Phytophthora ramorum es el oomiceto que causa la enfermedad de la muerte súbita del roble ( SOD , por sus siglas en inglés ). La enfermedad mata robles y otras especies de árboles y ha tenido efectos devastadores en las poblaciones de robles en California y Oregón , además de estar presente en Europa . Los síntomas incluyen chancros sangrantes en el tronco del árboly muerte regresiva del follaje , que en muchos casos conducen a la muerte del árbol.
P. ramorum también infecta a un gran número de otras especies de plantas, especialmente a las ornamentales leñosas como el rododendro , el viburnum y el pieris , causando síntomas foliares conocidos como marchitamiento del ramorum o tizón del ramorum. Estas plantas pueden actuar como una fuente de inóculo para nuevas infecciones, ya que el patógeno produce esporas que pueden transmitirse por 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 mayoría de la evidencia sugiere que se introdujo como 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 ha confirmado su existencia en todos los condados costeros de esta zona, así como en todos los condados inmediatamente interiores desde el condado de Santa Clara al norte hasta el condado de Lake . Sin embargo, no se ha encontrado al este de la cordillera costera de California . Se informó de su presencia en el condado de Curry, Oregón , 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 de cualquier otro condado de California. [2]
Casi al mismo tiempo, también se identificó una enfermedad similar en Europa continental y el Reino Unido : 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 el material de vivero o ya presente sin detectar.
En los tanoaks, la enfermedad se reconoce por el marchitamiento de los brotes nuevos , el verde pálido de las hojas más viejas y, después de un período de dos a tres semanas, el follaje se vuelve marrón mientras se adhiere a las ramas. La savia marrón oscura tiñe la corteza del tronco inferior. 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 de ambrosía ( Monarthrum scutellare ) probablemente infestarán un árbol moribundo a mediados del verano, produciendo montones de polvo blanco fino cerca de pequeños agujeros. Más tarde, los escarabajos de la corteza ( Pseudopityophthorus pubipennis ) producen un polvo fino y rojo perforante. A menudo, pequeñas cúpulas negras, los cuerpos fructíferos del hongo Hypoxylon , están presentes en la corteza . La muerte de las hojas ocurre más de un año después de la infección inicial y meses después de que el árbol haya sido anillado por los escarabajos. [ cita requerida ]
En los robles vivos de la costa y los robles negros de California , el primer síntoma es una savia espesa de color rojo burdeos a negro alquitranado que sangra de la superficie de la corteza. A menudo se los conoce como chancros sangrantes .
Además de los robles, muchas otras especies forestales pueden ser huéspedes de la enfermedad; de hecho, se observó en los Estados Unidos que casi todas las plantas leñosas en algunos bosques de California eran susceptibles a P. ramorum . [4] incluyendo rododendro , madroño ( Arbutus menziesii ), arándano perenne ( Vaccinium ovatum ), laurel de California ( Umbellularia californica ), castaño de Indias ( Aesculus californica ), arce de hoja grande ( Acer macrophyllum ), toyón ( Heteromeles arbutifolia ), manzanita ( Arctostaphylos spp. ), secuoya costera ( Sequoia sempervirens ), abeto de Douglas ( Pseudotsuga menziesii ), café silvestre ( Rhamnus californica ), madreselva ( Lonicera hispidula ) y roble de Shreve ( Quercus parvula ). P. ramorum causa más comúnmente una enfermedad menos severa conocida como muerte regresiva/tizón de las hojas de ramorum 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 púrpuras 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 manchas en las hojas que se expanden hasta convertirse en lesiones. Las lesiones perforan el tejido de la planta, de modo que las manchas son las mismas tanto en la parte superior como en la inferior de la hoja. Las lesiones suelen tener forma triangular y se extienden a lo largo del nervio central. Pueden aparecer en cualquier lugar donde se acumule agua en la superficie de la hoja. Las manchas en las hojas tienen márgenes difusos y pueden parecer empapadas de agua. En casos graves, toda la planta huésped puede morir. [6]
En Europa, la plaga de ramorum se observó por primera vez en rododendros y viburnos a principios de los años 1990, [3] donde inicialmente se encontró principalmente en plantas cultivadas en contenedores en viveros. [7] Los síntomas principales fueron la plaga de hojas y ramitas. [8] Para 2007, se había extendido por viveros y centros minoristas 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 estaba infectando y matando a un gran número de árboles de alerce japonés ( Larix kaempferi ) en el Reino Unido en sitios de los condados ingleses de Somerset , Devon y Cornwall . [9] Fue la primera vez en el mundo que se encontró Phytophthora ramorum infectando a esta especie. [10] Desde entonces, también se ha encontrado ampliamente en plantaciones de alerce en Gales [11] [12] y en el suroeste de Escocia, lo que llevó a la cosecha 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 su lugar, adoptó una estrategia de contención de 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 color amarillento o jengibre distintivo 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] Se había extendido a las plantaciones de alerces japoneses en el sur del país en febrero de 2014. [14] Coillte , que poseía veinte bosques donde estaba presente la enfermedad, 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 1.000 árboles para contener la propagación de la infección. [16]
La especie estrechamente relacionada Phytophthora kernoviae causa síntomas similares a P. ramorum , pero infecta al haya europea ( Fagus sylvatica ). [17]
El inóculo primario (esporangios) de P. ramorum se desarrolla en las hojas del huésped primario, 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 incluyen árboles de hoja ancha como los tanoaks , donde comienzan a desarrollarse. [18] El inóculo secundario infecta la corteza interna y la albura, lo que resulta en 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 la parte final de su ciclo (fase del suelo) es poco entendida por los científicos. Sin embargo, se sospecha que las clamidosporas juegan un papel en la supervivencia a largo plazo del patógeno, aunque no se conocen 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 que 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 propaga por el aire; [20] uno de los principales mecanismos de dispersión es el agua de lluvia que salpica las esporas sobre otras plantas susceptibles y en los cursos de agua para ser transportadas a mayores distancias. [20] Las clamidosporas pueden soportar condiciones duras y pueden sobrevivir el invierno. [20] El patógeno aprovechará las heridas, pero no es necesario para que se produzca la infección . [21]
Como se mencionó anteriormente, P. ramorum no mata todas las plantas que se pueden usar como hospedantes , 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 California ( Umbellularia californica ) parece ser la principal fuente de inóculo. [23] Los desechos verdes, como la hojarasca y los tocones de los árboles, también pueden sustentar a P. ramorum como saprótrofo y actuar como fuente de inóculo. Debido a que P. ramorum puede infectar muchas plantas ornamentales , puede transmitirse por el movimiento de plantas ornamentales. [ cita requerida ]
En los viveros, P. ramorum se dispersa principalmente entre plantas adyacentes que se tocan y por exposición a aguas superficiales infestadas. La dispersión a larga distancia se posibilita mediante 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 involuntariamente el patógeno a zonas en las que no estaba presente anteriormente. Quienes viajen a una zona que se sabe que está infestada con SOD pueden ayudar a prevenir la propagación de la enfermedad limpiando sus patas (y las de sus animales), neumáticos, herramientas, equipo de acampada, etc. antes de regresar a casa o entrar en otra zona no infectada, especialmente si han estado en suelo fangoso. Además, el traslado de leña podría provocar la muerte súbita del roble en zonas 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 a través del 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 aislamientos indica que están aislados reproductivamente. [28] En promedio, el tipo de apareamiento A1 es más virulento que el tipo de apareamiento A2, pero ocurre más variación en la patogenicidad de los aislamientos 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 A1 de la UE1 y los tipos A2 europeos y americanos. Tapones de agarosa de jugo de tomate que contenían cultivos de P. ramorum en crecimiento activo de diferentes tipos en agar de zanahoria e incubados en la oscuridad a 20 Celsius. Las oosporas resultantes se aislaron, se limpiaron y se tiñeron con tinte de tetrazolio en el ensayo MTT . Las oosporas púrpuras se contaron como latentes, mientras que las transparentes, azules o negras se consideraron no viables. Sin embargo, algunas de las esporas púrpuras tenían morfologías anormales. La morfología normal incluye un núcleo, una pared doble 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 largos solo aumentaron marginalmente la tasa de germinación. La progenie obtenida de las oosporas fue diversa, algunas eran homotálicas y otras de tipo A1 o A2. La patogenicidad de la progenie también fue variable. [31] Desde el descubrimiento del origen de este patógeno en los bosques de laurel 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 en agar. Sin embargo, parece que todavía hay solo dos tipos de apareamiento viables, A1 y A2, con un aislado del grupo indochino que no respondió a ningún intento de inducir el apareamiento, lo que llevó a ser caracterizado como "A0", un no respondedor. Los tipos A1 y A2 se aislaron tanto de Japón como de la frontera Yunnan/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 las crías IC1 e IC2 tenían morfología normal. El 18,5% fueron obviamente abortadas. Para NP1xNP2, los gametangios fueron demasiado escasos para determinar las tasas de aborto, pero fueron muy altas. [32] En general, parece queP. ramorum es capaz de reproducirse sexualmente, pero es muy ineficiente, incluso entre la población original.
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 resulta difícil identificar el área de distribución natural de este organismo es que normalmente no provoca enfermedades sintomáticas ni infecciosas en huéspedes que están adaptados a vivir en armonía con él de forma natural. Solo cuando este organismo se infiltra en un hábitat vulnerable con especies huéspedes menos resistentes se produce una cantidad notable de destrucción. [ cita requerida ]
En 2021, salió una investigación que reveló 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 arroyos de montaña Fansipan y Sau Chua; de estos, 64 muestras de 7 arroyos (6 de Fansipan y 1 de Sau Chua) se identificaron como P. ramorum . En las islas japonesas de Shikoku y Kyushu, se muestrearon 17 cuencas fluviales, lo que dio 597 cultivos de Phytophthora ; de estos, 3 de Shikoku y 4 de Kyushu se identificaron como P. ramorum. Además de los tipos EU y NA, los investigadores identificaron por morfología de colonias en agar de zanahoria dos nuevos grupos de fenotipos: indochino y japonés. En una prueba de estrés hídrico bajo y alta temperatura, NA2 y EU2 fueron altamente tolerantes, y NA1 y EU1 no tuvieron crecimiento. Las colonias de fenotipo indochino (IC) y japonés (NP) tuvieron respuestas altamente variables, lo que indica múltiples genotipos dentro de cada agrupación fenotípica. En una prueba de apareamiento, se descubrió que el 89% de los aislamientos eran del tipo de apareamiento A1; solo el 11% eran del tipo A2. Un apareamiento de dos tipos indochinos IC1 e IC2 resultó en la formación de oosporas similares a las observadas entre linajes conocidos de diferente tipo. 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 del este de Asia en comparación con la diversidad en los cuatro linajes conocidos previamente respalda la hipótesis de que este es el centro geográfico de origen de Phytophthora ramorum. Además, no se observó vegetación sintomática. La presencia de otras especies de Phytophthora, incluidas P. foliorum y P. lateralis en el suroeste de Japón, sugiere que este podría ser el origen de un clado de especies relacionadas denominado clado 8c. [33]
P. ramorum es una especie introducida, y estas introducciones ocurrieron por separado para las poblaciones europeas y norteamericanas, de ahí que solo exista un tipo de apareamiento en cada continente: esto se llama efecto fundador . [34] Las diferencias entre las dos poblaciones se deben, por lo tanto, a la adaptación a climas separados. La evidencia incluye poca variabilidad genética, ya que P. ramorum no ha tenido tiempo de diversificarse desde que fue introducido. La variabilidad existente puede explicarse por múltiples introducciones con unos pocos individuos que se adaptan mejor a sus respectivos entornos. [35] El comportamiento del patógeno en California también es indicativo de ser introducido; se supone que una tasa de mortalidad de árboles tan alta se habría notado antes si P. ramorum fuera nativo . [ cita requerida ]
Se ha demostrado que las especies de Phytophthora han evolucionado mediante la hibridación interespecífica de dos especies diferentes del género. [36] Cuando una especie se introduce en un nuevo entorno , se produce una selección episódica. La especie invasora queda expuesta a otros taxones residentes y puede producirse una hibridación para producir una nueva especie. Si estos híbridos tienen éxito, pueden superar en competencia a sus especies parentales. [37] Por lo tanto, es posible que P. ramorum sea 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 indígenas americanas culturalmente sensibles representa una pérdida de las bellotas de tanoak como uno de los alimentos tradicionales y ceremoniales más importantes que aún se utilizan en el norte de California, como entre los pueblos Yurok , Hupa , Miwok y Karuk . Un impacto similar se aplica a la disminución de otras especies de plantas nativas que son fuentes de alimentos tradicionales 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 vegetales y la vida silvestre interdependiente. [ cita requerida ]
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 dichas 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 los árboles de sequoia ( Sequoia sempervirens ) crecieron más rápido después de que los tanoaks vecinos murieran por muerte súbita del roble. [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 sequoias. [42]
Se pueden inferir impactos adicionales a largo plazo de SOD 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 SOD, por ejemplo, bosque de secuoyas. A partir de 2011 [actualizar], el único estudio para examinar exhaustivamente la regeneración en bosques de secuoyas impactados por SOD no encontró evidencia de que otras especies de árboles de hoja ancha estén sembrando allí. [43] En cambio, la secuoya estaba colonizando la mayoría de los huecos 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 , estos resultados pueden no aplicarse a otros bosques. Otros impactos a la ecología local incluyen, entre otros, los efectos residuales de rociar pesticidas pesados (Agrifos) para tratar los síntomas de SOD y la alta mortalidad de la comunidad de polinizadores nativos que ocurre como resultado. Las colmenas de abejas situadas en zonas de fumigación intensa con Agrifos han sufrido pérdidas significativas de población en correlación directa con la aplicación de estos productos químicos. Condados como Napa y Sonoma pueden estar causando daños significativos 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 negativos terciarios en toda la comunidad vegetal local, agravando la pérdida de biodiversidad y, por lo tanto, del valor ambiental, atribuible a SOD. [ cita requerida ]
Además de la rápida y significativa pérdida de especies hospedantes simbióticas, dado que la muerte súbita del roble se clasifica como una enfermedad de anillado del tallo, que se ha demostrado que causa una reducción masiva de la biomasa del suelo de las micorrizas, la cantidad de fósforo y micronutrientes que las micorrizas pueden absorber se reduce en gran medida en suelos ocupados por árboles con SOD. [44] Otro impacto ambiental significativo de P. ramorum es su tendencia a generar grandes depósitos de restos leñosos secos en áreas 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 juega un papel importante en la susceptibilidad de un bosque a los incendios. En el otro lado del espectro están los impactos económicos significativos de P. ramorum , que son difíciles de evaluar, pero el más obvio de los cuales es la reducción de los valores de las propiedades inmobiliarias que contienen robles, ya que los robles en particular tienden a aumentar el valor de la propiedad de las parcelas que habitan. [45] Además, varias industrias estadounidenses han sufrido debido a la propagación de SOD, incluidas las industrias de plantas ornamentales, especias y compostaje, especialmente en el estado de California. [45]
La detección temprana de P. ramorum es esencial para su control. A nivel de árbol individual, los tratamientos preventivos, que son más eficaces que los terapéuticos, [46] dependen del conocimiento del movimiento del patógeno a través del paisaje para saber cuándo se acerca a los árboles preciados. A nivel del paisaje, el movimiento rápido y a menudo indetectable de P. ramorum significa que cualquier tratamiento que espere 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 del paisaje que involucran a un gran número de personas.
Para detectar la presencia de especies de Phytophthora es necesaria una 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 hospedante se retira del borde delantero de un chancro del 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 hospedante y la época del año en que se intenta la detección. [47]
Debido a estas dificultades, los investigadores han desarrollado otros enfoques para identificar P. ramorum . La prueba de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas puede ser el primer paso en los métodos sin cultivo para identificar P. ramorum , pero solo puede ser un primer paso, porque detecta la presencia de proteínas que son producidas por todas las especies de Phytophthora . En otras palabras, puede identificar a nivel de género, pero no a nivel de especie. Las pruebas ELISA pueden procesar grandes cantidades de muestras a la vez, por lo que los investigadores a menudo las usan para filtrar muestras probablemente positivas de aquellas que no lo son cuando el número total de muestras es muy grande. [47] Algunos fabricantes producen "kits de campo" ELISA a pequeña escala que el propietario puede usar para determinar si el tejido vegetal está infectado por Phytophthora .
Los investigadores también han desarrollado numerosas técnicas moleculares para la identificación de P. ramorum . Estas 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 PCR ITS); PCR en tiempo real, en la que la abundancia de ADN se mide en tiempo real durante la reacción de PCR, utilizando colorantes o sondas como SBYR-Green o TaqMan; PCR multiplex , que amplifica más de una región de ADN al mismo tiempo; y polimorfismo de conformación de cadena sencilla (SSCP), que utiliza la secuencia de ADN ITS amplificada por la reacción de PCR para diferenciar las 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 señalar las diferencias minúsculas entre los aislados de P. ramorum . Dos técnicas para hacer esto son el polimorfismo de longitud de fragmento amplificado , que al comparar las diferencias entre varios fragmentos en la secuencia ha permitido a los investigadores diferenciar correctamente entre los aislados de la UE y los de EE. UU. [47] y el examen de microsatélites , que son áreas en la secuencia que presentan pares de bases repetidos. 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 mutan de manera gradual. Basándose en esto, los investigadores en California han podido construir árboles, basados 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 puntos posteriores. [48]
La detección temprana de P. ramorum a escala del paisaje comienza con la observación de síntomas en plantas individuales (y/o la detección de propágulos de P. ramorum en cursos de agua; ver más abajo). El monitoreo sistemático en tierra ha sido difícil dentro del rango de P. ramorum porque la mayoría de los árboles infectados se encuentran en un mosaico complejo de tierras con varias propiedades. En algunas áreas, se han realizado estudios terrestres específicos en áreas de gran uso recreativo o de visitantes, como parques, senderos y rampas para botes. En California, cuando se realiza la detección en tierra, buscar síntomas en el laurel es la estrategia más efectiva, ya que la infección por P. ramorum de robles verdaderos y tanoaks 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 todos), P. ramorum generalmente se puede detectar a partir de tejidos de laurel infectados mediante técnicas de cultivo durante todo el año; Este no es el caso de la mayoría de los demás hospedadores, ni tampoco es el caso de Oregón, donde el tanoak es el hospedador más confiable. [52]
Como parte de un programa nacional del USDA, se llevó a cabo una encuesta de detección terrestre entre 2003 y 2006 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 favorecían el crecimiento del patógeno y por la proximidad a posibles puntos de introducción del inóculo, como los viveros. Las muestras se recogieron a lo largo de transectos establecidos en bosques potencialmente susceptibles o fuera de los perímetros de los viveros. Las únicas muestras positivas se recogieron en California, lo que confirmó que P. ramorum aún no se había establecido en el entorno fuera de la Costa Oeste. [53]
La prospección aérea ha demostrado ser útil para la detección de infestaciones de P. ramorum en grandes paisajes, aunque no es una técnica tan "temprana" como otras porque depende de la detección de copas de tanoak muertas desde aeronaves de ala fija. La sofisticada tecnología de GPS y de mapeo de croquis permite a los observadores marcar la ubicación 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 ha surgido como el más antiguo de los métodos de detección temprana. Esta técnica emplea cebos de pera o rododendro suspendidos en el curso de agua utilizando cuerdas, baldes, bolsas de malla u otros dispositivos similares. Si las plantas en la cuenca están infectadas con P. ramorum , es probable que las zoosporas del patógeno (así como otras Phytophthora spp.) estén presentes en los cursos de agua adyacentes. En condiciones climáticas propicias, las zoosporas son atraídas por los cebos y los infectan, causando 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 cuencas hidrográficas antes de que se haga evidente cualquier mortalidad por las infecciones. Por supuesto, no puede detectar la ubicación exacta de las plantas infectadas: a la primera señal de propágulos de P. ramorum en el arroyo, los equipos deben recorrer la cuenca hidrográfica utilizando todos los medios disponibles para encontrar vegetación sintomática.
Un método menos técnico para detectar P. ramorum a nivel de paisaje implica involucrar a los propietarios de tierras locales en la búsqueda. 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, organizó una serie de eventos educativos, llamados "SOD Blitzes", diseñados para brindar a los propietarios de tierras locales información básica sobre P. ramorum y cómo identificar sus síntomas; cada participante recibió 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 realizan los talleres.
Desde que los reguladores estadounidenses descubrieron en 2004 que P. ramorum se había propagado por todo el país a una serie de huéspedes, se ha demostrado que las inspecciones proactivas de los envíos agrícolas ayudan a reducir el riesgo de infestaciones de muerte súbita del roble. [57] Además, el APHIS del USDA planea específicamente detener la propagación de SOD al continuar su programa de divulgación pública y al aprobar regulaciones sobre la transferencia de productos agrícolas que podrían ser un vector de enfermedad para P. ramorum . De hecho, en Oregon y California, el USDA ha regulado con éxito el stock de plantas hospedantes potenciales en viveros para "matar de hambre" la enfermedad de las plantas hospedantes potenciales. [57] Además, al gestionarlo en viveros, es importante considerar 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, incluyendo conducir vehículos solo en áreas pavimentadas, de concreto o de grava en los sitios de inspección para evitar el contacto con materia orgánica del suelo que podría representar un vector potencial 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. El manejo de P. ramorum se ha llevado a cabo a nivel de paisaje/región en Oregon 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 propiedad del Servicio Forestal del USDA y la Oficina de Gestión de Tierras del USDI ). [59] [60] [61] La campaña de erradicación implica una detección temprana vigorosa mediante monitoreo de aviones y cursos de agua, un Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal del Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA APHIS) y una cuarentena dirigida por el Departamento de Agricultura de Oregon para prevenir el movimiento de materiales hospedantes fuera del área donde se encuentran árboles infectados, y la eliminación inmediata de la vegetación hospedante de P. ramorum , sintomática o no, dentro de un área 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 los ensayos 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 sitio. 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 alcanzaron los brotes del entorno circundante), los cooperadores comenzaron a tratar previamente los árboles con cantidades muy pequeñas y específicas de herbicida para matar los sistemas de raíces de los tanoaks infectados antes de talarlos. El esfuerzo ha tenido éxito en el sentido de que, si bien aún no ha erradicado por completo el patógeno de los bosques de Oregón, la epidemia en Oregón no ha tomado el curso explosivo que ha tomado en los bosques de California. [ cita requerida ]
Sin embargo, California enfrenta obstáculos significativos que le impiden realizar el mismo tipo de esfuerzo de erradicación. Por un lado, el organismo estaba demasiado bien establecido en los bosques de las áreas de Santa Cruz y la Bahía de 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 áreas relativamente no infestadas de la costa norte y el sur de Big Sur , los esfuerzos coordinados a nivel regional para controlar el patógeno enfrentan enormes desafíos de liderazgo, coordinación y financiamiento. Sin embargo, los administradores de tierras todavía están trabajando para coordinar esfuerzos entre estados, condados y agencias para proporcionar un manejo de P. ramorum de una manera más integral.
Existen varias opciones para los propietarios de tierras que desean limitar los impactos de la muerte por SOD en sus propiedades. Ninguna de estas opciones es infalible, ni garantiza la erradicación de P. ramorum ni la prevención de la infección de un árbol. Algunas de ellas todavía se encuentran en la etapa inicial de pruebas. Sin embargo, cuando se utilizan de forma cuidadosa y exhaustiva, algunos de los tratamientos sí mejoran la probabilidad de frenar la propagación del patógeno o de limitar sus impactos en los árboles o en las masas de árboles. Suponiendo que el propietario de la tierra haya identificado correctamente el árbol o los árboles hospedantes y los síntomas, haya enviado una muestra a una autoridad local para que la envíe a un laboratorio aprobado para su análisis y haya recibido la confirmación de que el árbol o los árboles están efectivamente infectados con P. ramorum (o, alternativamente, suponiendo que el propietario de la tierra sabe que hay árboles infectados con P. ramorum cerca y quiere proteger los recursos de su propiedad), puede intentar el control por medios culturales (árboles individuales), químicos o silvícolas (a nivel de masa).
La mejor evidencia de que las técnicas culturales podrían ayudar a proteger a los árboles contra P. ramorum proviene de investigaciones que han establecido una correlación entre el riesgo de enfermedades en los robles vivos de la costa y la proximidad de los árboles al laurel. [23] En particular, esta investigación encontró que los árboles de laurel que crecen a menos de 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 vivos de la costa podría reducir el riesgo de infección del roble. La eliminación total de los árboles de laurel no estaría justificada, ya que los laureles cerca de los robles parecen proporcionar el mayor factor de riesgo. Todavía está por establecer si el mismo patrón es válido para otros robles o tanoaks. La investigación sobre este tema se ha iniciado para el tanoak, pero cualquier recomendación cultural eventual será más complicada, porque las ramitas de tanoak también sirven como fuentes de inóculo de P. ramorum .
Un tratamiento inicialmente prometedor para prevenir la infección de árboles individuales de roble y tanoak (no para curar una infección ya establecida) es un fungicida de fosfonato comercializado bajo el nombre comercial Agri-fos. El fosfonato es una forma neutralizada de ácido fosforoso que no funciona por antagonismo directo de Phytophthora , sino estimulando varios tipos de respuestas inmunes por parte del árbol. [46] Es mayormente benigno para el medio ambiente si no se aplica a plantas no objetivo y se puede aplicar como una inyección en el tallo del árbol o como un aerosol en el fuste. Cuando se aplica Agri-fos como un aerosol, debe combinarse con un surfactante organosilicatado , 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 infecciones de árboles, pero debe aplicarse cuando los síntomas visibles de P. ramorum en otros árboles en el vecindario inmediato aún están relativamente distantes; de lo contrario, el árbol a tratar probablemente ya esté infectado, pero los síntomas visibles aún no se han desarrollado (especialmente cierto para el tanoak). Sin embargo, posteriores ensayos de campo exhaustivos demostraron que el fosfonato (también llamado fosfito) tenía poco o ningún efecto beneficioso. [62]
En 2006, comenzaron en el condado de Humboldt, en la costa noroeste de California, los ensayos de métodos silvícolas para tratar P. ramorum. Los ensayos se han llevado a cabo en diversas propiedades infestadas, tanto privadas como públicas, y generalmente se han centrado en distintos niveles y tipos de eliminación de hospedantes. Los ensayos más grandes (50 acres [200.000 m2 ]) y más replicados han implicado la eliminación de tanoak y laurel con motosierra en todo el rodal infestado, tanto con como sin quema posterior diseñada para eliminar plántulas pequeñas y hojarasca infestada. [63] Otros tratamientos incluyeron la eliminación de hospedantes en un diseño modificado de "cortafuegos sombreado" en el que se elimina todo el laurel, pero no todos los tanoak; la eliminación de laurel y tanoak con herbicidas; y la eliminación del laurel solo. Los resultados de estos tratamientos aún se están monitoreando, pero hasta ahora el muestreo repetido ha detectado solo cantidades muy pequeñas de P. ramorum en el suelo o en la vegetación en los sitios tratados.
La investigación y el desarrollo en el manejo de P. ramorum en entornos de vivero se extienden desde P. ramorum en la planta individual, hasta P. ramorum en el entorno del vivero, hasta el movimiento del patógeno a través de 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 principales huéspedes ornamentales de P. ramorum ( Rhododendron , Camellia , Viburnum y Pieris ). Se han encontrado varios compuestos eficaces; algunos de los más eficaces incluyen mefenoxam , metalaxyl , dimethomorph y fenamidone . Muchos de estos estudios han convergido en las siguientes conclusiones: los compuestos químicos son, en general, más eficaces como preventivos que como curativos; cuando se utilizan de forma preventiva, los compuestos químicos deben volver a aplicarse en varios intervalos; y los compuestos químicos pueden enmascarar los síntomas de la infección por P. ramorum en la planta huésped, interfiriendo potencialmente con las inspecciones para los esfuerzos de cuarentena. En general, estos compuestos suprimen pero no erradican el patógeno, y algunos investigadores están preocupados de que con el uso repetido el patógeno pueda volverse resistente a ellos. Estos estudios y conclusiones son resumidos por Kliejunas. [64]
Otra área de investigación y práctica en evolución se ocupa de la eliminación de P. ramorum de los entornos de vivero en los que está establecida para prevenir el movimiento de patógenos mediado por humanos dentro del comercio de plantas ornamentales. Una forma de abordar esto es a través de un sólido programa de cuarentena e inspección, que las diversas agencias reguladoras federales y estatales han implementado. Bajo el programa federal de cuarentena de P. ramorum implementado por USDA APHIS , los viveros en California, Oregon y Washington están regulados y deben participar en un régimen de inspección anual; los viveros en los 14 condados infestados en la costa de California, más el área infestada limitada en el condado de Curry , Oregon, deben participar en un programa de inspección más estricto cuando realizan envíos fuera de esta área. [65]
Gran parte de la investigación sobre la desinfección de viveros se ha centrado en las mejores prácticas de gestión voluntarias (BMP) 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 propagación con nebulizador, el área de clasificación, los bancos de corte, las máquinas y las 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 autocapacitación". [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 a partir de los árboles de laurel en el bosque (si la fuente de riego es un arroyo), de los árboles de laurel que sobresalen de los estanques de riego, de la escorrentía de los bosques infestados, [68] o del agua de riego recirculada. [69] Los experimentos en Alemania con tres tipos de filtros ( filtros lentos de arena , filtros de lava y humedales artificiales) mostraron que los dos primeros eliminaron completamente P. ramorum del agua de riego, mientras que el 37% de las muestras de agua postratamiento del humedal construido todavía contenían P. ramorum . [70]
Junto con las 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 por salpicadura de propágulos sobre las 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 viveros también deben ocuparse de delinear la distribución del patógeno en el suelo del vivero y eliminarlo de las áreas infestadas. Se ha probado una variedad de opciones químicas para la desinfestación del suelo, incluyendo productos químicos como cloropicrina , metam sodio , yodometano y dazomet . Las pruebas de laboratorio indicaron que todos estos productos químicos fueron efectivos cuando se aplicaron al suelo infestado en frascos de vidrio. Además, las pruebas en viveros voluntarios con suelo infestado demostraron que la fumigación con dazomet (nombre comercial Basamid) seguida de un período de 14 días de lona eliminó con éxito P. ramorum del perfil del suelo. [72] Otras prácticas de desinfestación del suelo bajo investigación, 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 consiste en interrumpir el movimiento del patógeno a través de la acción humana, asegurándose de que los materiales infestados no se desplacen de un lugar a otro. Si bien las cuarentenas obligatorias cumplen parte de esta función, también es importante la limpieza básica al trabajar o realizar actividades recreativas 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 la implementación de estas prácticas se vuelven más complejas cuando hay un gran número de personas trabajando en áreas infestadas, como en la construcción, la tala de árboles 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 por P. ramorum en el sitio web del Grupo de trabajo sobre la mortalidad del roble de California (www.suddenoakdeath.org) en la sección "Tratamiento y gestión" (subsección "Saneamiento y reducción de la propagación").
En Inglaterra , en 2009, la Comisión Forestal , el DEFRA , la Agencia de Investigación de Alimentos y Medio Ambiente , el Consejo del Condado de Cornualles y Natural England están trabajando juntos para registrar las ubicaciones y abordar esta enfermedad. Natural England está ofreciendo financiación de subvenciones a través de sus planes de Gestión Ambiental , Gestión del Campo y Área Ambientalmente Sensible para limpiar el rododendro. [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 Fitosanitario Estatutario al Sheffield and Rotherham Wildlife Trust ordenándole eliminar más de 1.000 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 bosque de alerces afectado en Moneyscalp, en el límite del Parque Forestal Tollymore en el condado de Down. [74]
