Synchytrium endobioticum es un hongo quitridio que causa laenfermedad de la verruga de la papa , o sarna negra . [1] También infecta algunas otras plantas del género Solanum , aunque la papa es el único huésped cultivado .
Tradicionalmente, Synchytrium endobioticum se ha incluido en el subgénero Mesochytrium , pero se ha sugerido que, en función del modo de germinación, debería transferirse al subgénero Microsynchytrium . Fue identificado y estudiado por primera vez por Vera Charles . La científica neozelandesa Kathleen Maisey Curtis también estudió Synchytrium endobioticum para su tesis doctoral que, en 1919, resultó en que se la reconociera como productora de investigaciones pioneras sobre la patología del organismo. [2]
Existen al menos 18 patotipos del hongo, la mayoría de los cuales tienen una distribución bastante limitada en Europa central. El patotipo más ampliamente distribuido es el 1.
Al igual que otros Chytridiales, Synchytrium endobioticum no desarrolla micelio . El hongo produce una estructura de paredes gruesas conocida como esporangio de invierno . Tiene un diámetro de 25-75 μm y contiene entre 200 y 300 esporas. Los esporangios se agrupan en soros de paredes delgadas . La etapa de vida móvil, la zoospora, tiene un diámetro de aproximadamente 0,5 μm y tiene un flagelo posterior .
En primavera, cuando la temperatura y la humedad son más elevadas, los esporangios que hibernan germinan y liberan zoosporas móviles que infectan las células epidérmicas adecuadas . En las células infectadas se desarrollan los esporangios de verano, que liberan rápidamente nuevas poblaciones de zoosporas. El ciclo de infección puede repetirse siempre que las condiciones de infección sean adecuadas. Las células vegetales infectadas se hinchan, se dividen y rodean a las zoosporas que se dividen, lo que da lugar a la verruga.
En determinadas condiciones de estrés, algunos pares de zoosporas se fusionan y dan lugar a un cigoto . Las células hospedadoras que contienen el cigoto se dividen y forman las paredes de un nuevo esporangio invernal. En otoño, las verrugas se pudren y se desintegran, liberando nuevas esporas del hongo en reposo de paredes gruesas en el suelo. Las esporas en reposo diploides (prosoros) pasan por un período de latencia y, antes de la germinación (probablemente), por una división meiótica y varias divisiones mitóticas , convirtiéndose en un soro.
Synchytrium endobioticum es un parásito obligado que infecta a varias plantas del género Solanum . Las condiciones más favorables para su desarrollo son temperaturas cálidas (pero no superiores a 20 °C) con suficiente humedad. Los esporangios invernales pueden permanecer viables hasta 20-30 años. Puede sobrevivir a profundidades de 50 cm en el suelo. Se han observado tres hongos diferentes que parasitan los esporangios en reposo.
S. endobioticum es originario de la región andina de América del Sur , con una distribución casi mundial en áreas donde se cultiva papa (ausente en la mayor parte de África tropical , Medio Oriente , la mayor parte de Canadá , Japón y Australia ).
Los suelos fríos y húmedos favorecen el desarrollo de la enfermedad de la verruga de la papa. Si bien existen discrepancias en las temperaturas informadas para la infección máxima de la verruga de la papa, se considera que los veranos con una temperatura promedio de 18 °C o menos, los inviernos por debajo de los 5 °C y la precipitación anual de 700 mm o más son favorables para la enfermedad. [3] El pH del suelo no parece estar asociado con la aparición de la enfermedad; se han informado infecciones por S. endobioticum en suelos con un pH que varía de 3,9 a 8,5. [3]
Los esporangios de S. endobioticum que hibernan son extremadamente resistentes. Los esporangios secos pueden sobrevivir a 100 °C durante 11–12 h, [4] compostaje durante 12 días a 60–65 °C, pasteurización durante 90 min a 70 °C, [5] el sistema digestivo de animales que se alimentan de tubérculos infectados, así como el tratamiento con formaldehído al 1% y cloruro de mercurio al 0,1% durante una hora y tres horas, respectivamente. [6] Se requiere una temperatura del suelo de al menos 8 °C y agua para la germinación de los esporangios y la dispersión de las zoosporas. [7] Se ha informado que los microelementos B, Cu, Zn y Mo inducen la germinación de los esporangios después de la hibernación. [8]
La naturaleza resiliente de las esporas en reposo, los esporangios que hibernan, es el principal desafío en el manejo de la enfermedad. Se han explorado varios medios de control, incluidos los químicos [9] [10] y biológicos [11] , pero han sido en gran medida ineficaces, poco prácticos o descuidados. El cultivo de variedades resistentes es el mejor enfoque de manejo. Sin embargo, el desarrollo de variedades resistentes se ve desafiado por el descubrimiento de nuevos patotipos y la naturaleza poligénica de la resistencia a la verruga de la papa. [12] A pesar de estos desafíos, se han tomado medidas legislativas que aprovechan el uso de variedades resistentes y han reducido eficazmente la propagación de la verruga de la papa. Esta acción hace cumplir la demarcación de parcelas contaminadas y zonas de seguridad y la eliminación del material de papa infectado. Las zonas de seguridad son áreas donde solo se pueden cultivar variedades resistentes y no se pueden cultivar papas en sitios hasta que se pueda demostrar la ausencia de esporangios. Estos esfuerzos legislativos también incluyen medidas que prohíben el comercio de papas infectadas y la presencia de la enfermedad en la producción de semillas de papa.
Se sabe muy poco sobre la patogénesis de S. endobioticum a nivel molecular. De hecho, esto es cierto para los quitridios en general, con excepción de unas pocas especies bien estudiadas. [13] Sin embargo, la secuenciación y anotación reciente del genoma de S. endobioticum ha arrojado luz sobre los posibles mecanismos moleculares de la patogénesis. [14] Por ejemplo, este análisis demostró la capacidad de codificación de S. endobioticum para procesar azúcares complejos, que pueden incluir celulosa y almidón. Sin embargo, los genes para las hemicelulasas que degradan la pared celular están reducidos en S. endobioticum en relación con el quitridio saprofito estrechamente relacionado, S. microbalum. La falta de hemicelulasas puede permitir que el patógeno evada las respuestas de defensa desencadenadas por patrones moleculares asociados al daño de la degradación de la pared celular. [15] Se han identificado varias regiones dentro del genoma como posibles regiones de codificación efectoras, pero será necesario realizar más trabajos para verificar esto. S. endobioticum no contenía genes que codificaran enzimas que son cruciales para la biosíntesis de purina y pirimidina. Es probable que S. endobioticum extraiga purina y pirimidina de su hospedador.
Agregado a la lista federal de bioterrorismo de los Estados Unidos para patógenos de plantas agrícolas en 2002, de conformidad con la Ley de Seguridad de Salud Pública y Respuesta a la Preparación ante el Bioterrorismo .
A finales de 2021, el descubrimiento del hongo en dos campos de patatas de la Isla del Príncipe Eduardo, en Canadá, llevó al país a prohibir las exportaciones de patatas de la Isla del Príncipe Eduardo a Estados Unidos. [16]
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