. En California, cuando se realiza una detección terrestre, buscar síntomas en el laurel es la estrategia más eficaz, ya que la infección por P. ramorum de robles y tanoaks verdaderos casi siempre está altamente asociada con el laurel, el principal trampolín epidemiológico para el patógeno. [49] [50] [51] Además, en muchos sitios de California (aunque no en todos), P. ramorum generalmente se puede detectar a partir de tejidos infectados de laurel mediante técnicas de cultivo durante todo el año; Este no es el caso de la mayoría de los demás hosts, ni tampoco de Oregón, donde tanoak es el host más confiable. [52]
Como parte de un programa nacional del USDA, entre 2003 y 2006 se implementó una encuesta de detección terrestre en 39 estados de EE. UU. para determinar si el patógeno se había establecido fuera de las áreas de la costa oeste que ya se sabía que estaban infestadas. Las áreas de muestreo se estratificaron según las variables ambientales que probablemente favorecieran el crecimiento de patógenos y por la proximidad a posibles puntos de introducción del inóculo, como los viveros. Las muestras se recolectaron a lo largo de transectos establecidos en bosques potencialmente susceptibles o fuera de los perímetros de los viveros. Las únicas muestras positivas se recolectaron en California, lo que confirma que P. ramorum aún no se ha establecido en el medio ambiente fuera de la costa oeste. [53]
Los reconocimientos aéreos han demostrado ser útiles para la detección de infestaciones de P. ramorum en grandes paisajes, aunque no es una técnica tan "temprana" como otras porque depende de detectar copas de tanoak muertas desde aviones de ala fija. El sofisticado GPS y la tecnología de mapeo permiten a los observadores marcar las ubicaciones de los árboles muertos para que los equipos de tierra puedan regresar al área para tomar muestras de la vegetación cercana. [54]
La detección de P. ramorum en cursos de agua se ha convertido en el primer método de detección temprana. Esta técnica emplea cebos de pera o rododendro suspendidos en el curso de agua mediante cuerdas, cubos, bolsas de malla u otros dispositivos similares. Si las plantas de la cuenca están infectadas con P. ramorum , es probable que haya zoosporas del patógeno (así como otras Phytophthora spp.) en los cursos de agua adyacentes. En condiciones climáticas propicias, las zoosporas son atraídas por los cebos y los infectan, provocando lesiones que pueden aislarse para cultivar el patógeno o analizarse mediante un ensayo de PCR. [55] [56] Este método ha detectado P. ramorum en escalas que van desde pequeños drenajes estacionales intermitentes hasta los ríos García, Chetco y South Fork Eel en California y Oregón ( áreas de drenaje de 144, 352 y 689 mi 2 , respectivamente). ). Puede detectar la existencia de plantas infectadas en las cuencas antes de que se haga evidente la mortalidad por infecciones. Por supuesto, no puede detectar la ubicación exacta de esas plantas infectadas: a la primera señal de propágulos de P. ramorum en el arroyo, las cuadrillas deben rastrear la cuenca utilizando todos los medios disponibles para encontrar vegetación sintomática.
Un medio menos técnico de detectar P. ramorum a nivel del paisaje implica involucrar en la búsqueda a los propietarios locales de todo el paisaje. Muchos departamentos de agricultura de condados locales y oficinas de Extensión Cooperativa de la Universidad de California en California han podido realizar un seguimiento de la distribución del patógeno en sus regiones a través de informes y muestras que les trajo el público. En 2008, el Laboratorio Garbelotto de la Universidad de California, Berkeley, junto con colaboradores locales, organizaron una serie de eventos educativos, llamados "SOD Blitzes", diseñados para brindar a los propietarios locales información básica sobre P. ramorum y cómo identificar sus síntomas; A cada participante se le proporcionó un kit de muestreo, tomó muestras de una cierta cantidad de árboles en su propiedad y devolvió las muestras al laboratorio para su análisis. Se espera que este tipo de ciencia ciudadana pueda ayudar a generar un mapa mejorado de la distribución de P. ramorum en las áreas donde se llevan a cabo los talleres.
Desde que los reguladores estadounidenses descubrieron en 2004 que P. ramorum se había extendido por todo el país a varios huéspedes, se ha demostrado que las inspecciones proactivas de los envíos agrícolas ayudan a reducir el riesgo de infestaciones por muerte súbita del roble. [57] Además, el APHIS del USDA planea específicamente detener la propagación de SOD continuando con su programa de divulgación pública y aprobando regulaciones sobre la transferencia de productos agrícolas que podrían ser un vector de enfermedad para P. ramorum . De hecho, en Oregón y California, el USDA ha regulado con éxito el stock de plantas hospedantes potenciales en los viveros para "matar de hambre" la enfermedad de las plantas hospedantes potenciales. [57] Además, al gestionarlo en viveros, es importante tener en cuenta que a menudo se requiere que el personal del vivero visite sitios en el campo, como invernaderos, campos y otros viveros. [58] Por lo tanto, se deben tomar una serie de medidas de bioseguridad para garantizar que la SOD no se transfiera involuntariamente al vivero, incluida la conducción de vehículos únicamente en áreas pavimentadas, de concreto o de grava en los sitios de inspección para evitar el contacto con la materia orgánica del suelo que podría presentarse como un posible vector de enfermedades. [58]
El curso que debe tomar el manejo de P. ramorum depende de una serie de factores, incluida la escala del paisaje en el que se espera manejarlo. La gestión de P. ramorum se ha llevado a cabo a nivel paisajístico/regional en Oregón en forma de una campaña para erradicar completamente el patógeno de los bosques en los que se ha encontrado (en su mayoría privados, pero también del Servicio Forestal del USDA y la Oficina de Tierras del USDI). Propiedad de la gestión ). [59] [60] [61] La campaña de erradicación implica una vigorosa detección temprana mediante aviones y monitoreo de cursos de agua, un Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal del Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA APHIS) y una cuarentena dirigida por el Departamento de Agricultura de Oregón para prevenir el movimiento del huésped. materiales fuera del área donde se encuentran los árboles infectados, y la eliminación inmediata de la vegetación huésped de P. ramorum , sintomática o no, dentro de una zona de amortiguamiento de 300 pies (91 m) alrededor de cada árbol infectado.
El esfuerzo de erradicación de Oregón, que comenzó cerca de la ciudad de Brookings en el suroeste de Oregón en 2001, ha adaptado sus esfuerzos de gestión a lo largo de los años en respuesta a nueva información sobre P. ramorum . Por ejemplo, después de que las pruebas de inoculación de varias especies de árboles delinearan más claramente qué huéspedes son susceptibles, los cooperadores de Oregón comenzaron a dejar especies no huéspedes como el abeto Douglas y el aliso rojo en el lugar. En otro ejemplo, después de descubrir que un pequeño porcentaje de tocones de tanoak que estaban rebrotando en los sitios de eliminación del huésped estaban infectados con el patógeno (se desconoce si estas infecciones eran sistémicas o alcanzaban los brotes del entorno circundante), los cooperadores comenzaron a tratar previamente los árboles con muy pequeñas cantidades específicas de herbicida para matar los sistemas de raíces de los tanoaks infectados antes de cortarlos. El esfuerzo ha tenido éxito porque, si bien aún no se ha erradicado por completo el patógeno de los bosques de Oregón, la epidemia en Oregón no ha seguido el curso explosivo que ha tenido en los bosques de California. [ cita necesaria ]
California, sin embargo, enfrenta importantes obstáculos que le impiden emprender el mismo tipo de esfuerzo de erradicación. Por un lado, el organismo estaba demasiado bien establecido en los bosques de las áreas de la Bahía de Santa Cruz y San Francisco cuando se descubrió la causa de la muerte repentina del roble como para permitir que cualquier esfuerzo de erradicación tuviera éxito. Incluso en zonas todavía relativamente no infestadas de la costa norte y el sur de Big Sur , los esfuerzos coordinados regionalmente para gestionar el patógeno enfrentan enormes desafíos de liderazgo, coordinación y financiación. Sin embargo, los administradores de tierras todavía están trabajando para coordinar esfuerzos entre estados, condados y agencias para brindar un manejo de P. ramorum de una manera más integral.
Existen varias opciones para los propietarios que desean limitar los impactos de la muerte de SOD en sus propiedades. Ninguna de estas opciones es infalible, no garantiza la erradicación de P. ramorum o evita que un árbol se infecte. Algunos todavía se encuentran en la etapa inicial de prueba. Sin embargo, cuando se usan de manera cuidadosa y exhaustiva, algunos de los tratamientos mejoran la probabilidad de retardar la propagación del patógeno o de limitar sus impactos en los árboles o masas de árboles. Suponiendo que el propietario haya identificado correctamente los árboles hospedantes y los síntomas, haya enviado una muestra a una autoridad local para enviarla a un laboratorio aprobado para realizar pruebas y haya recibido confirmación de que los árboles efectivamente están infectados con P. ramorum —o, alternativamente, asumiendo que el propietario sabe que hay árboles infectados con P. ramorum cerca y quiere proteger los recursos en su propiedad— puede intentar el control mediante métodos culturales (árboles individuales), químicos, o medios silvícolas (a nivel del rodal).
La mejor evidencia de que las técnicas culturales podrían ayudar a proteger los árboles contra P. ramorum proviene de investigaciones que han establecido una correlación entre el riesgo de enfermedades en los robles costeros y la proximidad de los árboles al laurel. [23] En particular, esta investigación encontró que los árboles de laurel que crecían dentro de los 5 m del tronco de un roble eran los mejores predictores del riesgo de enfermedades. Esto implica que la eliminación estratégica de los árboles de laurel cerca de los robles de la costa podría disminuir el riesgo de infección del roble. No se justificaría la eliminación al por mayor de laureles, ya que los laureles cercanos a los robles parecen constituir el mayor factor de riesgo. Aún no se ha establecido si el mismo patrón es válido para otros robles o tanoaks. Se han iniciado investigaciones sobre este tema para el tanoak, pero cualquier posible recomendación cultural será más complicada, porque las ramitas de tanoak también sirven como fuente de inóculo de P. ramorum .
Un tratamiento inicialmente prometedor para prevenir la infección de robles y tanoaks individuales (no para curar una infección ya establecida) es un fungicida de fosfonato comercializado con el nombre comercial Agri-fos. El fosfonato es una forma neutralizada de ácido fosforoso que no actúa por antagonismo directo de Phytophthora , sino estimulando varios tipos de respuestas inmunes por parte del árbol. [46] Es en su mayor parte ambientalmente benigno si no se aplica a plantas no objetivo y puede aplicarse como inyección en el tallo del árbol o como rociado en el tronco. Al aplicar Agri-fos en forma de aerosol, se debe combinar con un tensioactivo organosilicato , Pentra-bark, para permitir que el producto se adhiera al tronco del árbol el tiempo suficiente para ser absorbido por el árbol. Agri-fos ha sido muy eficaz para prevenir las infecciones de los árboles, pero debe aplicarse cuando los síntomas visibles de P. ramorum en otros árboles de las inmediaciones están todavía relativamente lejos; de lo contrario, es probable que el árbol a tratar ya esté infectado, pero aún no se hayan desarrollado síntomas visibles (especialmente en el caso del tanoak). Sin embargo, posteriores pruebas de campo exhaustivas demostraron que el fosfonato (también llamado fosfito) tenía poco o ningún efecto beneficioso. [62]
Los ensayos de métodos silvícolas para tratar P. ramorum comenzaron en el condado de Humboldt, en la costa noroeste de California, en 2006. Los ensayos se han llevado a cabo en una variedad de propiedades infestadas, tanto privadas como públicas, y generalmente se han centrado en distintos niveles y tipos de eliminación del huésped. Los ensayos más grandes (50 acres (200.000 m 2 )) y más replicados han implicado la eliminación de tanoak y laurel con motosierra en todo el rodal infestado, con y sin quema posterior diseñada para eliminar plántulas pequeñas y hojarasca infestada. [63] Otros tratamientos incluyeron la eliminación del huésped en un diseño modificado de "corta combustible sombreado" en el que se elimina todo el laurel, pero no todos los tanoaks; eliminación de laurel y tanoak mediante herbicidas; y eliminación del laurel solo. Los resultados de estos tratamientos aún se están monitoreando, pero hasta ahora los muestreos repetidos han detectado sólo cantidades muy pequeñas de P. ramorum en el suelo o en la vegetación de los sitios tratados.
La investigación y el desarrollo en el manejo de P. ramorum en viveros se extienden desde P. ramorum en la planta individual hasta P. ramorum en el ambiente del vivero y el movimiento del patógeno a través de las fronteras estatales y nacionales en plantas infectadas.
Una serie de estudios han probado los efectos curativos y protectores de varios compuestos químicos contra P. ramorum en plantas valoradas como ornamentales o árboles de Navidad. Muchos estudios se han centrado en los cuatro huéspedes ornamentales principales de P. ramorum ( Rododendro , Camelia , Viburnum y Pieris ). Se han encontrado varios compuestos eficaces; algunos de los más eficaces incluyen mefenoxam , metalaxil , dimetomorf y fenamidona . Muchos de estos estudios han convergido en las siguientes conclusiones: los compuestos químicos son, en general, más eficaces como preventivos que curativos; cuando se utilizan de forma preventiva, los compuestos químicos deben reaplicarse en varios intervalos; y los compuestos químicos pueden enmascarar los síntomas de la infección por P. ramorum en la planta huésped, lo que podría interferir con las inspecciones para los esfuerzos de cuarentena. En general, estos compuestos suprimen pero no erradican el patógeno, y a algunos investigadores les preocupa que con el uso repetido el patógeno pueda volverse resistente a ellos. Estos estudios y conclusiones están resumidos por Kliejunas. [64]
Otra área de investigación y práctica en evolución tiene que ver con la eliminación de P. ramorum de los entornos de viveros en los que se establece para prevenir el movimiento de patógenos mediados por humanos dentro del comercio de plantas ornamentales. Una forma de abordar esto es a través de un sólido programa de inspección y cuarentena, que han implementado las diversas agencias reguladoras federales y estatales. Según el programa federal de cuarentena de P. ramorum implementado por el USDA APHIS , los viveros en California, Oregón y Washington están regulados y deben participar en un régimen de inspección anual; Los viveros de los 14 condados infestados de la costa de California, además del área infestada limitada en el condado de Curry , Oregón, deben participar en un programa de inspección más estricto cuando realizan envíos fuera de esta área. [sesenta y cinco]
Gran parte de la investigación sobre la desinfestación de viveros se ha centrado en las mejores prácticas de manejo (BMP) voluntarias que los viveros pueden implementar para prevenir la introducción de P. ramorum en el vivero y su movimiento de una planta a otra. En 2008, un grupo de organizaciones de la industria de viveros publicó una lista de BMP que incluye subsecciones sobre prevención/manejo de plagas, capacitación, monitoreo/auditorías internas/externas, registros/trazabilidad y documentación. El documento incluye recomendaciones específicas como "Evitar el riego por aspersión de plantas de alto riesgo"; "Después de cada rotación de cultivos , desinfectar los lechos de nebulización de propagación , el área de clasificación, las mesas de corte, las máquinas y herramientas para minimizar la propagación o introducción de patógenos"; y "El personal del vivero debe asistir a una o más capacitaciones sobre P. ramorum realizadas por personal calificado o documentar la autoformación". [66] [67]
La investigación sobre el control de P. ramorum en viveros también se ha centrado en la desinfestación del agua de riego que contiene inóculo de P. ramorum . El agua de riego puede infestarse por los laureles del bosque (si la fuente de riego es un arroyo), por los laureles que sobresalen de los estanques de riego, por la escorrentía de los bosques infestados [68] o por el agua de riego recirculada. [69] Experimentos en Alemania con tres tipos de filtros ( filtros lentos de arena , filtros de lava y humedales artificiales) demostraron que los dos primeros eliminaron completamente P. ramorum del agua de riego, mientras que el 37% de las muestras de agua posteriores al tratamiento del agua El humedal artificial todavía contenía P. ramorum . [70]
Junto con prácticas de riego adecuadas, la cobertura del suelo puede ser una práctica de manejo eficaz para las plantas ornamentales en viveros. Cubrir el suelo con una capa de grava de 5 a 7 cm puede evitar la dispersión de propágulos por salpicaduras sobre plantas ornamentales que se cultivan en contenedores. Esta práctica también puede suprimir significativamente la enfermedad. [71]
Dado que P. ramorum puede persistir durante un período de tiempo indeterminado dentro del perfil del suelo, los programas de manejo en los viveros también deben abordar la delineación de la distribución del patógeno en el suelo de los viveros y su eliminación de las áreas infestadas. Se han probado una variedad de opciones químicas para la desinfestación del suelo, incluidas sustancias químicas como cloropicrina , metam sodio , yodometano y dazomet . Las pruebas de laboratorio indicaron que todos estos químicos fueron efectivos cuando se aplicaron al suelo infestado en frascos de vidrio. Además, las pruebas en viveros de voluntarios con suelo infestado demostraron que la fumigación con dazomet (nombre comercial Basamid) seguida de un período de aplicación de lonas durante 14 días eliminó con éxito P. ramorum del perfil del suelo. [72] Otras prácticas de desinfestación del suelo que se están investigando, o en las que se ha expresado interés, incluyen la esterilización con vapor , la solarización y la pavimentación de áreas infestadas.
Uno de los aspectos más importantes del control de P. ramorum implica interrumpir el movimiento del patógeno mediado por humanos asegurando que los materiales infestados no se muevan de un lugar a otro. Si bien las cuarentenas ejecutables cumplen parte de esta función, también es importante la limpieza básica al trabajar o recrearse en áreas infestadas. En la mayoría de los casos, las prácticas de limpieza implican eliminar el follaje y el barro de las superficies potencialmente infestadas, como zapatos, vehículos y mascotas, antes de abandonar el área infestada. Las exigencias de implementar estas prácticas se vuelven más complejas cuando un gran número de personas trabajan en áreas infestadas, como en la construcción, la recolección de madera o la extinción de incendios forestales . El Departamento de Silvicultura y Protección contra Incendios de California y el Servicio Forestal del USDA han implementado pautas y requisitos de mitigación para las dos últimas situaciones; Se puede encontrar información básica sobre la limpieza en áreas infestadas de P. ramorum en el sitio web del Grupo de Trabajo sobre Mortalidad del Roble de California (www.suddenoakdeath.org) en la sección "Tratamiento y manejo" (subsección "Saneamiento y reducción de la propagación").
En Inglaterra , en 2009, la Comisión Forestal , DEFRA , la Agencia de Investigación sobre Alimentos y Medio Ambiente , el Consejo del Condado de Cornwall y Natural England están trabajando juntos para registrar las ubicaciones y hacer frente a esta enfermedad. Natural England ofrece subvenciones a través de sus programas de Gestión Ambiental , Gestión del Campo y Áreas Ambientalmente Sensibles para eliminar los rododendros. [73] En 2011, la Comisión Forestal comenzó a talar 10.000 acres (40 km 2 ) de bosque de alerces en el suroeste de Inglaterra, como un intento de detener la propagación de la enfermedad. En 2023, la Comisión Forestal emitió un aviso legal de sanidad vegetal a Sheffield y Rotherham Wildlife Trust ordenándoles que eliminaran más de 1000 árboles en su reserva natural en Wyming Brook. [16] En Irlanda del Norte, a finales de 2011, el Servicio Forestal del Departamento de Agricultura y Desarrollo Rural comenzó a talar 14 hectáreas de bosques de alerces afectados en Moneyscalp, en el borde del parque forestal Tollymore en el condado de Down. [74]
