Artículos científicos

 

Marchitez Vascular del Tomate: I. Presencia de Razas de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyder y Hansen en Culiacán, Sinaloa, México

 

Vascular wilt of tomato; I. Races of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyder and Hansen present in Culiacan, Sinaloa, Mexico

 

Ada Ascencio–Álvarez¹, Alfonso López–Benítez¹, Fernando Borrego–Escalante¹, Sergio Alfredo Rodríguez–Herrera¹, Alberto Flores–Olivas², Florencio Jiménez–Díaz², y Alfredo Josué Gámez–Vázquez³

 

¹ Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN), Depto. de Fitomejoramiento, Apdo. Postal 342, km 7.5 Carr. A Zacatecas, Buenavista, Saltillo, Coahuila, México CP 25315 (*Dirección actual: INIFAP, Campo Experimental Valle de Culiacán, km 17.5 Carr. Culiacán–El dorado, Culiacán, Sinaloa, México CP 80000). Correspondencia: adascencio@hotmail.com

² UAAAN, Depto. de Parasitología, Campus Laguna, Periférico Raúl López Sánchez, km 2, Torreón, Coahuila, México CP 27059.

³ INIFAP, Campo Experimental Bajío, Apdo. Postal 112, km 6 Carr. Celaya–San Miguel Allende, Celaya, Guanajato, México CP 38000.

  

Recibido: Marzo 22, 2007
Aceptado: Junio 22, 2007

 

Resumen

El objetivo de este trabajo fue determinar la variabilidad genética de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) en Culiacán, Sinaloa, México, región productora de tomate de importancia nacional. Además se buscó en especies de Lycopersicon, cultivares criollos y mejorados obsoletos de diferentes orígenes, resistencia a las razas presentes en el estado. Se colectaron 100 muestras de plantas con síntomas de Fol en Culiacán de las cuales se aisló del patógeno, y mediante la inoculación de los materiales diferenciales Bonny Best, Manapal, Walter e I3R3, se identificaron las razas 1, 2 y 3. La evaluación de los diferentes materiales indicó que todos los genotipos evaluados fueron susceptibles a la raza 1, 16 resistentes a la raza 2 y 4 resistentes a la raza 3. Se aislaron e identificaron 29 cepas de Fol a nivel de raza, encontrándose presentes las tres razas, 24% para la raza 1, 14% para la 2, y 62% para la 3. Los materiales resistentes a la raza 2 fueron Lycopersicon esculentum cv. saladette LA.2662 (88L1368); L. esculentum cv. prim. LA.147 (90L3518); y L. chmielewskii LA.2663(85L8673–8676), y a la raza 3, L. pimpinellifolium LA.722 (86L9486); L. pimpinellifolium LA.2184 (87L0413); L. peruvianum LA. 462 (79L4445–4449) y L. esculentum cv. motelle LA.2823 (87L0382).

Palabras claves: Lycopersicon esculentum, fuentes de resistencia.

 

Abstract

The objective of this study was to determine the genetic variability of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) in Culiacan, Sinaloa, Mexico, a national important tomato–producing region, and to search for resistantce in species of Lycopersicon, landraces, improved but obsolete varieties of different origin present in the state. One hundred samples of tomato plants showing symptoms of Fusarium wilt disease were collected in Culiacan, from which the fungus was isolated, and through inoculation of differentials Bonny Best, Manapal, Walter, and I3R3, races 1, 2, and 3 were identified. All the genotypes evaluated were susceptible to race 1, sixteen resistant to race 2, and only four resistant to race 3. Twenty nine isolates of Fol were isolated and identified to the race level; 24 % belonged to race 1, 14 % to race 2, and 62% to race 3. Resistant materials to race 2 were Lycopersicon esculentum cv. saladette LA.2662 (88L1368); L. esculentum cv. primitive LA.147 (90L3518); and L. chmielewskii LA.2663 (85L8673–8676); and to race 3, L.pimpinellifolium LA.722 (86L9486); L. pimpinellifolium LA.2184 (87L0413); L.peruvianum LA. 462 (79L4445–4449), and L. esculentum cv. motelle LA.2823 (87L0382).

Keywords: Lycopersicon esculentum, sources of resistance.

 

El tomate cultivado (Lycopersicon esculentum Mill.) es considerado como una de las hortalizas de mayor importancia en muchos países del mundo, por el gran número de productos que se obtienen. Mundialmente ocupa el segundo lugar en importancia entre las hortalizas debido a su nivel de producción, la cual es superada solamente por el cultivo de la papa (SAGARPA, 2005). En México, el tomate cultivado está considerado como la segunda especie hortícola más importante, debido a la superficie sembrada, y como la hortaliza de mayor importancia por sus niveles de producción (SAGARPA, 2005). Los principales países productores son: Estados Unidos, Canadá, Grecia, Italia, México, Turquía, Egipto, India y España (Jiménez, 2003). La producción anual mundial creció 9.5% en los últimos cuarenta años, siendo la hortaliza más cultivada. A nivel nacional se siembran alrededor de 81,000 ha donde se obtienen cerca de 2 millones de ton, siendo los principales estados productores: Sinaloa, Baja California, San Luis Potosí, Sonora, Nayarit, Morelos y Michoacán; y a menor escala: Jalisco, Guanajuato, Tamaulipas, Hidalgo y Puebla (Jiménez, 2003). La marchitez vascular producida por Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyder y Hansen es la principal enfermedad que causa problemas en el cultivo, disminuye en un 60% el rendimiento y afecta la calidad del producto. Esta enfermedad, la cual se ha reportado en por lo menos 32 países (Jones et al., 1991), prospera en una diversidad de condiciones ambientales desde trópicos secos hasta climas templados (Cai et al., 2003). Tres razas del hongo (Fol) se han reportado, las cuales se distinguen por su virulencia en materiales diferenciales de tomate que contienen diferentes genes de resistencia (Cai et al., 2003). La raza 1 se describió inicialmente en 1886 y la raza 2 se reportó primero en 1945 en Ohio. La raza 3 se observó en Australia en 1978 y posteriormente en varios estados americanos: California, Florida, Georgia, Arkansas y Carolina del Norte y Tennessee; también se ha encontrado en México. Actualmente pocos cultivares comerciales con resistencia a la raza 3 están disponibles (Cai et al., 2003; Chemelli y Dankers, 1992). La presión de selección ejercida por el hombre a través de la diversidad en el uso de este cultivo, los diferentes tipos de clima y la presión de los patógenos han originado la gran variabilidad genética existente en el género Lycopersicon y sus parientes silvestres (Agrios, 1991). En la región andina del Perú, se encuentra a lo largo y ancho, numerosos parientes silvestres y cultivados del tomate; también en Ecuador y Bolivia, así como en las islas Galápagos (Alcazar–Esquinas, 1981). Esos parientes silvestres del tomate ocupan diversas condiciones ambientales basadas en latitud y altitud y representan un amplio grupo de genes para el mejoramiento de la especie (Alcazar–Esquinas, 1981; Rick, 1986); sin embargo, en México no se tienen reportes sobre trabajos de búsqueda de fuentes de resistencia a la marchitez vascular. Con la finalidad de reducir las pérdidas económicas debidas a esta enfermedad, los agricultores aplican un gran número de productos químicos por ciclo y en ocasiones sin tener un control adecuado sobre el número y momento de las aplicaciones, concentración e ingrediente activo, entre otros; lo que frecuentemente da lugar a mayores costos de producción y contaminación ambiental. Esto ocasiona mayores riesgos para el equilibrio ecológico y la salud humana (León y Arosamena, 1980). El uso de cultivares resistentes es el método más sencillo, barato, efectivo y seguro para el control de las enfermedades (Fernández–Valiela, 2001). Sin embargo, esta estrategia de control requiere encontrar variedades de plantas cultivadas, capaces de resistir los daños causados por dichas enfermedades. La importancia de las variedades resistentes es reconocida universalmente, pues el éxito o fracaso de un cultivo depende frecuentemente de la reacción que tenga éste frente a un patógeno determinado (Fernández–Valiela, 2001). Por lo anterior los objetivos de este trabajo fueron determinar la variabilidad genética para virulencia de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici en regiones tomateras de Culiacán, Sinaloa, México, y en buscar fuentes de resistencia a las razas presentes en dicha región en especies de Lycopersicon, cultivares criollos y mejorados obsoletos de diferentes orígenes.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

Toma de muestras. El 24 de marzo de 2003 se colectaron 100 muestras de tallos de plantas de tomate de las variedades comerciales Verónica, Río grande, H7155, Toro, y Matador en diferentes lotes tomateros en Culiacán, Sinaloa (Teresita, El Ranchito, Santa Helena y Casa Blanca), los cuales presentaban síntomas de Fol; se depositaron en bolsas de plástico previamente identificadas (fecha, lugar, tipo de muestra, etc.), y se transportaron en una hielera al laboratorio de Patosistemas Agrícolas del Departamento de Fitomejoramiento de la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro.

Aislamiento, purificación y mantenimiento de los cultivos fúngicos. En mayo de 2003 se procedió a aislar, purificar, identificar (Barnet y Hunter, 1972; Nelson et al., 1994; Puhalla, 1985) y mantener el hongo obtenido de los aislamientos. Esto se realizó haciendo cortes longitudinales de tallos con síntomas, se tomaron porciones de tejido de aproximadamente 3 mm, los cuales se desinfectaron con una solución de hipoclorito de sodio al 1% y se enjuagaron con agua destilada estéril. Las porciones del tejido se sembraron en papa–dextrosa–agar (PDA) en cajas Petri y se incubaron a 25°C durante 7 días; después se realizó una transferencia para obtener cultivos monospóricos, los cuales se incrementaron para tener inóculo suficiente para los estudios posteriores. Pruebas adicionales para confirmar la identidad del hongo incluyeron la inoculación de éste en tabaco (Nicotiana tabacum L.), cebolla (Allium cepa L.), tomate y maíz (Zea mays L.).

Identificación de razas mediante cultivares diferenciales. Los genotipos que se utilizaron como materiales diferenciales fueron Bonny Best, Manapal, Walter e I3R3 (sin genes de resistencia, resistente a la raza 1, resistente a raza 2 y resistente a raza 3, respectivamente). Estos materiales se sembraron el 15 mayo de 2004 en charolas de poliestireno de 200 cavidades con una mezcla de peat moss y suelo estéril, las cuales se regaron y fertilizaron de acuerdo a las recomendaciones técnicas del INIFAP (2005). Con la finalidad de asegurar las alo y autoinfecciones no se aplicó ningún producto químico para el control de Fol. La inoculación de Fol en los materiales diferenciales se hizo en plántulas con un desarrollo de 15–25 días después de la siembra, a través de una suspensión conidial de 1 x 10⁷ mL L^–1 de cada una de las razas (1, 2 y 3), a través de la inmersión de raíces a las cuales previamente se les hicieron pequeñas heridas con una aguja hipodérmica. Inmediatamente se trasplantaron en recipientes de unicel del litro con suelo previamente desinfectado. Las plantas se mantuvieron en suelo húmedo durante todo el período de la evaluación en un invernadero, con una temperatura ambiente aproximada de 25 ± 1°C. Se utilizaron cuatro repeticiones de una planta en cada material para la toma de datos, se observó y se registró la respuesta de las plantas inoculadas 30 días después de la inoculación; la evaluación se basó en la respuesta típica de resistencia vertical a través de la observación de síntomas (plantas sanas o enfermas), con lo que se lograron detectar las razas presentes en los lotes comerciales donde se realizó el muestreo (Ochoa y Danial, 1999).

Evaluación de cultivares y especies de Lycopersicon para resistencia a Fol. Se utilizaron 27 accesiones de diferentes especies del género Lycopersicon procedentes del Programa de Conservación de Recursos Genéticos de la Universidad de California en Davis. Entre éstas había 17 diferentes cultivares tanto criollos como mejorados de L. esculentum y 10 correspondieron a otras especies del mismo género. Estas accesiones se sembraron el 30 de abril de 2005 en charolas de poliestireno de 200 cavidades conteniendo peat moss como sustrato, las cuales se regaron y se fertilizaron de acuerdo a las recomendaciones técnicas (INIFAP, 2005), así mismo se procedió de la misma forma que en la siembra y desarrollo de los materiales diferenciales para asegurar la alo y autoinfección por Fol; este experimento se estableció en mayo de 2005. La inoculación a las plantas se realizó 30 días después de la siembra mediante la inmersión del sistema radical en la suspensión de esporas (1 x 10⁷ mL L^–1), para enseguida trasplantar una planta por recipiente del litro de capacidad conteniendo una mezcla de suelo estéril y peat moss. El riego, fertilización y control de insectos se hicieron de acuerdo con las recomendaciones técnicas (INIFAP, 2005). Los síntomas de marchitamiento se presentaron 30 días después de la inoculación. La evaluación se hizo nuevamente con base en la presencia o ausencia de la enfermedad.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Cepas obtenidas e identificación de razas. Al observar la respuesta de los materiales diferenciales a la inoculación con 29 cepas del hongo, se detectó la presencia de tres razas de Fol en los lotes muestreados en Culiacán, Sinaloa (Cuadro 1). De todos los aislamientos, el 24% correspondió a la raza 1, 14% a la raza 2 y 62% a la raza 3; lo anterior probablemente debido a que en la actualidad existe una mayor disponibilidad de variedades tolerantes a las razas 1 y 2, las cuales evolutivamente aparecieron primero que la raza 3 (SAGARPA, 2005). Estos resultados coinciden con lo publicado por McGrath (1988), quien reportó la presencia de las tres razas (1, 2 y 3) de Fol, en Estados Unidos, de las cuales en ese tiempo las dos primeras estaban ampliamente distribuidas en las regiones tomateras, por lo que sugirió el mejoramiento de cultivares con resistencia a estas dos razas. A la fecha, en México se presenta un panorama distinto respecto a esta enfermedad, ya que hay reportes donde se indica la presencia de la raza 3 en lotes comerciales de tomate en Culiacán (Cai et al., 2003; Valenzuela et al., 1996). Por lo anterior, el riesgo económico en la región tomatera de Sinaloa es bajo para las razas 1 y 2, porque el uso de variedades comerciales resistentes a dichas razas es efectivo, esto debido a la resistencia vertical incorporada en los híbridos actuales en el mercado, la cual tiene una relación de gen a gen. Sin embargo, para la raza 3 cuya presencia en Sinaloa se descubrió recientemente (Valenzuela et al., 1996), existen variedades comerciales con genes de resistencia a la misma; esta diversidad pudiera atribuirse a cambios ocurridos en la población del patógeno, ya sea en forma natural o debido a presión de selección por el uso intensivo de cultivares con resistencia genética; razón por la cual representa un alto riesgo potencial para la producción de esta especie en nuestro país. Caso contrario reportado por Lugo y Sanabria (2001), donde ellos realizaron identificación de razas de Fol en las regiones de Aragua y Guárico en Venezuela, encontrando la presencia de sólo dos razas de este patógeno (raza 1 y 2), más no de al raza 3, lo anteriorya lo había reportado Anzola y Román (1982), sin embargo, los autores anteriores hacen mención la existencia de una tercera raza en Brasil y Australia. La presión de selección que se ejerce sobre los patógenos ha producido los cambios evolutivos de las diferentes razas existentes, ejemplo de esto es que la raza 1 que fue en sus inicios ampliamente distribuida, fue desplazada por la raza 2 y ésta por la raza 3 en un período de 10 años (Tello y Lacasa, 1988), provocando que la haber un cambio en la virulencia mantiene una elevada agresividad, ésto provocado por los cambios producidos en los sistemas de cultivo, ayudando ésto la utilización de híbridos homogeneamente resistentes (resistencia vertical), provocando cambios en el patosistema.

Susceptibilidad de los genotipos evaluados a las razas. Todos los genotipos evaluados fueron susceptibles a la raza 1, 16 resistentes a la raza 2 y sólo 4 resistentes a la raza 3 (Cuadro 2); Bohn y Tucker (1940) encontraron genes de resistencia a la raza 1 y 2 en una accesión (PI126915) de L. pimpinellifolium, sin embargo, no se había reportado la resistencia para la raza 3, esto debido a que en el tiempo que se evaluó esta accesión todavía no existía dicha raza, para lo cual no se sabía si tenía genes de resistencia a la raza actual de Fol (raza 3), sino hasta 1978, año en el cual se empezó a realizar investigación al respecto (Rick, 1986; McGrath, 1988), indicó que los materiales silvestres (PI 414773 de L. pennelli) tienen genes de resistencia a la raza 3 de Fol. Los materiales evaluados y que presentaron genes de resistencia a las diferentes razas de este patógeno es de tipo vertical (Nuez, 2001), la cual es monogénica controlada por genes mayores que en su mayor parte son de respuesta hipersensitiva; por lo cual es una resistencia fácil de introducir, de alta heredabilidad y que puede transferirse sin grandes dificultades a cualquier variedad nueva; sin embargo, esta resistencia no siempre es estable, estando asociada con frecuencia al ciclo éxito–fracaso, razón por lo cual hay variabilidad (diferentes tipos de razas) en los patógenos.

 

CONCLUSIONES

Ya que los cultivares comerciales sólo presentan resistencia a las razas 1 y 2 de Fol, es urgente incorporar la resistencia a la raza 3. Es recomendable elaborar un plan integral para el control a las tres razas para minimizar la marchitez vascular del tomate, ya sea a través de la resistencia vertical, con piramidación de genes o con un programa de mejoramiento en resistencia horizontal o ambas. En este plan podrían utilizarse las accesiones silvestres con resistencia a las razas de Fol.

 

AGRADECIMIENTOS

Se agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y a la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro por el apoyo económico brindado para la realización del presente trabajo.

 

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