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Patología vegetal

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

La patología vegetal o fitopatología es el estudio científico de las enfermedades de las plantas causadas por patógenos (organismos infecciosos) y condiciones ambientales (factores fisiológicos). [1] La patología vegetal 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 de las enfermedades de las plantas , cómo las enfermedades de las plantas afectan a los humanos y a los animales, la genética de los patosistemas y el manejo de las enfermedades de las plantas.

Patogenicidad de las plantas

Los patógenos de las plantas, 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 de las plantas , la virulencia depende de hidrolasas y enzimas que degradan la pared celular . La gran mayoría de estas 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 a superar. Muchos patógenos crecen de forma oportunista cuando el huésped descompone 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 suele centrarse 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: usos de enzimas degradantes de 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 sequías , heladas , nieve y granizo ; inundaciones y drenaje deficiente; deficiencia de nutrientes ; deposición de sales minerales como cloruro de sodio y yeso ; quemaduras por el 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 que se produzcan enfermedades en las plantas. Estos son la planta huésped, el patógeno y el medio ambiente. Cualquiera de ellos 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 de prevenir y eliminar las infecciones causadas por patógenos vegetales. Las estructuras que ayudan a las plantas a evitar 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 la planta inician vías de señalización para crear moléculas que compitan contra las moléculas extrañas. Estas vías están influenciadas y activadas por genes dentro de la planta huésped y pueden manipularse mediante el mejoramiento genético para crear variedades resistentes. [12]

Gestión

Detección

Los métodos antiguos de examen de hojas y de apertura manual de material vegetal se han ampliado ahora con tecnologías más nuevas. Estas incluyen ensayos de patología molecular como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la RT-PCR y la amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP). [13] Aunque la PCR puede detectar múltiples objetivos moleculares en una única 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 de plantas 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 método tradicional y a veces eficaz para evitar que una población parasitaria se establezca. Por ejemplo, la protección contra la infección por Agrobacterium tumefaciens , que causa enfermedades biliares en muchas plantas, consiste en sumergir los 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. [16]

Personajes destacados de la patología vegetal

Véase también

Referencias

  1. ^ Oliver, Richard, ed. (2024). Fitopatología de Agrios (sexta edición). Ámsterdam: Academic Press. ISBN 9780128224298.OCLC 1382797185  .
  2. ^ Nazarov, Pavel A.; Baleev, Dmitry N.; Ivanova, Maria I.; Sokolova, Luybov M.; Karakozova, Marina V. (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, Dario; Vicente, Ariel R.; Labavitch, John M.; Bennett, Alan B.; Powell, Ann LT (noviembre de 2008). "Extraños en la matriz: paredes celulares de las plantas y susceptibilidad a patógenos". Tendencias en la ciencia de las plantas . 13 (11): 610–617. Bibcode :2008TPS....13..610C. doi :10.1016/j.tplants.2008.09.002. hdl : 11336/148749 . PMID  18824396.
  4. ^ Lamichhane, Jay Ram; Venturi, Vittorio (27 de mayo de 2015). "Sinergismos entre patógenos microbianos en complejos de enfermedades de plantas: una tendencia creciente". Frontiers in Plant Science . 06 : 385. doi : 10.3389/fpls.2015.00385 . PMC 4445244 . PMID  26074945. 
  5. ^ Giovannoni, Moira; Gramegna, Giovanna; Benedetti, Manuel; Mattei, Benedetta (29 de abril de 2020). "Uso industrial de enzimas que degradan la pared celular: la delgada línea entre la estrategia de producción y la viabilidad económica". Frontiers in Bioengineering and Biotechnology . 8 : 356. doi : 10.3389/fbioe.2020.00356 . PMC 7200985 . PMID  32411686. 
  6. ^ Davis, Nicole (9 de septiembre de 2009). "Descifran el genoma del patógeno de la hambruna irlandesa de la patata". Broad Institute of MIT and 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 patológico". 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. ^ Ma, Winbo (28 de marzo de 2011). "¿Cómo luchan las plantas contra las enfermedades? Una investigación innovadora de un fitopatólogo de la UC Riverside ofrece una pista". UC Riverside.
  9. ^ Schutzki, RE; Cregg, B. (2007). "Abiotic plant disorderes: symptoms, signs and solutions. A diagnostic guide to problem solving" (PDF) . Departamento de Horticultura de la Universidad Estatal de Michigan . Universidad Estatal de Michigan. Archivado desde el original (PDF) el 24 de septiembre de 2015 . Consultado el 10 de abril de 2015 .
  10. ^ "Sociedad Fitopatológica Estadounidense". Sociedad Fitopatológica Estadounidense . Consultado el 26 de marzo de 2019 .
  11. ^ "Triángulo de la enfermedad". Universidad Estatal de Oregón. 25 de abril de 2014. Consultado el 31 de diciembre de 2023 .
  12. ^ Andersen, Ethan J.; Ali, Shaukat; Byamukama, Emmanuel; Yen, Yang; Nepal, Madhav P. (4 de 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, Rick; Boonham, Neil; Tomlinson, Jenny; Barker, Ian (septiembre de 2006). "Avances en fitodiagnóstico molecular: nuevas soluciones para viejos problemas". Revista Europea de Patología Vegetal . 116 (1): 1–19. Bibcode :2006EJPP..116....1M. doi :10.1007/s10658-006-9037-0. PMC 7087944 . PMID  32214677. 
  14. ^ Venbrux, Marc; Crauwels, Sam; Rediers, Hans (8 de mayo de 2023). "Tendencias actuales y emergentes en técnicas para la detección de patógenos de plantas". Frontiers in Plant Science . 14 . doi : 10.3389/fpls.2023.1120968 . PMC 10200959 . PMID  37223788. 
  15. ^ Ryder, Mh; Jones, Da (1991). "Control biológico de la agalla de la corona mediante el uso de las cepas K84 y K1026 de Agrobacterium". Biología vegetal funcional . 18 (5): 571. doi :10.1071/pp9910571.
  16. ^ Aisnworth, Geoffrey Clough (1981). Introducción a la historia de la patología vegetal . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-23032-2.

Enlaces externos