Caracterización morfológica, biológica y molecular de los complejos Fusarium oxysporum y Fusarium solani asociados al cultivo de Nicotiana tabacum L. en el Noroeste Argentino

Abstract

El tabaco (Nicotiana tabacum L.) es uno de los cultivos regionales más importantes de la Argentina, el cual contribuye al crecimiento socio-económico de las provincias del noroeste argentino (NOA). Las pérdidas económicas ocasionadas por enfermedades radiculares constituyen uno de los principales problemas del cultivo. Entre los principales fitopatógenos se encuentran Rhizoctonia solani, Fusarium spp y Ralstonia solanacearum. La importancia de estas especies se ha puesto de manifiesto debido al incremento en la prevalencia e incidencia en diversos lotes tabacaleros. Los complejos de especies F. oxysporum y F. solani provocan graves daños en el cultivo del tabaco y no es posible detectar su presencia en el estado inicial, ya que los síntomas aparecen alrededor de un mes de la infección, si se presentan las condiciones predisponentes. Este trabajo tuvo como objetivo general conocer la diversidad de especies de Fusarium asociadas al marchitamiento vascular y podredumbre radicular en tabaco en la región del NOA, para aportar conocimiento a los programas de mejoramiento. Se relevaron 73 lotes comerciales de tabaco Tipo Virginia en las provincias de Salta y Jujuy para medir prevalencia e incidencia del marchitamiento vascular y podredumbre radicular producido por Fusarium spp. durante dos campañas consecutivas (2013-14; 2014-15), lo que permitió describir los síntomas de ambas patologías y obtener aislamientos de plantas sintomáticas. En ambas provincias se manifestó una mayor prevalencia de miembros patogénicos del complejo F. o. en relación a F. s. Se encontró que la intensidad de ambas patologías fue mayor en el segundo y tercer estadio fenológico del cultivo. A su vez, se encontraron asociaciones significativas entre la intensidad del marchitamiento vascular y podredumbre radicular con variables de manejo agronómico, variables meteorológicas (temperatura media ambiente, precipitación y humedad relativa ambiente) y tipo de asociación de suelo. Se pudo expresar la dinámica del marchitamiento vascular y podredumbre radicular en el transcurso del tiempo y describirlas a nivel regional. Los resultados indicaron un aumento de estas patologías en las últimas campañas reflejando la necesidad de la implementación de herramientas de manejo más adecuadas con el fin de minimizar la presencia de estas enfermedades. En complemento, se analizó la diversidad genética, morfológica y patogénica de aislamientos pertenecientes a los complejos de F. o. y F. s. asociados al marchitamiento vascular y podredumbre radicular. Se obtuvieron 130aislamientos de plantas de tabaco sintomáticas. Los aislamientos se caracterizaron en base a características morfológicas, moleculares (secuencia EF-1α) y pruebas de patogenicidad. Todos los aislamientos fueron identificados como miembros del complejo F. o. y F. s., exhibiendo una considerable variación intra-grupo. Sobre la base de caracteres morfológicos se diferenciaron tres morfotipos en cada complejo. El árbol filogenético generado con las secuencias EF-1α confirmó la identificación de los aislamientos. Los miembros de ambos complejos exhibieron una variabilidad apreciable en las características morfológicas y en virulencia, y una parte de ellos no resultaron patógenicos para el tabaco. El 81% y el 60% de los aislamientos del complejo F. o. y F. s. fueron patógenicos, respectivamente. Bajo condiciones controladas, las variedades evaluadas exhibieron un comportamiento diferencial frente a los aislamientos y densidad de inóculo. Los aislamientos de F. o. mantuvieron el mismo nivel de agresividad para las dos diluciones evaluadas. Este estudio, es el primero en proporcionar información sobre la variabilidad de los complejos F. o. y F. s. asociados con el marchitamiento y podredumbre radicular del tabaco en la Argentina. Este trabajo contribuye al desarrollo de estrategias de manejo sostenible en la producción de tabaco en la región.

Tobacco (Nicotiana tabacum L.) is one of the most important regional crops in Argentina, and contributes to the socioeconomic growth of the provinces in the northwest region of the country (NOA). The economic losses caused by root diseases are one of the main constraints for tobacco production. Rhizoctonia solani, Fusarium spp and Ralstonia solanacearum are among the main pathogens affecting tobacco. The importance of these species has been evidenced due to the increase in the prevalence and incidence in various tobacco fields. The Fusarium oxysporum and F. solani complexes cause serious damage to tobacco and it is not possible to detect their presence in the initial state of the crop, since the symptoms appear about one month after the infection under predisposing conditions. The aim of this work was to study the diversity of Fusarium spp. associated with vascular wilt and root rot in tobacco in the NOA region, to contribute knowledge to the breeding programs. During two consecutive campaigns (2013-14, 2014-15), 73 commercial fields of Virginia Type tobacco were surveyed in the provinces of Salta and Jujuy to measure prevalence and incidence of vascular wilt and root rot produced by Fusarium spp.. This allowed to describe the symptoms of both pathologies and to obtain isolates of symptomatic plants. The intensity of both pathologies was greater in the second and third phenological stage of the crop. In both provinces, there was a higher prevalence of pathogenic members of the F. o. complex in relation to F. s. Moreover, significant associations between the intensity of vascular wilt and root rot with variables of agronomic management, meteorological variables (mean temperature, precipitation and relative humidity) and type of soil association, were found. It was possible to express the dynamics of vascular wilt and root rot in the course of time and to describe them at a regional level. The results indicated an increase of these pathologies in the last campaigns reflecting the requirement of applying more suitable management tools in order to minimize the presence of these diseases. In addition, the genetic, morphological and pathogenic diversity of the F. o. and F. s. complexes associated with vascular wilt and root rot were analyzed. One hundred and thirty isolates of symptomatic tobacco plants were obtained. The isolates were characterized on the basis of morphological, molecular (EF-1α sequence) and pathogenicity tests. All isolates were identified as members of the F. o. and F. s. complex, exhibiting considerable intra-group variation. On the basis of morphological characters three morphotypes were differentiated in each complex. The phylogenetic tree generated with the EF-1α sequences confirmed the identification of the isolates. Significant variability in pathogenicity between isolates was observed. Members of both complexes exhibited appreciable variability in morphological characteristics and virulence, and some of them were not pathogenic for tobacco. Eighty one percent and 60% of the isolates resulted pathogenic in the F. o. and F. s. complexes, respectively. Under controlled conditions, the evaluated varieties showed a differential behavior against the isolates and density of inoculum analyzed. The isolates of F. o. maintained the same level of aggressiveness for the two dilutions tested. This is the first study to provide information on the variability of pathogens associated with root wilt and root rot of tobacco in Argentina. This work contributes to the development of strategies for sustainable management of tobacco production in the region.