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Ug99

Primer plano de la roya del tallo


Ug99 es un linaje de la roya del tallo del trigo ( Puccinia graminis f. sp. tritici ), que está presente en los campos de trigo en varios países de África y Oriente Medio y se predice que se propagará rápidamente a través de estas regiones y posiblemente más lejos, causando potencialmente un desastre en la producción de trigo que afectaría la seguridad alimentaria en todo el mundo. [1] En 2005, el conocido pionero de la revolución verde Norman Borlaug atrajo gran atención al problema, y ​​la mayoría de los esfuerzos posteriores se pueden atribuir a su defensa. [2] Puede causar hasta un 100% de pérdidas en los cultivos y es virulento contra muchos genes de resistencia que anteriormente han protegido al trigo contra la roya del tallo.

Aunque existen variedades de trigo resistentes al Ug99, [2] un análisis de 200.000 variedades de trigo utilizadas en 22 países africanos y asiáticos reveló que solo entre el 5 y el 10% de la superficie de trigo cultivada en esos países consistía en variedades con resistencia adecuada. [1]

La raza original de Ug99, que se designa como 'TTKSK' bajo el sistema de nomenclatura de América del Norte, se detectó por primera vez en Uganda en 1998 [3] y se caracterizó por primera vez en 1999 [3] (de ahí el nombre Ug99) y desde entonces se ha detectado en Kenia , Etiopía , Eritrea , Sudán , Yemen , Irán , Tanzania , Mozambique , Zimbabue , Sudáfrica [4] y Egipto . Ahora hay 15 razas conocidas de Ug99. [5] Todas están estrechamente relacionadas y se cree que han evolucionado a partir de un ancestro común, pero difieren en sus perfiles de virulencia /avirulencia y en los países en los que se han detectado. [1]

Genética

Ug99 es el producto de un tipo de evento de intercambio nuclear somático que no se ha observado en otras razas de roya del tallo. [6] Durante este evento y posteriormente, los núcleos no han experimentado recombinación . [6]

Resistencia genética

Ug99 y sus variantes se diferencian de otras cepas del patógeno de la roya negra del tallo (BSR) debido a su capacidad para superar los genes de resistencia en el trigo que han sido duraderos contra el patógeno BSR durante décadas. [7] Estos genes resistentes Sr , de los cuales se conocen 50, le dan al trigo diferentes resistencias a la roya del tallo. [3] La virulencia en Uganda fue virulenta contra Sr31 y es específica de Ug99. [3] Las pérdidas masivas de trigo que se han producido han sido devastadoras, pero en los últimos años la epidemia de roya del trigo se ha controlado eficazmente mediante la selección y el mejoramiento de genes Sr adicionales. [3] (Sin embargo, en las décadas transcurridas desde entonces, la virulencia de Sr31 ha evolucionado en otras cepas en otros lugares. [8] Patpour et al. , 2022 lo encuentra en España y Siberia .) [8]

Los investigadores del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ( USDA ) están probando genes para determinar su resistencia a Ug99, lo que en última instancia ayudará en el desarrollo de variedades de trigo que podrán combatir la roya. La resistencia se ha identificado en una pequeña cantidad de razas autóctonas de trigo de primavera de América del Norte : 23 de 250 razas con resistencia de planta adulta , 27 de 23.976 SNP que transmiten APR y solo 9 razas con resistencia de plántula . [9] Esta resistencia estaba presente sin que el desafío del patógeno Ug99 estuviera presente en NA para impulsar su selección . [9] El USDA ha estudiado razas autóctonas de trigo de invierno donde la resistencia es más probable. [10]

Además de la investigación que lleva a cabo el USDA , el Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID) junto con la Fundación Bill y Melinda Gates , anunciaron en febrero de 2011 que otorgarían 40 millones de dólares a un proyecto global dirigido por la Universidad de Cornell para combatir cepas virulentas de Ug99. [11] La subvención de cinco años al proyecto de Resistencia Duradera a la Roya en el Trigo (DRRW) apoyó los intentos de identificar nuevos genes de resistencia, así como reproducir y distribuir semillas de trigo resistentes a la roya a los agricultores. [11]

Ha habido un proceso continuo de desarrollo de nuevos cultivares resistentes y fracaso de esos cultivares. [12] Esto demuestra la necesidad de una mejora continua. [12]

A partir de 2020, las técnicas modernas de genética molecular y molecular están identificando loci de rasgos cuantitativos (QTL), estructuras celulares particulares y genes R individuales con mayor eficiencia que nunca. [13] Estos serán necesarios dada la continua y grave amenaza mundial que plantea el Ug99. [13] [1]

Sr35 confiere resistencia a todas las demás razas gravesde Pgty al Ug99 original.[14]Salcedoet al., 2017 encuentra suobjetivo Avr ,AvrSr35 .[14]Las razas virulentas enSr35se benefician dela no funcionalizacióndeAvrSr35mediante la inserción de unelemento móvil.[14]

Razas

Existen 15 razas de Ug99, que (según el sistema de nomenclatura norteamericano) tienen las designaciones TTKSK, TTKSF, TTKST, TTTSK, TTKSP, PTKSK, PTKST, TTKSF+, [4] TTKTT, TTKTK, TTHSK, PTKTK, TTHST, TTKTT+ y TTHTT. [5] Todas están estrechamente relacionadas y se cree que evolucionaron a partir de un ancestro común. [1]

TKSK-001

También conocida como PTKS . [15] La primera raza Ug99 en ser caracterizada. [16] [15] Como la mayoría de las razas Ug99, y a diferencia de otras variedades de roya del tallo, es virulenta contra el gen Sr Sr31 ; [16] [15] también virulenta contra Sr38 . [15] Avirulenta contra Sr24 . [16] [15] Se encontró en Uganda [15] en 1999, Kenia [16] en 2001, [5] Etiopía en 2003, [5] Sudán y Yemen en 2006, [5] Irán en 2007, [5] y Tanzania [1] en 2009, [5] Eritrea en 2012, [5] y Ruanda y Egipto en 2014. [5]

TTKSF

Detectado por primera vez en Sudáfrica en 2000, [5] Zimbabwe en 2009, [5] y Uganda en 2012. [5] Avirulento en Sr31 . [5]

TKST-T ...

Descubierta en Kenia en 2006 [16] fue la primera raza Ug99 que se encontró virulenta contra el gen Sr Sr24 . [1] [16] TTKST es ahora la raza predominante de roya del tallo en Kenia. [1] Virulenta en Sr31 . [5]

TTTSK

Detectado por primera vez en Kenia en 2007, [5] Tanzania en 2009, [5] Etiopía en 2010, [5] Uganda en 2012, [5] y Ruanda en 2014. [5] Virulento en Sr31 y Sr36 . [5]

TTKSP

Detectado por primera vez por Visser et al. , 2011 en Sudáfrica en 2007. [17] [5] Avirulento en Sr31 y virulento en Sr24 . [5]

PTKSK

Detectado por primera vez en Etiopía en 2007, [5] Kenia en 2009, [5] Yemen en 2009, [5] y Sudáfrica en 2017. [5] [18] Virulento en Sr31 y avirulento en Sr21 . [5]

PTKST

Detectado por primera vez en Etiopía en 2007, [5] Kenia en 2008, [5] Sudáfrica en 2009 por Visser et al. , 2011, [17] [5] Eritrea y Mozambique y Zimbabwe en 2010. [5] Virulento en Sr31 y Sr24 , pero avirulento en Sr21 . [5]

TTKSF+

Detectado por primera vez en Sudáfrica y Zimbabwe en 2010. [5] Virulento contra Sr9h . [19] [20] [21] Avirulento contra Sr31 pero virulento contra Sr9h . [5]

TKTT

Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [5] También detectado en Irak en 2019, la primera detección de este tipo en el país. [5] Encontrado en Nepal en 2023. [22] Virulento en Sr31 , Sr24 y SrTmp . [5]

TKTTK

Detectado por primera vez en Kenia, [5] [23] Ruanda, [5] [23] Uganda, [5] [23] Eritrea, [5] y Egipto [5] [23] en 2014. Virulento en Sr31 y SrTmp . [5]

TTHSK

Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [24] Se diferencia del original (TTKSK) por su avirulencia contra Sr30 . [24] Similar a TTHST. [24] Virulento contra Sr31 pero avirulento contra Sr30 . [5]

PTKTK

Detectado por primera vez en Kenia en 2014. [24] Se diferencia de PTKSK por su virulencia contra SrTmp . [24] Se diferencia de TTKTK por su avirulencia contra Sr21 . [24] Es virulento contra Sr31 y Sr24 , pero avirulento contra Sr21 . [5]

TESTIGO

Detectado por primera vez en Kenia en 2013. [5] Virulento en Sr31 y Sr24 , pero avirulento en Sr30 . [5]

TTKTT+

Detectado por primera vez en Kenia en 2019. [5] Virulento para Sr31 , Sr24 , SrTmp y Sr8155B1 . [5]

¡Qué barbaridad!

Detectado por primera vez en Kenia en 2020. [5] Virulento para Sr31 , Sr24 y SrTmp , avirulento para Sr30 . [5]

Cronología

1993

1998

2000

2001

2003

2006

2007

2008

2009

2010

2013

2014

2017

2019

2020

2023

Dispersión geográfica

Debido a que la roya del tallo (como ocurre con muchos hongos) propaga sus esporas a grandes distancias con la ayuda de corrientes de aire naturales , la contención es difícil. [27] Los avances en mecánica de fluidos que se utilizan comúnmente para la meteorología también han ayudado a predecir la dispersión de Ug99. [27] Esto es especialmente importante para la propagación intermitente intercontinental, como desde el este de Sudáfrica hasta Australia Occidental . [27]

Porcelana

Aunque el Ug99 aún no ha llegado a China , [28] otras razas de roya del tallo ya lo han hecho, [28] y se está haciendo un esfuerzo para combinar la resistencia contra las razas actuales con las necesidades futuras de resistencia contra el Ug99 cuando llegue. [28]

Líbano

Aunque Sr5 , Sr21 , Sr9e , Sr7b , Sr11 , Sr6 , Sr8a , Sr9g , Sr9b , Sr30 , Sr17 , Sr9a , Sr9d , Sr10 , SrTmp , Sr38 y SrMcN ya no son eficaces en el Líbano , Sr11 , Sr24 y Sr31 todavía lo son, lo que es diagnóstico de la ausencia de Ug99 en el Líbano. [29]

Irak

Detectado en Irak en 2019. [5]

Asia del Sur

En 2023 se detectaron niveles bajos de TTKTT en Nepal, pero la vigilancia no ha revelado ninguna propagación en la región. [22] En 2013, el Director de Inteligencia Nacional de los Estados Unidos evaluó que el Ug99 llegaría pronto al sur de Asia , en los próximos años. Se esperaba que esto causara interrupciones en el suministro mundial porque, aunque la productividad estaba creciendo en Europa del Este y teóricamente podría llenar ese vacío, los gobiernos de todo el mundo habían mostrado su disposición a prohibir las exportaciones. [30]

Véase también

Referencias

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