CARACTERIZACIÓN DE LA RESISTENCIA HORIZONTAL DE LA VARIEDAD LEMPIRA Y DEL HÍBRIDO F1 CENTROAMERICANO A LA ROYA DEL CAFÉ (HEMILEIA VASTATRIX BERK. & BR.)
AUTORES[editar | editar código]
Cristian Y. Lizardo Chavez ;
Alejandro D. Paz Sabillón;
Diana A. Herrera Zelaya;
Hildebrando P. Tróchez Fernández
Cristian Y. Lizardo Chavez
Honduras
RESUMEN[editar | editar código]
El objetivo del estudio fue evaluar la resistencia horizontal a la roya del café de la variedad Lempira (híbrido de Timor 832/1 x Caturra) y el híbrido F1 centroamericano (T5296 x Rume Sudán), genotipos con resistencia vertical suplantada recientemente en Honduras. El experimento tuvo tres tratamientos (genotipos de café): T1. Pacas, como testigo tradicionalmente susceptible; T2. Variedad Lempira; y T3. Híbrido F1 centroamericano, seis bloques por tratamiento y diez repeticiones (discos foliares) por cada bloque. Cada disco foliar fue inoculado con 0.1 mg de esporas del patotipo de H. vastatrix con genes de virulencia V1,V2,V4,V5,V6,V7,V8,V10,?, con una viabilidad de 8% y una equivalencia de 14,000 uredosporas, después de su inoculación se mantuvieron en condiciones controladas de laboratorio (22 ± 2 C°, HR 90%, fotoperiodo 12 horas). Los componentes de resistencia horizontal o variables medidas fueron ocho, período de incubación (PI), período de latencia (PL), número de lesiones (NL), número de lesiones esporuladas (NLE), producción de uredosporas (PU), grado de esporulación (según escala Tamayo, et al., 1995), razón de infección (RI) y razón de esporulación (RE), la evaluación de estos componentes fue realizada 30 días después de las inoculaciones con excepción de PI e PL que fueron evaluados diariamente, a partir del décimo día después de la inoculación hasta la constatación de los primeros síntomas y señales en las hojas. Se aplicó la prueba de Duncan al 5% de significancia para la comparación de las medias de los tratamientos. En el período de incubación hubo diferencias significativas en los tres tratamientos, pues en función de tiempo (días) la variedad Pacas presentó un PI de 14.83, la variedad Lempira una media de 17.70 y el híbrido F1 centroamericano una media de 23.22 días. Mientras en el período de latencia la variedad Pacas fue estadísticamente diferente a los otros dos genotipos de café, la variedad Lempira y el hÍbrido F1 centroamericano no presentaron diferencias significativas entre sí, los PL fueron 20.29, 26.42 y 28.11 días respectivamente. En cuanto a la producción de uredosporas la variedad Pacas presentó un mayor valor y fue estadísticamente diferente a la variedad Lempira y el híbrido F1 centroamericano, estas últimas dos nuevamente no presentaron diferencias significativas entre sí. En cuanto al grado de esporulación de lesión según escala de Tamayo, et al., 1995 las notas obtenidas fueron superiores en la variedad Pacas y similares entre la variedad Lempira y el híbrido F1 centroamericano. Para la RI la variedad Lempira y Pacas no tuvieron diferencia entre sí, y la del híbrido F1 centroamericano fue mucho menor, mientras para la RE se presentaron diferencias entre los tres materiales siendo la variedad Pacas la que presentó mayor valor, la variedad Lempira segunda en mayor valor y el híbrido F1 centroamericano el menor valor para este componente de resistencia. Los resultados indican que el híbrido F1 centroamericano presenta mayor resistencia horizontal, la variedad Lempira fue la segunda mayor en presentar este tipo de resistencia y la variedad Pacas utilizada como testigo fue la que menos presentó. Considerando los componentes de resistencia horizontal medidos, en el híbrido F1 Centroamericano y la variedad Lempira hay una menor capacidad de penetración y colonización del patógeno en los tejidos foliares, y por lo tanto un menor progreso de esta enfermedad en función de tiempo, lo que se pueden considerar como dos buenas opciones a pesar de la superación de la resistencia vertical de estos genotipos a la roya del café.
Palabras clave: Hemileia vastatrix, resistencia vertical, resistencia horizontal, periodo de incubación, periodo de latencia, componentes de resistencia.
I. INTRODUCCIÓN[editar | editar código]
Uno de los grandes problemas enfrentados por los caficultores es el daño causado por las enfermedades, entre las que destaca la roya del café (Hemileia vastatrix Berk. & Br), que puede ocasionar pérdidas en la producción en el orden del 35% (Zambolim, et al. 1997). Casi todas las variedades de café cultivadas son susceptibles a esta enfermedad y el control ha sido realizado casi exclusivamente por el uso de fungicidas. Esta práctica, además de aumentar los costos de producción, pone en riesgo el medio ambiente y la salud del hombre. Entre las alternativas de control eficientes se destaca el cultivo de variedades resistentes, la adopción de esta estrategia por los agricultores es simple, económica y reduce el uso de plaguicidas en la caficultura y ambiente (Barbosa, et al., 2005). Sin embargo, la limitada base genética en las principales variedades de la región parece ser un problema, pues las razas de Hemileia vastatrix presentes parecen evolucionar y especializarse sobre estos materiales que tienen origen como fuente de resistencia los híbridos de Timor 832/1 y 832/2. Por lo que la suplantación de la resistencia de algunos cultivares con resistencia vertical en la región parece ser una tendencia, pues ha ocurrido suplantación en genotipos como las variedades Lempira, H27, Oro Azteca y el híbrido F1 centroamericano en Honduras (IHCAFE 2019, no publicado) y Costa Rica 95 (ICAFE 2019) en Costa Rica. Actualmente existe una tendencia del estudio y aprovechamiento de la resistencia horizontal en varios países caficultores (Fazuoli, et al., 2007). Este tipo de resistencia, que en contrapartida a pesar de poder ser superada cuando ocurre es pequeña y raramente constituye una pérdida completa, mientras que una única alteración genética en el patógeno es suficiente para vencer la resistencia vertical, condicionada por un solo o pocos genes, son necesarias diversas alteraciones genéticas para que el patógeno venza la resistencia horizontal (Vanderplank, 1963). Una de las estrategias en el manejo integrado de la roya del café sería, por lo tanto, combinar la resistencia horizontal de las variedades mejoradas y un buen manejo agronómico. Sin embargo, para ello es necesario conocer el comportamiento de las variedades de café que han perdido resistencia vertical ante razas de H. vastatrix más complejas, considerando que entre más resistencia horizontal posee una variedad mejor responderá ante las prácticas de manejo integrado de la roya del café.
II. OBJETIVOS[editar | editar código]
Objetivo general[editar | editar código]
Caracterizar la resistencia horizontal o incompleta de la variedad Lempira y el híbrido F1 centroamericano a la roya del café (H. vastatrix Berk. & Br.).
Objetivos específicos[editar | editar código]
Determinar los componentes de resistencia horizontal como período de incubación, período de latencia, producción de uredosporas, razón de infección, razón de esporulación y grado de lesión en cada uno de los genotipos de café evaluados.
III. METODOLOGÍA[editar | editar código]
El experimento se ha realizado en el laboratorio de roya, en el Centro de Investigación y Capacitación Jesús Aguilar Paz (CIC-JAP) del Instituto Hondureño del Café, ubicado en la aldea de La Fe, Ilama, Santa Bárbara. Las plantas utilizadas se encontraban en etapa de vivero en invernadero bajo condiciones controladas, con una edad de seis meses, el mismo manejo agronómico y una altura de 30 cm. Los genotipos de café utilizados para la experimentación fueron: variedad Pacas, variedad Lempira e híbrido F1 centroamericano. La variedad Pacas fue utilizada como testigo por su escasa resistencia horizontal según datos preliminares obtenidos en el laboratorio de roya de IHCAFE. Para las inoculaciones se utilizó el patotipo de H. vastatrix (V1,V2,V4,V5,V6,V7,V8,V10,?), el cual fue aislado y caracterizado en el laboratorio de roya de IHCAFE. El experimento constó de tres tratamientos (genotipos de café), seis bloques por tratamiento (gerbox acrílico) y diez repeticiones (discos foliares) por cada bloque. Resumido de la siguiente forma: T1: Variedad Pacas como testigo susceptible inoculada con H. vastatrix.; T2: Variedad Lempira inoculada con H. vastatrix; y T3: Híbrido F1 centroamericano inoculado con H. vastatrix.
Fue evaluada una hoja procedente de cada una de las 60 plantas de los tres genotipos de café. Hojas sanas, jóvenes y completamente expandidas fueron colectadas y humedecidas en papel toalla para que preservaran su integridad fisiológica y bioquímica. Las hojas cortadas de cada tratamiento se desinfectaron según metodología de Gilchrist-Saavedra, et al., (1995), se sumergieron durante 45 segundos en hipoclorito de sodio al 5% y luego se lavaron con agua destilada tres veces para eliminar exceso de cloro; una vez desinfectadas y secas las hojas, se cortaron los discos evitando las nervaduras debido a que estas no contienen estomas (punto de ingreso de la roya) (Eskes, 1982). Los discos de hojas de café de 2 cm. de diámetro, con el envés hacia arriba fueron colocados en gerbox (recipiente acrílico de 11.3 cm de diámetro x 3.5 cm de altura), que contenía una esponja de 0.75 cm de espesor, empapada de agua destilada a capacidad de absorción y encima una malla plástica (Imagen 1).
Imagen 1. Gerbox acrílico con distribución de discos foliares.
Los 60 discos por tratamiento se marcaron y dividieron en seis gerbox de diez discos cada uno, cada cámara o gerbox de cada tratamiento se identificará con el número de tratamiento y el número de bloque o gerbox (del 1 al 6) colocándose una letra desde la A a la J por el lado de afuera del gerbox para identificar el disco foliar en la parte interior de este.
En la inoculación 0.1 mg de uredosporas con una viabilidad de 8% y una equivalencia de 14,000 unidades fueron colocados en cada uno de los discos y diseminados con una espátula de acero inoxidable, seguidamente atomizados con agua destilada, evitando el escurrimiento en los mismos, el agua colocada en el fondo del gerbox tuvo el objetivo mantener la humedad relativa superior a un 90%. Los gerbox fueron colocados en un cuarto de incubación a una temperatura de 22 ± 2ºc y en oscuridad por 48 horas. Transcurrido ese período, los gerbox fueron transferidos a una cámara de crecimiento con condiciones controladas 22 ± 2ºc y fotoperiodo de 12 horas luz y 12 de oscuridad, donde permanecieron por un período de 30 días (Eskes, 1982). Cinco días después de inoculados los discos, fueron retiradas las uredosporas que no penetraron el tejido con algodón impregnado de agua destilada, esta actividad es realizada para evitar ser parasitadas por Lecacinium lecanii. Después de 30 días de la inoculación se procedió a la evaluación de ocho componentes de resisten- cia horizontal. Período de incubación (PI), que corresponde al tiempo en días desde la inoculación hasta el aparecimiento de los síntomas en cada disco foliar inoculado. Período de latencia (PL), el período en días desde la inoculación hasta la esporulación del 50% de las pústulas presentes en los discos foliares inoculados. Número de lesiones (NL), corresponde al número de discos con lesiones esporuladas y no esporuladas. Número de lesiones esporuladas (NLE), corresponde al número de discos con lesiones esporuladas por hoja, independientemente del grado de reacción. Razón de infección (RI), es el grado de infección y se obtuvo dividiendo el número de hojas lesionadas entre el número de hojas inoculadas. Razón de esporulación (RE), se obtuvo dividiendo el número de hojas (discos) inoculados con lesiones esporuladas entre el número total de hojas inoculadas, siendo que cada disco en el gerbox representa una hoja, y esta a la vez representa una planta del genotipo a evaluar. Producción de uredosporas (PU), se obtuvo por medio de la estimativa del número medio de uredosporas presentes por lesión por disco foliar. Las esporas de las lesiones fueron recolectadas con ayuda de una cápsula de gelatina y posteriormente colocadas en un eppedorf de 1.5 ml con- teniendo 1 ml de agua destilada con twen 20 al 5%, esto evitó la germinación de estas. El método de conteo utilizado fue el de Barbosa, et al. (2005), donde la cantidad de esporas obtenidas en 1 ml de la solución mencionada, fueron agitadas durante 5 minutos con ayuda de un vórtex, después de la intensa agitación, 10 μl de la suspensión de esporas fueron depositados en una lámina con ayuda de una micropipeta automática, donde se realizó el conteo directo de los uredosporas bajo el microscopio con lente objetivo de 40X extrapolando el número de esporas presentes en 10 μl a 1000 μl que corresponde al volumen total que contendrá el total de esporas de la lesión. La evaluación de estos componentes se realizó 30 días después de la inoculación a excepción del PI y PL que se evaluaron a diario, a partir del décimo día de la inoculación hasta la constatación de los primeros síntomas y señales en las hojas. Por último se realizó una evaluación del grado de esporulación en las lesiones de acuerdo a la escala de notas Tamayo, et al. (1995) (Imagen 2). Los análisis estadís- ticos en cuanto a la comparación de las medias de las variables medidas se realizaron por el test de Duncan al 5% de significancia a través del software InfoStat.
Imagen 2. Escala de notas para evaluación de resistencia del café a H. vastatrix (Tamayo, et al., 1995), 1, 2 y 3 para resistencia vertical, y 4, 5 y 6 para evaluación de resistencia horizontal.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN[editar | editar código]
Para el PI hubo diferencia significativa en los tres genotipos (Gráfica 1-a), la variedad Pacas presentó un PI de 14.83 días, la variedad Lempira 17.70 días y el híbrido F1 centroamericano presentó el mayor PI, siendo este de 23.22 días. En cuanto al PL en la variedad Pacas fue de 20.22 días y fue estadísticamente diferente a la variedad Lempira y el híbrido F1 centroamericano quienes presentaron un PL de 26.86 y 28.00 días, respectivamente, no habiendo diferencias significativas en estos dos últimos (Gráfica 1-b).
Gráficas 1.
(a) Período de incubación en variedad Pacas, variedad Lempira e híbrido F1 centroamericano;
(b) Período de latencia en variedad Pacas, variedad Lempira e híbrido F1 centroamericano. Para ambas gráficas, genotipos con mismas letras no difieren estadísticamente entre sí con el test de Duncan al 5% de significancia, las barras de error representan la desviación estándar de las medias.
En la PU hubo mayor diferencia significativa entre el testigo y los genotipos objetivos de estudio. La variedad Pacas con una producción de esporas de 1,644.01 en promedio por disco foliar fue estadísticamente diferente a la variedad Lempira y el híbrido F1 centroamericano, quienes no presen- taron diferencia entre sí para este componente, siendo la PU de 201.00 y 178.80 esporas promedio por disco foliar (Gráfica 2-a). En cuanto a la escala de notas para evaluación de grado de lesión de acuerdo a Tamayo, et al., (1995), la variedad Pacas presentó la nota superior con un promedio de 4.78, la variedad Lempira e híbrido F1 centroamericano presentaron promedios similares 4.15 y 4.40, respectivamente, o sea un grado de esporulación menor a la presentada por la variedad testigo (Gráfica 2-b).
Gráfica 2.
(a) Producción de uredosporas 30 días después de inoculación en variedad Pacas, variedad Lempira e hibrido F1 centroamericano; (b) Nota presentadas en evaluación de lesión según escala de Tama- yo et., al, 1995, 30 días después de inoculación en variedad Pacas, variedad Lempira e híbrido F1 centroamericano. Para ambas gráficas, genotipos con mismas letras no difieren estadísticamente entre sí con el test de Duncan al 5% de significancia, las barras de error representan la desviación estándar de las medias.
ECristian Y. Lizardo Chavez n la variedad Lempira e híbrido F1 centroamericano además del PI y PL que determinan la pene- tración y colonización del patógeno en los tejidos foliares, las medias de los demás componentes de resistencia horizontal (NL, NLE, RI, RE e PU) cuando son comparados con el genotipo testigo, sugieren una menor tasa de desarrollo o evolución de la enfermedad (Cuadro 1).
Cuadro 1. Evaluación de componentes de resistencia horizontal a H. vastatrix
| Componente de resistencia | Variedad Pacas | Variedad Lempira | Híbrido F1 centroamericano |
| PI | 14.83 | 17.70 | 23.22 |
| PL | 20.22 | 26.86 | 28.00 |
| NL | 60.00 | 60.00 | 26.00 |
| NLE | 50.00 | 36.00 | 16.00 |
| RI | 1.00 | 1.00 | 0.43 |
| RE | 0.83 | 0.60 | 0.27 |
| PU | 1644.44 | 177.78 | 201.00 |
| NLT | 4.78 | 4.14 |
- PL: Período de latencia, en días PI: Período de incubación, en días NL: Número de lesiones
- NLE: Número de lesiones esporuladas
- RI: Razón de infección
- RE: Razón de esporulación
- PU: Producción de uredosporas
- NLT: Nota de lesión según Tamayo, et al. (1995)
Pues si analizamos la razón de infección (RI) y razón de esporulación (RE) donde el híbrido F1 centroamericano presentó los mejores resultados, la RI para este fue de 0.43 mientras la variedad Lempira y Pacas fue de 1.00, o sea que en estas dos últimas hubo aparecimiento de síntomas inde- pendientemente de que haya esporulado o no, sin embargo, el híbrido F1 centroamericano en el inicio del proceso de patogénesis parece ser interrumpido por algún motivo, en cuanto a la RE el híbrido F1 centroamericano también presentó los mejores resultados, o sea mayor eficiencia en reducir la esporulación, siendo este valor de 0.27, mientras para la variedad Lempira fue de 0.60 y la de Pacas presentó una RE alta de 0.83, valor típico de una variedad muy susceptible, esto quiere decir que en el híbrido F1 centroamericano y la variedad Lempira existe una respuesta de defensa que evita que el patógeno culmine su ciclo a pesar de haber iniciado la infección, siendo evidente que el proceso de patogénesis se ve afectado por mecanismos de defensa de estos dos genotipos, influyendo directamente en el proceso de infección, penetración, colonización y por ende, en la evolución de la enfermedad. Los resultados coinciden con lo mencionado por Solano y colaboradores (Híbridos F1 de café, resistencia a la roya y estrategias a futuro, marzo, 2019), según sus observaciones a nivel de campo, los híbridos presentan mayor resistencia a la roya que las variedades desarrolladas con este objetivo, debido a la heterosis que les otorga más vigorosidad para contrarrestar la enfermedad, sin embargo, la variedad Lempira también ha presentado buen comportamiento en campo, pues según los mismos autores cualquier material con resistencia, aun cuando puede ser afectado por nuevas razas de royas, siempre tendrá una mejor respuesta al manejo y controles de la enfermedad.
V. CONCLUSIONES[editar | editar código]
Los resultado indican que bajo las mismas condiciones de manejo el híbrido F1 centroamericano y la variedad Lempira presentan mayor resistencia a la roya del café cuando es comparado con la variedad tradicionalmente susceptible Pacas, siendo el híbrido F1 centroamericano el que presentó mayor resistencia horizontal, y después de este la variedad Lempira, esto es una característica de mucho interés, pues sumado a la alta capacidad productiva observada en campo de estos dos genotipos y que a pesar de haber perdido su resistencia vertical siguen siendo dos buenas opciones para la caficultura regional.
VI. RECOMENDACIONES[editar | editar código]
Considerando la tendencia de suplantación de resistencia a la roya del café se recomienda realizar este tipo de estudios con genotipos en los cuales la resistencia vertical ha sido suplantada, pues esta caracterización podría considerarse uno de los criterios más importantes a la hora de recomendar o liberar determinados genotipos de café en la región.
En cuanto a la discusión en torno de la resistencia horizontal se deben considerar todas las variables estudiadas para la caracterización de esta, sin embargo, en el presente trabajo una de las variables que más caracterizó los genotipos de café fue la producción de uredosporas, registrada también como uno de los principales componentes de resistencia que mejor explica el tipo de reacción de un genotipo de café a la roya (Eskes, 2005), pues esta variable es prácticamente el reflejo de las otras y se debe considerar mucho en este tipo de estudios.
VII. BIBLIOGRAFÍA[editar | editar código]
Barbosa, J. C., Caixeta, E. T., Zambolim, E. M., Capucho, A. S., Rufino, R. N., Alvarenga, S. M., & Sakiyama, N. S. (2005). Caracterização da resistência vertical e horizontal do cafeeiro à ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. & Br) em acesso de híbrido de Timor. Universidad Federal de Viçosa.
Barbosa, J. C., Caixeta, E. T., Zambolim, E. M., Capucho, A. S., Rufino, R. N., Alvarenga, S. M., & Sakiyama, N. S. (2005). Caracterização da resistência vertical e horizontal do cafeeiro à ferru- gem (Hemileia vastatrix Berk. & Br) em acesso de híbrido de Timor. In Embrapa Café-Artigo em anais de congresso (ALICE). In: Simpósio de pesquisa dos cafés do Brasil, 4., 2005, Londrina. Anais... Brasília, DF: Embrapa Café, 2005.
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Eskes, A. (2005). Phenotypic expression of resistance to coffee leaf rust and its possible relationship with durability.
Eskes, A. B. (1982). The use of leaf disk inoculations in assessing resistance to coffee leaf rust (Hemileia vastatrix). Netherlands Journal of Plant Pathology, 88(4), 127-141.
Fazuoli L., Braghini M., Silvarolla M., Baião A.C. (2007) Instituto Agronômico, Centro de Café “Al- cides Carvalho”. A ferrugem alaranjada do cafeeiro e a obtenção de cultivares resistentes, O Agronômico, Campinas, 59(1).
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Tamayo Molano, P. J. (1988). Resistencia de progenies de catimor a oito racas de Hemileia vastatrix Berk. & Br (No. Doc. 16012)* CO-BAC, Santafé de Bogotá).
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Zambolim, L., Vale, F. D., Pereira, A. A., & Chaves, G. M. (1997). Café (Coffea arabica L.), controle de doenças. Controle de doenças de plantas: grandes culturas, 1, 83-40.
