El jitomate (Solanum lycopersicum) es una hortaliza ampliamente cultivada en el mundo, destinándose para su cultivo una superficie de 5,030,545 ha, y es producida en 166 países, donde Asia concentra más del 51 % de la producción mundial. En el continente americano, se producen poco más de 23,786,872 t de jitomate, siendo Estados Unidos, México y Brasil los principales productores de esta hortaliza. En el 2019, México reportó una producción de 4,271,914 t en un área sembrada de 87,917 ha, siendo Chihuahua (330,371 t), Guanajuato (197,126 t) y Zacatecas (153,349 t) los estados con mayor producción (^{FAOSTAT, 2021}; ^{SIAP, 2021}).

Los fitonematodos representan una fuerte limitante en los sistemas de producción agrícola, ocasionando pérdidas de rendimiento del 8.8 al 14.6% por año en varios cultivos en todo el mundo, lo que en términos monetarios se traduce en aproximadamente $USD 80 a 173 000 millones (^{Ahuja y Singh, 2020}). N. aberrans representa una amenaza en la agricultura mexicana e internacional, debido a que posee una alta capacidad reproductiva, una amplia gama de hospedantes, potencial de pérdidas en rendimiento y amplia distribución geográfica, y al menos 40 países establecieron medidas cuarentenarias para prevenir su ingreso. Estos factores hacen que N. aberrans este considerado como uno de los 10 nematodos más importantes en fitopatología (^{Jones et al., 2013}) y lo convierten en un patógeno importante y de difícil manejo, ya que, bajo condiciones ambientales favorables, una hembra puede producir de 37-833 huevos (^{Manzanilla-López et al., 2002}).

Algunos estudios confirman que el comportamiento de este nematodo está directamente influenciado por la temperatura y la humedad (^{Inserra et al., 1985}). Un estudio realizado por ^{Martínez-Fuentes et al. (2010}) indican que las poblaciones de N. aberrans presentes en México muestran variación al parasitar plantas de frijol, reportando que algunas poblaciones no lo afectan, otras poblaciones pueden penetrar y establecerse en las raíces sin lograr reproducirse, y aquellas que se establecen, manifiestan diferentes grados de reproducción. La variación de patogenicidad dentro y entre poblaciones es común en los fitonematodos, y ocurre especialmente entre poblaciones de diferente origen geográfico y son el resultado de la selección genética debido a factores ambientales específicos.

Un aspecto importante en el manejo de cualquier agente fitopatológico, es comprender aspectos relacionados a su biología e interacción con su hospedante. Para el caso de N. aberrans, existe poca información relacionada con su ciclo biológico, estadios de sobrevivencia en el suelo y factores de activación, capacidad patogénica, influencia de los factores ambientales en la eclosión de huevos y comportamiento de los juveniles, entre otros, es por ello, que el objetivo de este estudio fue evaluar el comportamiento patológico de poblaciones de N. aberrans de diferente origen geográfico en plantas de jitomate cv Miroma.

Material biológico. Se recolectaron muestras edáficas y vegetales (raíces agalladas) de diferentes regiones agrícolas de Puebla (Tetela de Ocampo y Libres), Guanajuato (Silao y Romita), Michoacán (Tanhuato y Yurécuaro), Nayarit (Compostela) y Estado de México (Chapingo). Se mantuvieron en invernadero (28 ± 3 °C, con 13 horas de luz y ± 40 % de humedad relativa en promedio) para la conservación e incremento de las poblaciones del nematodo. Todas las poblaciones fueron identificadas previamente como N. aberrans, mediante la secuenciación de genes ribosomales (^{Cabrera-Hidalgo et al., 2015}).

Parasitismo de N. aberrans en plantas de jitomate cv Miroma. Ocho poblaciones de N. aberrans denominadas por su lugar de procedencia (Tetela de Ocampo-TE (19°48’40” N, 97°48’53” O), Libres-Li (19°28’51” N, 97°39’19” O), Silao-Si (20°56’09” N, 101°26’09” O), Romita-RO (20°52’25” N, 101°32’42.1” O), Tanhuato-Ta (20°18’48.4” N, 102°20’40.3” O), Yurécuaro-Yu (20°18’43.7” N, 102°15’47.9” O), Compostela-Co (21°14’37” N, 104°53’10” O) y Chapingo-Cha (19°29’25” N, 98°52’23” O) se inocularon en plantas de jitomate cv Miroma, colocando 0.5 g de pequeñas secciones de raíces agalladas de cada población del nematodo, en macetas de plástico que contenían una mezcla de sustrato compuesta por tezontle + peat moos (1:1). Ocho días después de la inoculación (ddi), se trasplantó una planta de jitomate cv Miroma de 29 días de edad en cada maceta. Las macetas inoculadas se distribuyeron bajo un diseño completamente al azar con cuatro repeticiones y se mantuvieron en invernadero durante 45 días. Plantas sin inocular fueron incluidas para descartar la presencia de fitonematodos agalladores en el sustrato y comparar anatómicamente el crecimiento y desarrollo de las raíces durante el experimento. Las plantas se regaron diariamente por goteo y se fertilizaron vía edáfica con una solución nutritiva cada ocho días (N-P-K: 8-24-0). El experimento se estableció en dos momentos diferentes y los resultados fueron el promedio de ambas repeticiones. Se cuantificó el número de juveniles dentro del sistema radical de las plantas de jitomate a los 15, 30 y 45 días después del transplante (ddt), mediante la tinción de raíces con fucsina ácida, siguiendo el protocolo de ^{Byrd et al. (1983}) con algunas modificaciones. Este procedimiento permite observar los nematodos, después del desteñido, de un color rojo brillante en contraste con las raíces que muestran un color trasparente o translucido. Se contaron los especímenes en el interior de las raíces de jitomate teñidas con fucsina ácida y el número de huevos/hembra bajo un microscopio compuesto marca Olympus^® modelo CX31 (Olympus, Tokio, Japón).

Los datos obtenidos en el estudio se sometieron a un análisis de varianza y prueba de comparación de medias (LSD, α = 0.05). Todos los análisis se hicieron con el programa estadístico SAS (Stadistical Analysis System) versión 9.3.

Respuesta del parasitismo de N. aberrans en plantas de jitomate. El número de juveniles encontrados en el interior de las raíces de las plantas de jitomate cv Miroma mostró diferencias significativas en los tres tiempos de evaluación (α= 0.05) (Cuadro 1). A los 15 ddt, las poblaciones de Romita, Tetela y Chapingo presentaron las mayores tasas de penetración e invasión en las raíces de jitomate con un total de 58, 50 y 50 juveniles/g de raíz, respectivamente (Cuadro 1). Es posible que la rapidez con la que estas poblaciones penetran e invaden el sistema radicular de las plantas, les confiera una ventaja competitiva contra otras poblaciones de organismos, incluidos otras especies de nematodos, ya que esto puede favorecer, en menor o mayor grado, su exitoso establecimiento y supervivencia, y garantizar una rápida fuente de alimentación. Como lo reportó ^{Umesh (1994}), al investigar la competencia entre Pratylenchus negletus y Meloidogyne chitwoodi en plantas de cebada, encontró que la especie que parasita primero las raíces impidió la penetración y desarrollo de la otra. ^{Fernández y Ortega (1982}) explican que este efecto podría deberse al daño que causa en los tejidos el género que invade en primera instancia al hospedante.

La penetración de los juveniles (J2) ocurrió principalmente por la zona de elongación de la raíz (Figura 1A), donde de acuerdo con ^{Perry (1997}) las células del meristemo apical se preparan para su diferenciación celular. Los sitios de penetración de los juveniles se pudieron identificar fácilmente por la presencia de lesiones necróticas a lo largo del parénquima cortical (Figura 1A-C, flechas rojas), como resultado de la migración inter e intracelular que realiza el nematodo, incluyendo al cilindro vascular (Figura 1B) (^{Souza y Baldwin, 2000}).

Se encontraron J3 y J4 aislados rodeados de tejido necrótico en la corteza radical (Figura 1D, flecha roja) y de acuerdo con ^{Manzanilla-López et al. (2002}), esto es posible ya que el J2 puede mudar en la raíz o en el suelo a J3, el cual es menos activo y tiende a permanecer enrollado en la corteza de la raíz (cuerpo en forma de “C”).

Figura 1 Penetración e invasión de juveniles de N. aberrans en las raíces de jitomate cv Miroma a los 15 ddt. A) Lesiones necróticas causadas por el movimiento intra e intercelular del nematodo (flechas rojas). B-C) Juveniles en el interior de las células corticales de la raíz. D) J3 en forma de C en el parénquima cortical de la raíz (flecha roja). 

A los 30 ddt, se observó un cambio en el comportamiento de las poblaciones del nematodo, ya que la presencia de juveniles en las raíces, de manera general, se redujo significativamente (α= 0.05). Esto pudo deberse al agotamiento de los juveniles inoculados en el suelo por la rápida penetración inicial (15 ddt) de estos en las raíces del hospedante o por factores de competencia intra e interespecífica (depredación o parasitismo) y adaptación (condiciones ambientales limitantes); ya que los nematodos son un grupo de organismos sumamente diverso que muestra una variedad de adaptaciones a los ambientes extremos de suelo y plantas (^{McSorley, 2003}).

La única población que incrementó su penetración fue la de Silao, con 66 juveniles/g de raíz; mientras que, en el resto de las poblaciones la penetración no superó los 18 juveniles/g de raíz (Cuadro 1), posiblemente como resultado de superar parcial o totalmente la etapa de inactivación temporal condicionada por algún estrés ambiental o algún factor inherente a la biología del nematodo. Ya que de acuerdo con ^{Evans y Perry (2009}) la diapausa que ocurre en nematodos, no necesariamente es el resultado de condiciones ambientales adversas ni termina con condiciones favorables, esto por tratarse de un mecanismo crítico de supervivencia durante las estaciones frías y en ausencia de un hospedante susceptible. Añaden que la latencia del desarrollo parece ocurrir, principalmente, en la etapa de huevo y en las etapas juveniles dentro de los huevos, aunque también se conocen casos de diapausa en las etapas juveniles tardías o en adultos, principalmente en unos pocos nematodos zooparásitos.

En las raíces examinadas fue común encontrar juveniles enrollados o adoptando una forma de “C” (Figura 2A-D, flechas rojas) y se observaron abultamientos e hinchamientos con áreas necróticas (Figura 2C-D), indicando la presencia del nematodo en su interior y la formación del sitio especializado de alimentación (sincito), ya que de acuerdo con ^{Prasad y Webster (1967}) y ^{Manzanilla-López et al. (2002}), esto da lugar a una serie de alteraciones histológicas y fisiológicas en esa zona del sistema radical del hospedante, inducido por la presencia de hembras inmaduras, normalmente fijadas en la proximidad del cilindro central (Figura 2C-D).

Figura 2 Penetración e invasión de juveniles de N. aberrans en las raíces de jitomate cv Miroma a los 30 ddt. A-D) Juveniles en forma de “C” en el interior de las células corticales (flechas rojas). C-D) Juveniles alrededor del cilindro vascular. Nótese la presencia de abultamientos asociados con la presencia de los juveniles. 

A los 45 ddt, se observó un aumentó en la cantidad de juveniles y agallamiento radical en las plantas de jitomate, principalmente con las poblaciones de Romita y Tetela, encontrándose 158 y 102 juveniles/gramo de raíz, respectivamente (Cuadro 1, Figura 3A-B). Estas poblaciones mostraron flujos de penetración constante (Figura 4) como resultado de una mejor adaptación a las condiciones particulares del suelo y ambiente; inicialmente, es posible que los huevos presentes en los fragmentos de raíces inoculadas de estas dos poblaciones respondieron favorablemente a los estímulos para su eclosión y finalización de alguna condición de latencia interna (diapausa) o por algún estrés ambiental (quiescencia) como la temperatura (^{Van Gundy, 1985}) o la presencia del hospedante o lixiviados radicales (^{Huang y Pereira, 1994}; ^{Sikora y Noel, 1996}). Por otro lado, podría ser porque estas poblaciones encontraron las condiciones óptimas para su desarrollo, de tal modo que les permitió rápidamente completar su ciclo biológico (huevo a huevo) en comparación con el resto de las poblaciones llegando a producir generaciones superpuestas.

Figura 3 Penetración e invasión de juveniles de N. aberrans en raíces de jitomate cv Miroma a los 45 ddt. A) Aglomeración de nematodos en las células corticales y cilindro vascular de las raíces de jitomate (círculo rojo). B) Abultamiento y necrosamiento radical (flecha roja). C) Presencia de macho adulto en agalla (flecha roja). D) Hembras adultas en agalla (flechas rojas). 

Figura 4 Flujos de penetración de las poblaciones de N. aberrans a los 15, 30 y 45 ddt. Las barras indican la desviación estándar. 

Es posible que la baja penetración de los juveniles, de las poblaciones provenientes de Yurécuaro y Compostela, registrada en este estudio, se deba a problemas de adaptación biológica a las condiciones edáficas prevalecientes, lo que pudo afectar su capacidad de orientación, movilidad y penetración en el hospedante, y al estar por mayor tiempo en el suelo pudieron experimentar algún tipo de latencia, ya que de acuerdo con ^{McSorley (2003}), el entorno del suelo ofrece diversos grados de protección a los nematodos contra la deshidratación, pero corren el riesgo de aumentar la pérdida de agua corporal a medida que los suelos se secan, y esto afectara seriamente su comportamiento parasítico.

Otra razón que explica la baja penetración de estas poblaciones, podría ser porque las etapas biológicas (huevos y juveniles) se encontraban en una fase de latencia (diapausa o quiescencia) al momento de la inoculación y que al no contar con las condiciones favorables para su desarrollo se mantuvieron así por mayor tiempo. Se sabe que la estimulación de la eclosión de huevos en fitonematodos es bastante compleja, por ejemplo, en algunas especies de nematodos agalladores (Meloidogyne sp.) y enquistadores (Heterodera sp., Globodera sp.), una porción de los huevos eclosiona rápidamente, mientras que otros eclosionan lentamente a través del tiempo (^{Zheng y Ferris, 1991}; ^{Huang y Pereira, 1994}), y esto último pudo ocurrir en las poblaciones de Yurécuaro y Compostela.

Todas las poblaciones, en menor o mayor grado, lograron la penetración e invasión del sistema radical de las plantas de jitomate, confirmando la viabilidad de los huevos y estadios biológicos del nematodo. Se observó claramente diferencias en las tasas de penetración e invasión en función al origen geográfico poblacional del nematodo, siendo las poblaciones de Romita y Tetela más agresivas y mejor adaptadas al mostrar varios picos de penetración (Figura 4). Cuando se usan fragmentos de raíces agalladas como fuente de inoculo, es común encontrar en su interior todos los estadios biológicos del nematodo, desde masas de huevos en matriz gelatinosa hasta hembras inmaduras y maduras, y rara vez machos adultos (Figura 3C), que al estar en el interior de las raíces tienen cierto grado de protección a los factores edáficos (temperatura, humedad, depredadores, parásitos, etc.). Una vez que se presentan las condiciones favorables para su desarrollo (ambientales o presencia de una fuente de alimentación), infectan exitosamente a su hospedante, en comparación con aquellos nematodos que sólo permanecen asociados con las partículas del suelo (^{Cristóbal-Alejo et al. 2001}). De acuerdo con ^{McSorley (2003}), los nematodos que se encuentran dentro de las raíces de las plantas disfrutan de una óptima humedad y protección contra la desecación, mientras el hospedante se mantenga viable, en este caso los fragmentos de agallas inoculadas.

Por otro lado, las masas de huevos en las agallas que fueron extraídas, se encontraron de 1-2 hembras por agalla (Figura 3D), similar a lo reportado por ^{Manzanilla-López et al. (2002}). La hembra adulta presente en las agallas tenía el cuerpo en forma sacular en su parte media, cola redondeada, cuello corto y región posterior redondeada, estas características coinciden con las descripciones hechas por ^{Manzanilla-López et al. (2002)} para N. aberrans. Varios machos fueron encontrados alrededor de las masas de huevo (Figura 3C; datos no registrados). ^{Manzanilla-López (1997)} mencionó que se han encontrado hasta 16 machos rodeando a las agallas que contienen a hembras infertilizadas en raíces de jitomate, esto ocurre porque la masa gelatinosa los atrae; también pueden encontrarse en la masa de huevo (1 a 18) o dentro de la agalla, al lado de la cola de la hembra.

Con base a los resultados de este estudio se puede concluir que se encontraron nematodos de todos los estadios biológicos (huevos, J2-J4, machos, hembras inmaduras y maduras) en los diferentes tiempos evaluados (15, 30 y 45 ddt); además, las poblaciones de Romita y Tetela mostraron la mayor capacidad parasítica sobre las raíces de jitomate cv Miroma, presentando flujos continuos de penetración e invasión en el sistema radical de las plantas. Finalmente, existen claras diferencias en el comportamiento de las poblaciones de N. aberrans en cuanto a su fecundidad, capacidad de penetración e invasión del sistema radical en plantas de jitomate, en función de su origen geográfico.