VIROLOGIA VEGETAL

DEFINICION

El conocimiento de las enfermedades de las plantas, sus agentes causales, las condiciones que favorecen su desarrollo, la importancia económica de las mismas y las estrategias orientadas a su control, son uno de los factores que más inciden en el desarrollo económico del sector agrícola de un país.

Son diversos-los agentes responsables de las mismas y entre ellos los más estudiados han sido los hongos y en menor grado las bacterias, los nematodos, los agentes no bióticos responsables de alteraciones en el desarrollo normal de los cultivos, y los menos estudiados son los virus.

Los virus son patógenos en la mayoría de sus hospederos, y están compuestos por un ácido nucleico, protegido por una cubierta de proteína, que se replican en el interior de células vivas, usando la maquinaria de síntesis celular, produciendo nuevas partículas que infectan nuevas células y que por medio de vectores son llevados a otros especies susceptibles.

La virología vegetal es la disciplina que estudia los virus de plantas en todos sus aspectos, como son: los síntomas que producen en las especies o variedades infectadas; las condiciones que favorecen o desfavorecen la expresión de los mismos; su forma de multiplicación y movimiento en la planta hospedera y sus efectos sobre el metabolismo; los métodos por medio de los cuales se diseminan en la naturaleza; el estudio de las relaciones virus-vector-planta; las estrategias utilizadas para un diagnóstico correcto, con el reconocimiento de sus diferentes aislamientos; los métodos de purificación; análisis de sus propiedades biológicas, fisicas y químicas; la producción y uso de antisueros para el diagnóstico; la evaluación de la importancia económica de las enfermedades que ellos ocasionan y la implementación de estrategias de control, mediante el reconocimiento de materiales resistentes, la obtención de plantas libres de virus, el manejo y control de sus vectores, y el uso de prácticas de manejo integrado en que se incorporen todas aquellas actividades orientadas a disminuir su severidad.

La virología vegetal también estudia otros agentes responsables de enfermedades de plantas, que producen síntomas similares a los causados por virus, pueden tener sistemas de diseminación similar, y algunos de los cuales fiJeron considerados como virus antes que los estudios más recientes permitieran establecer una etiología diferente. Entre estos patógenos los más estudiados en la virología vegetal son los viroides: moléculas pequeñas de ácido nudeico muy estables desprovistas de una cubierta de proteína protectora; los fitoplasmas, espiroplasmas y rickettsias, constituidos por células pleomórficas o en forma de espiral, desprovistas de una pared celular y transmitidas, como varios virus de plantas, por saltahojas, y los menos estudiados, pero conocidos desde principios del siglo XX, los protozoarios flagelados del género Phytomonas.

Como disciplina la virología vegetal ha contribuido substancialmente al desarrollo y avance de la biología en general, especialmente en el conocimiento de la estructura y fiJnción de macromoléculas como los ácidos nudeicos y las proteínas. Los biólogos moleculares han encontrado en los virus vegetales modelos de investigación para muchos estudios básicos, por su fácil multiplicación, la simplicidad de sus ácidos nudeicos y proteínas y la posibilidad de purificación en grandes cantidades.

JUSTIFICACION

Las actividades de investigación, docencia y extensión, del Departamento de Filotecnia y en especial en el área de Sanidad Vegetal, se verán fortalecidas con la Línea de Investigación en Virología Vegetal.

Son muchas las enfermedades causadas por virus de plantas que se presentan en los diferentes cultivos de importancia -económica en la región y son muy pocos, por no decir ninguno, los estudios que se han realizado sobre ellos.

Se busca a través de los proyectos que se adelanten en esta Línea de Investigación, comenzar a preparar académicamente y como investigadores en el área de la Virología Vegetal, a estudiantes de pre y posgrado, y en el proceso iniciar la búsqueda de soluciones a problemas regionales y/o nacionales, que exigen atención, por la magnitud de las pérdidas que están ocasionando.

OBJETIVO

Identificar disturbios en cultivos de importancia económica en la región, que tengan una etiología viral, para proceder a utilizarlos como modelos, en el proceso de investigación, estudio y propuestas de solución, a los problemas encontrados.

Dependiendo del grado de conocimiento en otras regiones del país o a nivel internacional, del problema en consideración, se procederá a implementar la transfemecia de la información conocida, o a generar la información necesaria para proceder al estudio de la enfermedad; sus síntomas; los factores que favorecen o desfavorecen su expresión; identificación de métodos de transmisión y de plantas indicadoras; el uso de los distintos métodos de diagnóstico; el conocimiento de sus propiedades biológicas, fisicas y químicas; el establecimiento de la importancia económica asociada con el o los disturbios en estudio y el diseño de estrategias de control, que puedan ser implementadas rápidamente por los agricultores, en la búsqueda de eliminar o reducir el impacto económico de ellos.

TEMAS DE INVESTIGACION

1. Evaluación de la incidencia de los virus PVS, PVX, PVY y Enrollamiento de hojas en papa (Solanum tuberosum L.) en el Departamento de Caldas e implementacion de estrategias para su control.

Los virus en el- cultivo de papa (Solanum tuberosum L.), constituyen, en Colombia, como en muchas áreas productoras de este tubérculo en el mundo, uno de los factores que limitan la obtención de buenas cosechas y no obstante de los estudios que se han realizado sobre su presencia y los efectos que han tenido sobre los rendimientos, se puede decir que en el país han faltado mayores esfáerzos para implementar esquemas de certificación de semillas que faciliten su control.

La situación en las zonas productoras de papa en el Departamento de Caldas puede llegar a ser más grave que en otras regiones y es una de las razones para el abandono del cultivo o reducción de las áreas de producción debido a los bajos rendimientos y a la falta de disponibilidad de semilla certificada de las variedades regionales, como son la Argentina y la Salentuna, entre otras.

Con este proyecto de investigación se busca realizar un reconocimiento de los principales virus que afectan al cultivo de la papa, en cuatro pisos térmicos: a) Zona marginal baja, 1500-2500 msnm; b) Zona optima de producción, 2500-3000 msnm; c) Zona optima para producción de semilla, 3000-3500 msnm y d) Zona marginal alta, 3500-4000 msnm.

Con el conocimiento de los virus presentes y su incidencia en distintas zonas se procederá a adelantar trabajos de termoterapia con los mejores materiales para reducir la concentración de virus y proceder a la utilización de las técnicas de cultivo de meristemos para la obtención de plantas libres de virus. Los materiales obtenidos e indiciados se utilizarán para implementar técnicas de propagación acelerada que perrrtitan incrementar a la mayor brevedad posible el material básico. Este se utilizará en el proceso de producción de semilla de papa en condiciones de poblaciones bajas de vectores potenciales , para obtener el material que se pueda someter a certificación por parte de las autoridades de Sanidad a las que les corresponde esta labor, y su posterior comercialización con los agricultores interesados en el uso de semilla de mejor calidad, con un mayor potencial de producción.

2.- Estudios sobre el agente causal de un nuevo disturbio observado en café (Coffea sp.) en Colombia y aparentemente asociado con un Badnavirus.

El cultivo del café sigue siendo la base de la economía agrícola regional y la presencia de problemas sanitarios que puedan afectar sus rendimientos es de importancia primordial.

Desde mediados de 1997 se ha detectado la presencia de un disturbio que puede estar asociado a una etiología viral. Esta situación ha generado la iniciación de un proyecto de investigación intrainstitucional entre la Universidad de Caldas, como líder del proyecto, CENICME, CENICAÑA y CIAT, orientado a confirmar la etiología del problema, sus síntomas, importancia económica, caracterización del agente causal y establecimiento de estrategias de control.

3.- Identificación de virus en el cultivo del manzano (Malus domestica Borkh.) en el Departamento de Caldas.

Los cultivadores del manzano enfrentan problemas complejos. Uno de los principales, es la baja calidad y producción de los huertos del país, que tiene que ver entre múltiples factores con la carencia de un paquete tecnológico que incluya la suficiente información sobre las altemativas de manejo del cultivo en nuestro medio. El cultivo se ha venido expandiendo en el país y especialmente en el departamento de Caldas con expectativas de un gran potencial de producción. Dicha producción se encuentra seriamente amenazada por las enfermedades que lo afectan en todas las áreas de producción en el mundo, con el agravante del desconocimiento del comportamiento de las mismas en condiciones tropicales.

Dentro del reconocimiento de las enferrnedades de importancia económica en cultivos de manzano, los virus no han recibido la atención. que sería necesaria muy probablemente porque su acción no causa la muerte inmediata de las plantas enfermas y su efecto degenerativo puede pasar desapercibido. Estas enfermedades disminuyen los rendimientos debido a que los árboles no pueden expresar su potencial de producción. Síntomas como ahuecamiento del tallo, retraso en el desarrollo, moteados, manchas cloróticas y tristeza son ya comunes en los huertos del país, estos síntomas pueden estar asociados a virus ignorados en nuestro medio aunque ya han sido reconocidos internacionalmente como perjudiciales.

Problemas de este tipo se deben enfrentar con la identificación de los virus que puedan estar presentes, sus métodos de transmisión, la importancia económica que puedan tener y como resultado del conocimiento de lo anterior justificar y establecer sistemas de producción de material sano, de certificación del material vegetal que las siembras se realicen con árboles que garanticen la obtención de buenas cosechas.

4.- Evaluación de la importancia económica del virus del Mosaico del pepino (Cucumber mosaic cucumovirus, CMV), en musaceas.

Los cultivos de plátano y banano ocupan áreas agrícolas muy importantes en Colombia y son la base liJndamental de la economía de algunas de ellas. Como su propagación se realiza por métodos vegetativos se establecen las condiciones que permiten la perpetuación y diseminación de todas aquellas enfermedades que afectan sistémicamente a la planta. Entre éstas enfermedades se encuentran los causadas por virus, enfermedades poco estudiadas en Colombia pero que comienzan a adquirir importancia por los efectos que ellas tienen sobre la calidad y los rendimientos.

El virus Mosaico del pepino (Cucumber mosaic cucumovirus, CMV), es el virus más ampliamente conocido en plátano y banano y se encuentra diseminado en todas las áreas productoras en el mundo. Los primero síntomas se caracterizan por la presencia de rayas cloróticas discontinuas, paralelas a las nervaduras de la hoja. Los síntomas llevan a la formación de parches cloróticos que le dan el nombre de mosaico a la enfermedad. Algunas hojas se pueden deformar como resultado de la infección. En la nervadura principal de la hoja se desarrollan lesiones necróticas, las que se observan también en el pseudotallo y llevan a pudriciones posteriores. Las plantas enfermas son mas pequeñas y tienen un pseudotallo de menor diámetro. Las perdidas que ocasiona esta enfermedad pueden llegar a ser del 100% pues se afecta el tamaño de los racimos y los finitos y estos no tienen ningún valor comercial.

Como medidas de control de la enfermedad se recomienda la utilización de material de propagación libre de virus, la eliminación temprana de plantas enfermas, el control oportuno de malezas susceptibles que se convierten en liJente de inoculo para el cultivo, la toma de medidas para evitar la transmisión por medios mecánicos. Los investigadores trabajan en la búsqueda de variedades que tengan resistenc.ia a la enfermedad o en la transformación de plantas a las cuales se les pueda introducir ésta resistencia.

POTENCLALIDAD DE FINANCIAMIENTO

Los proyectos en consideración tienen la opción de ser financiados por COLCIENCIAS, Gobernación del Departamento de Caldas, La Corporación para el Desarrollo de Caldas, IGALA, agricultores.

GRUPO DE INVESTIGACION RESPONSABLE

Líder de la Linea de investigación:
GERARDO MARTÍNEZ LÓPEZ, 1.A., Ph.D.

Coinvestigadores:

JAIRO CASTAÑO ZAPATA, IA., Ph.D
JAIRO LEGUIZAMON, IA., Ph.D.
JORGE VICTORJA K., IA. Ph.D.
FRANCISCO MORALES, 1.A. Ph.D.
HUGO SALAZAR PINEDA, IA., M.Sc.
DAVID. MANZUR, IA.
REYNALDO CASTRO, IA.
CARLOS BETANCOURT, estudiante Maestría Fitopatología.
MONICA BETANCOLÍRT V., estudiante I.A.
MONICA CASTRILLON J., estudiante I.A.
JAIME ESCOBAR J., estudiante I.A.
CAROLINA GARDA J., estudiante I.A.
RENE ALEJANDRO GUTIERREZ, estudiante I.A.
ADRJANA MARULANDA, estudiante I.A.
MARIA ELENA OCAMPO, estudiante Maestría Fitopatología.
ELSA VICTORLA. VARGAS C., Estudiante I.A.