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Patologia de planta

Ciclo de vida del patógeno de la pudrición negra, la bacteria gramnegativa Xanthomonas campestris pathovar campestris

La fitopatología o fitopatología es el estudio científico de las enfermedades de las plantas causadas por patógenos (organismos infecciosos) y condiciones ambientales (factores fisiológicos). [1] La fitopatología implica el estudio de la identificación de patógenos, la etiología de las enfermedades , los ciclos de las enfermedades, el impacto económico, la epidemiología de las enfermedades de las plantas , la resistencia a las enfermedades de las plantas , cómo las enfermedades de las plantas afectan a los humanos y a los animales, la genética del patosistema y el manejo de las enfermedades de las plantas.

Patogenicidad vegetal

Los patógenos vegetales, organismos que causan enfermedades infecciosas de las plantas , incluyen hongos , oomicetos , bacterias , virus , viroides , organismos similares a virus , fitoplasmas , protozoos , nematodos y plantas parásitas . [2] En la mayoría de los patosistemas vegetales , la virulencia depende de hidrolasas y enzimas que degradan la pared celular . La gran mayoría de estos actúan sobre las pectinas (por ejemplo, pectinesterasa , pectato liasa y pectinasas ). Para los microbios, los polisacáridos de la pared celular son a la vez una fuente de alimento y una barrera que hay que superar. Muchos patógenos crecen de manera oportunista cuando el huésped rompe sus propias paredes celulares, con mayor frecuencia durante la maduración de la fruta . [3] A diferencia de la patología humana y animal, la patología vegetal generalmente se centra en un solo organismo causal; sin embargo, se ha demostrado que algunas enfermedades de las plantas son interacciones entre múltiples patógenos. [4]

Para colonizar una planta, los patógenos tienen factores de patogenicidad específicos , de cinco tipos principales: uso de enzimas que degradan la pared celular, toxinas , proteínas efectoras, fitohormonas y exopolisacáridos .

Trastornos fisiológicos de las plantas.

Algunos trastornos abióticos pueden confundirse con trastornos inducidos por patógenos. Las causas abióticas incluyen procesos naturales como sequía , heladas , nieve y granizo ; inundaciones y drenaje deficiente; deficiencia de nutrientes ; deposición de sales minerales como cloruro de sodio y yeso ; quemaduras por viento y roturas por tormentas; e incendios forestales . [9]

Epidemiología

Triángulo de enfermedades de las plantas

La epidemiología es el estudio de los factores que afectan el brote y la propagación de enfermedades infecciosas. [10]

Un triángulo de enfermedades describe los factores básicos necesarios para las enfermedades de las plantas. Estos son la planta huésped, el patógeno y el medio ambiente. Cualquiera de estos puede modificarse para controlar una enfermedad. [11]

Resistencia a las enfermedades

La resistencia a las enfermedades de las plantas es la capacidad de una planta para prevenir y eliminar infecciones causadas por patógenos vegetales. Las estructuras que ayudan a las plantas a prevenir la entrada de patógenos son la capa cuticular, las paredes celulares y las células protectoras de los estomas. Una vez que los patógenos han superado estas barreras, los receptores de las plantas inician vías de señalización para crear moléculas que compitan contra las moléculas extrañas. Estas vías están influenciadas y desencadenadas por genes dentro de la planta huésped y pueden manipularse mediante mejoramiento genético para crear variedades resistentes. [12]

Gestión

Detección

Los métodos antiguos de examen de hojas y rotura manual de material vegetal ahora se ven complementados por tecnologías más nuevas. Estos incluyen ensayos de patología molecular como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), RT-PCR y amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP). [13] Aunque la PCR puede detectar múltiples objetivos moleculares en una sola solución, existen límites. [13] Bertolini et al 2001, Ito et al 2002 y Ragozzino et al 2004 desarrollaron métodos de PCR para multiplexar seis o siete productos moleculares de patógenos vegetales y Persson et al 2005 para multiplexar cuatro con RT-PCR. [13] Un diagnóstico molecular más extenso requiere matrices de PCR . [13] El principal método de detección utilizado en todo el mundo es el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas . [14]

Biológico

La rotación de cultivos es un medio tradicional y a veces eficaz para evitar que una población parásita se establezca bien. Por ejemplo, la protección contra la infección por Agrobacterium tumefaciens , que causa enfermedades de las agallas en muchas plantas, sumergiendo esquejes en suspensiones de Agrobacterium radiobacter antes de insertarlos en el suelo para que echen raíces. [15]

Historia

La patología vegetal se ha desarrollado desde la antigüedad, comenzando con Teofrasto en la era antigua, pero el estudio científico comenzó en el período moderno temprano con la invención del microscopio y se desarrolló en el siglo XIX. [dieciséis]

Ver también

Notas

Referencias

  1. ^ Agrios GN (1972). Patología vegetal (3ª ed.). Prensa académica.
  2. ^ Nazarov PA, Baleev DN, Ivanova MI, Sokolova LM, Karakozova MV (27 de octubre de 2020). "Enfermedades infecciosas de las plantas: etiología, estado actual, problemas y perspectivas en la protección de las plantas". Acta Naturae . 12 (3): 46–59. doi :10.32607/actanaturae.11026. PMC 7604890 . PMID  33173596. 
  3. ^ Cantu D, Vicente AR, Labavitch JM, Bennett AB, Powell AL (noviembre de 2008). "Extraños en la matriz: paredes celulares vegetales y susceptibilidad a patógenos". Tendencias en ciencia vegetal . Prensa celular . 13 (11): 610–617. doi :10.1016/j.tplants.2008.09.002. hdl : 11336/148749 . PMID  18824396. ( ARVORCID : 0000-0003-1289-9554) .
  4. ^ Lamichhane JR, Venturi V (2015). "Sinergismos entre patógenos microbianos en complejos de enfermedades de plantas: una tendencia creciente". Fronteras en la ciencia vegetal . 6 (385): 385. doi : 10.3389/fpls.2015.00385 . PMC 4445244 . PMID  26074945. 
  5. ^ Giovannoni M, Gramegna G, Benedetti M, Mattei B (2020). "Uso industrial de enzimas degradantes de la pared celular: la delgada línea entre la estrategia de producción y la viabilidad económica". Fronteras en Bioingeniería y Biotecnología . 8 : 356. doi : 10.3389/fbioe.2020.00356 . PMC 7200985 . PMID  32411686. 
  6. ^ Davis N (9 de septiembre de 2009). "Descodificado el genoma del patógeno irlandés de la hambruna de la patata". Haas y col . Broad Institute del MIT y Harvard . Consultado el 24 de julio de 2012 .
  7. ^ "El primer mapa a gran escala de la red de proteínas de una planta aborda la evolución y el proceso de la enfermedad". Instituto del Cáncer Dana-Farber. 29 de julio de 2011. Archivado desde el original el 12 de mayo de 2012 . Consultado el 24 de julio de 2012 .
  8. ^ Mamá, Winbo (28 de marzo de 2011). "¿Cómo combaten las plantas las enfermedades? Una investigación innovadora realizada por un fitopatólogo de UC Riverside ofrece una pista". UC Riverside.
  9. ^ Schutzki, RE; Cregg, B. (2007). "Trastornos abióticos de las plantas: síntomas, signos y soluciones. Una guía de diagnóstico para la resolución de problemas" (PDF) . Departamento de Horticultura de la Universidad Estatal de Michigan . Universidad del estado de michigan. Archivado desde el original (PDF) el 24 de septiembre de 2015 . Consultado el 10 de abril de 2015 .
  10. ^ "Sociedad Estadounidense de Fitopatología". Sociedad Americana de Fitopatología . Consultado el 26 de marzo de 2019 .
  11. ^ "Triángulo de enfermedades". La Universidad Estatal de Oregon. 25 de abril de 2014 . Consultado el 31 de diciembre de 2023 .
  12. ^ Andersen EJ, Ali S, Byamukama E, Yen Y, diputado de Nepal (julio de 2018). "Mecanismos de resistencia a enfermedades en plantas". Genes . 9 (7): 339. doi : 10.3390/genes9070339 . PMC 6071103 . PMID  29973557. 
  13. ^ abcd Mumford R, Boonham N, Tomlinson J, Barker I (13 de julio de 2006). "Avances en fitodiagnóstico molecular: nuevas soluciones para viejos problemas". Revista europea de fitopatología . Fundación Europea de Fitopatología ( Springer ). 116 (1): 1–19. Código Bib : 2006EJPP..116....1M. doi :10.1007/s10658-006-9037-0. PMC 7087944 . PMID  32214677. 
  14. ^ Tendencias actuales y emergentes en técnicas para la detección de patógenos vegetales Fronteras en la ciencia vegetal
  15. ^ Ryder MH, Jones DA (1 de octubre de 1991). "Control biológico de la agalla de la corona mediante el uso de las cepas de Agrobacterium K84 y K1026". Biología Funcional de las Plantas . 18 (5): 571–579. doi : 10.1071/pp9910571.
  16. ^ Aisnworth GC (1981). Introducción a la Historia de la Fitopatología . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-23032-2.

enlaces externos