Identificación De Hongos Fitopatógenos Asociados Al Roble (Quercus Humboldtii Bonpl.), En Los Municipios De Encino (Santander), Arcabuco, Y Tipacoque (Boyacá)

Monroy-Castro, L.Y., & Lizarazo-Forero, L.M. (2010). Identificación de hongos fitopatogenos asociados al roble (Quercus humboldtii BONPL.), en los municipios de Encino (Santander), Arcabuco, y Tipacoque (Boyacá). Colombia Forestal, 13(2), 347-356.

IDENTIFICACIÓN DE HONGOS FITOPATÓGENOS ASOCIADOS AL ROBLE (Quercus humboldtii BONPL.), EN LOS MUNICIPIOS DE ENCINO (SANTANDER), ARCABUCO, Y TIPACOQUE (BOYACÁ)¹

Identification of phytopathogenic fungi associated with oak (Quercus humboldtii Bonpl.), in the municipalities of Encino (Santander), Arcabuco and Tipacoque (Boyacá)

Identificação de fungos fitopatógenos associados ao roble(Quercus humboldtii Bonpl.), nos municípios de encino (Santander), Arcabuco e Tipacoque (Boyacá)

Leidi Yunari Monroy Castro² & Luz Marina Lizarazo Forero³

¹Trabajo enmarcado dentro del proyecto “Corredor de Conservación de Robles, una Estrategia para la Conservación y el Manejo Forestal en Colombia” Fundación MacArthur-Fundación Natura y DIN-UPTC.
²Investigadora del Grupo de investigación Biología Ambiental. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Boyacá.
³Coordinadora Grupo de investigación Biología Ambiental, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja, Boyacá. luz.lizarazo@uptc.edu.co. Autor para correspondencia.

Recepción: Agosto 11 de 2009/Aprobación: Noviembre 19 de 2009

RESUMEN

Los objetivos del presente estudio fueron aislar y determinar la presencia del patógeno Phytophthora ramorum y de otros posibles patógenos de Quercus humboldtii, y la posibilidad de utilizar la capacidad antagónica de bacterias aisladas de rizósfera y filosfera sobre estos. El estudio se realizó en la zona central del corredor de conservación Guan tiva – La Rusia – Iguaque, en los municipios de Encino (Santander), Arcabuco y Tipacoque (Boyacá). Los aislamientos de los hongos fitopatógenos, se realizaron mediante siembra directa de hojas con sintomatología fúngica, en medios selectivos sólidos OGY, Sabouraud, y PDA + acido láctico al 0.2%. Se utilizó la técnica de recuento en placa para el aislamiento de bacterias de suelo rizosférico y suelo total. No se aisló el hongo Phytophthora ramorum, pero si otros hongos fitopatógenos de los géneros Fusarium spp. y Pestalotia spp. Las poblaciones bacterianas de suelo rizosférico y suelo total fueron bajas y poco diversas, y dominadas por algunos morfotipos. Se identificaron cuatro espe cies de bacterias: Pseudomonas fluorescens, Bacillus macerans, Pinus sylvestris y Staphylococcus epidermidis. La comunidad de la filosfera estuvo dominada por Pseudomonas fluorescens. Los géneros Pseudomonas fluorescens y Pinus sylvestris, no mostraron propiedades antagónicas contra el hongo Pestalotia spp. Es indispensable realizar estudios adicionales, para confirmar si los géneros Fusarium spp. y Pestalotia spp., actúan como patógenos del Quercus humboldtii.

Palabras clave: filósfera, microorganismos antagonistas, Quercus humboldtii , rizosfera, suelo total.

ABSTRACT

The objectives of this study were to isolate and determine the presence of the pathogen Phytophthora ramorum and other potential pathogens of Quercus humboldtii, and evaluate the possibility of using the antagonistic capacity of bacteria isolated from rhizosphere and phyllosphere against them. The study was conducted in the conservation corridor Guantiva – La Rusia – Iguaque, in the municipali ties of Encino (Santander), Arcabuco and Tipacoque (Boyacá). The phytopathogenic fungi were isolated using direct seeding of leaves with symptoms of fungal infection in OGY, Sabouraud, and PDA + Lactic acid at 0.2%. We used the plate counting technique for the isolation of bacteria from rhizospheric and bulk soil. Phytophthora ramorum was not isolated, but phytopathogenic fungi of the genus Fusarium spp., and Pestalotia spp., were obtained in the isolates. Microbial populations of rhizospheric and bulk soil were scarce, exhibited low diversity, and were dominated by few mor photypes. We identified four species of bacteria: Pseudomonas fluorescens, Bacillus macerans, Pinus sylvestris and Staphylococcus epidermidis. The phyllosphere community was dominated by Pseudomonas fluorescens. The species Pseudomonas fluorescens and Pinus sylvestris did not exhibited antagonistic properties against Pestalotia spp. Further studies are required to confirm Fusarium spp., and Pestalotia spp., pathogenic activity against Quercus humboldtii.

Key words: phyllosphere, antagonistic microorganisms, Quercus humboldtii, rhizosphere, bulk soil.

RESUMO

Os objetivos do presente estudo foram isolar e determinar a presençaa do patógeno Phytophthora ramorum e de outros possíveis patógenos de Quercus humboldtii, e a possibilidade de utilizar a capacidade antagônica de bactérias isoladas de rizósferas e filosfera sobre estes. O estudo se realizou em uma zona central do corredor de conservação Guantiva – A Rusia – Iguaque, nos municipios de Encino(Santander), Arcabuco e Tipacoque(Boyacá).Os isolamentos dos fungos fitopatógenos, se realizaram mediante plantação direta de folhas com sintomatologia fúngica, em meios seletivos sólidos ogy, Sabouraud e PDA + ácido lácticp a 0.2%. Utilizou-se a técnica de reconto na placa para o isolamento de bactérias do solo rizosférico e solo total. Não se isolou o fungo Phytophthora ramorum, mas sim outros fungos fitopatógenos dos gêneros Fusarium spp e Pestalotia spp. As populações bacterianas do solo rizosférico e solo total foram baixas e pouco diversas e dominadas por alguns morfotipos. Identificaram-se quatro espécies de bactérias: Pseudomonas fluorescens, Baci-llus macerans, Pinus sylvestris e Staphylococcus epidermidis. A comunidade da filosfera esteve dominada por Pseudomonas fluorescens. Os gêneros Pseudomonas fluorescens y Pinus sylvestris, não mostraram propriedades antagônicas contra o fungo Pestalotia spp. É indispensável realizar estudos adicionais para confirmar se os gêneros Fusarium spp. E Pestalotia spp. Atuam como patógenos de Quercus humboldtii.

Palavras chave: Fitosfera, microorganismos antagonistas, Quercus humboldtii, rizosfera, solo total

INTRODUCCIÓN

Los bosques de roble colombianos se encuentran compuestos por dos especies de la familia Faga ceae, el roble negro o morado (Colombobalanus excelsa Lozano et al. 1979), y el roble blanco o común (Quercus humboldtii Bonpl.). Estas dos especies adicionalmente son exclusivas de Colombia (Fundación Natura, 2000).

Quercus humboldtii se distribuye en las tres cordilleras de Colombia y en una localidad del Darién panameño. Cubre un rango altitudinal desde 1100 hasta 3450 m de altitud, con abundancia marcada en las laderas más secas, especialmente en la vertiente occidental de la Cordillera Oriental. En el Límite de los departamentos de Santander y Boyacá se encuentran los relictos de robles más extensos de Co lombia. (Fundación Natura 2000, Solano 2002).

El hongo Phytophthora ramorum (Werres et al. 2001), provocó a partir del año 1995 mortalidad elevada entre las poblaciones de robles (Quercus), y especies del género Lithocarpus en la costa central de California, desde Monterey hasta el sur de Oregón. La enfermedad que ocasiona este hongo se denomina sudden oak death (SOD), muerte súbita del roble. Existen estudios recientes, que con firman que esta enfermedad ya se encuentra en el continente europeo, específicamente en Rumania y Bulgaria y otros países de la Comunidad Económica Europea(Rizzo et al. 2002, Rizzo & Garbelotto 2003, Meentemeyer et al. 2004, McPherson et al. 2005, Brown & Allen-Díaz 2009).

En árboles adultos el síntoma más evidente de la enfermedad, es la aparición de chancros sobre la corteza del tronco, en estas zonas se observan manchas cafés oscuro con exudados de savia. Las lesiones pueden presentarse desde el cuello de la planta hasta una altura de 20 metros (Jung et al. 2005, Balci et al. 2008).

Las bacterias además de incrementar el crecimiento de las plantas, también actúan como agentes de bio control de bacterias y hongos. Sus mecanismos de acción se centran en la producción de antibióticos y toxinas que reducen el crecimiento del patógeno y su potencial de infección (Handelsman & Stabb 1996, Alexandrova et al. 2003, Chin-A-Weng et al. 2003). Competencia por el sitio de infección o nu trientes requeridos por el patógeno para penetrar al hospedero, parasitismo, inducción de enzimas ex tracelulares o de mecanismos de resistencia en las planta (Zhou & Paulitz 1993, Dunne et al. 1997, Van Loon et al. 1998, De Meyer et al. 1999, Loper & Henkels 1999, Yang & Crowley 2000, Michaud et al. 2002).

El objetivo del presente estudio fue aislar e identificar hongos fitopatógenos, haciendo énfasis en la búsqueda de la especie Phytophthora ramorum, los cuales presumiblemente estarían afectando los bosques de robledales en algunos sectores de los municipios de Encino (Santander), Arcabuco y Tipacoque (Boyacá), y realizar pruebas de antagonismo con bacterias aisladas de la rizósfera y filosfera

METODOLOGÍA

ÁREA DE ESTUDIO

El proyecto se realizó en la zona central del corredor Guantiva – La Rusia – Iguaque, en los municipios de Encino (Santander), Arcabuco y Tipacoque (Boyacá).

Los robledales del Encino esta ubicados en un rango entre 1865 y 2535 m de altitud con geoformas rizadas a ondulantes y de cuestas escalonadas en las partes más altas. La temperatura promedio es de 18-14^oC y presenta una pluviosidad de 1000 a 4000 mm anuales. En Arcabuco los robledales se localizan en la franja entre 2200 y 3100 m de altitud; el área se encuentra sobre escarpes, laderas desde rectas a irregulares con formas complejas, cóncavo convexas y longitudes desde cortas hasta largas y pendientes entre 17% y más del 100%. Los suelos de esta área son de textura franco arenosa y franco arcillosos, con pH entre 4.0 y 4.6. El área de bosque de roble en el Parque Natural Municipal “Robledales de Tipacoque” (PNMRT), se encuentra ubicado en un paisaje de montaña conformado ge ológicamente por materiales originados a partir de rocas devónicas y paleozoicas. Comprende un ran go altitudinal que va desde los 2800 a los 3300 m. de altitud la precipitación calculada para el área de estudio es 1081.85 mm/año y la temperatura promedio de 17.4 ºC (Solano et al. 2005).

MUESTREO

El área de muestreo se seleccionó de forma aleatoria dentro de los robledales de las tres áreas, to mando como criterio la búsqueda de árboles con los síntomas característicos de la enfermedad pro ducida por Phytophthora ramorum: follaje amarillento, necrosis en el interior de la corteza que se manifiesta por un exudado de color rojo a negro viscoso, especialmente en la parte inferior del tronco. Al no encontrarse árboles con los anteriores síntomas, se determinó tomar muestras con otros síntomas presuntivos de enfermedades fúngicas (Figuras 1 y 2). En total se colectaron hojas con manchas color café, de diez árboles de Arcabuco y Tipacoque y de ocho árboles de Tipacoque. Las muestras de trozos de troncos de color negro, se tomaron de Arcabuco y Tipacoque. Solamente del municipio de Encino se recogieron unas muestras de semillas, las cuales presentaban manchas de color café. También se recogieron hojas sanas (árboles jóvenes y adultos), suelo rizosférico y de suelo total. La toma de muestra de la rizosfera se realizo de raíces de 3 árboles caídos. De cada uno de los individuos, se corto la raíz y se coloco en bolsas plásticas, posteriormente se sacudió la raíz y se separó el suelo adherido a ésta. Se recogieron tres muestras por árbol. A todas las muestras se le eliminaron los restos vegetales. Las muestras del suelo total (6 muestras por área de estudio), se tomaron a una profundidad de 10 cm alrededor del árbol, retirando previamente hojarasca. El tamaño de muestra fue de aproximadamente de 1 kg. Todo el material colectado en bolsas plásticas estériles se llevó al laboratorio y se preservaron a 4º C hasta el momento de su análisis que no fue superior a 72 h.

AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE HONGOS FITOPATÓGENOS

Las hojas enfermas, los trozos de tronco y semillas se colocaron en cámara húmeda con papel fil tro estéril, humedecido con agua destilada estéril y fueron mantenidas por siete a diez días con doce horas de luz y doce de oscuridad. Al mismo tiempo se realizaron siembras de hojas y trozos de troncos en cajas de Petri con el medio V8 agar suplementado con pimaricina 5 mg/l, y rifampicina 25 mg/l, Mansilla et al. (1993) y otros medios de cultivo selectivos OGY (Merck)^®, Sabouraud (Scharlau) ^® + Ácido Láctico al 0.2%, Papa Dextrosa Agar ( PDA- Scharlau)^® y Papa Dextrosa Agar (PDA) + Ácido Láctico al 0.2%). Igualmente los crecimientos fungosos que se obtuvieron de la cámara húmeda se sembraron. Los medios de cultivo fueron in cubados a una temperatura de 28°C durante 5-10 días. Los aislamientos obtenidos, en ambos casos, se clasificaron de acuerdo a sus características morfológicas con la ayuda de claves taxonómicas especializadas (Barnett & Hunter 1972 ).

RECUENTO DE MICROORGANISMOS DE LOS SUELOS RIZOSFÉRICOS Y SUELO TOTAL

Se empleo el método de recuento en placa realizando diluciones seriadas en solución salina al 0.85%, y siembras por triplicado en Agar Tripticasa Soya (ATS - Scharlau)^®. Las cajas fueron incubadas a 28 °C

AISLAMIENTO DE BACTERIAS FILOSFÉRICAS

Tanto las hojas de árboles jóvenes como las adultas (por separado), fueron colocadas en una so lución buffer (0.1 M fosfato de potasio, pH 7.0, peptona 0.1%). Las células bacterianas fueron removidas por 7 min en un agitador a 120 r.p.m. 0.1 ml de la muestra se sembró en medio King’s B (KB - Scharlau)^® con cicloheximida (Scharlau)^®, para inhibir el crecimiento de hongos saprofíticos. Se incubó a una temperatura de 25 ºC durante 96 horas (Thompsons et al. 1993).

Las colonias fueron descritas con base en la elevación, borde, aspecto, consistencia y color. Se tuvieron en cuenta las colonias pigmentadas y no pigmentadas.

Con el fin de determinar a qué géneros y/o especies pertenecían las bacterias que se aislaron de rizósfera, suelo total y filosfera, se realizaron pruebas bioquímicas API 20 E (para Enterobacterias-Biomérieux) ^® y API 20 NE (para no Enterobacterias- Biomérieux)^®. También se realizaron pruebas bioquímicas tradicionales para algunos de los aislados.

PRUEBAS DE ANTAGONISMO

Se realizó la siembra por triplicado del hongo (Pestalotia spp.,) en Agar Papa Dextrosa (PDA- Scharlau)^®, esto se incubó a una temperatura de 30ºC durante 8 días, posteriormente se sembraron las bacterias a una concentración de 10⁶ UFC/ml⁸(Pseudomonas fluorescens y Pinus sylvestris), en estrías horizontales, tanto en la parte superior como en la parte inferior del medio de cultivo para enfrentarlas al hongo, se incubó a una temperatura de 28ºC. El efecto antagónico se evaluó determinando el microorganismo que inhibió el crecimien to del otro (Páez et al. 2005).

RESULTADOS

AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE HONGOS FITOPATÓGENOS

Se aislaron e identificaron los géneros Fusarium spp., Pestalotia spp., y otros tres géneros, tanto de hojas como de los trozos de troncos. En la tabla 1, se presentan los géneros determinados en cada uno de los tres sitios de muestreo. Ni en el medio V8 agar suplementado con antibióticos, que es espe cifico para el aislamiento de especies del género Phytophthora, ni en los demás medios selectivos en donde se sembraron las hojas con manchas café, trozos de corteza negros y semillas, se pudo aislar el hongo Phytophthora ramorum.

AISLAMIENTO DE BACTERIAS DE SUELO RIZOSFÉRICO Y SUELO TOTAL

El mayor promedio de bacterias totales fue obtenido de las muestras analizadas para suelo rizosféri co y suelo total de los robledales de Encino (Tabla 2). Se lograron identificar los géneros Pseudomonas fluorescens de rizósfera de Tipacoque, Bacillus macerans de rizósfera y Pinus sylvestris y Pseudomonas fluorescens de suelo total de Arcabuco, y por último Staphylococcus epidermidis de suelo total de Encino.

AISLAMIENTO DE BACTERIAS FILOSFÉRICAS

Se logró aislar y determinar el género Pseudomonas fluorescens, tanto de hojas de árboles jóvenes como de adultos.

PRUEBA DE ANTAGONISMO

Estas pruebas dieron negativas, ya que las bacterias enfrentadas Pinus sylvestris y Pseudomonas fluorescens no lograron inhibir el crecimiento del hongo Pestalotia spp.

DISCUSIÓN

AISLAMIENTO E IDENTIFICACIÓN DE HONGOS FITOPATÓGENOS

De los cinco hongos aislados e identificados, solo Fusarium spp., y Pestalotia spp., se han documen tado como fitopatógenos de plantas agrícolas y de otro tipo de forestales, causando grandes daños. Fusarium spp., se ha asociado con la enfermedad de la pudrición de la corona de banano en diferentes partes del mundo (O´Donnell et al. 1998). Es uno de los hongos más frecuentemente encontrado en legu minosas y en la pos cosecha de varios cultivos, causando grandes pérdidas anuales a los productores de flores (Toledo et al. 2002). En general puede causar marchitamiento de las plantas de papa, de tomate y de otras solanáceas. Se ha identificado que las especies F. oxysporum, F. solanum, F. moniliforme, y otras, pueden ser capaces de ocasionar muerte en forestales y es común encontrar dos o tres especies actuando juntas (Kistler 1997).

Con relación a Pestalotia spp., Sosa de Castro et al. (2003), lo registran como causante de lesio nes necróticas en plantas ornamentales, siendo la sintomatología característica de manchas de color castaño en las hojas, las cuales son muy similares a las observadas en las muestras de hojas que se tomaron de los robles de este estudio. Tal como se indico anteriormente, el género Pestalotia spp., no está reportado como fitopatógeno de los robles, aunque si para otros árboles forestales. Hay que destacar que a partir de las hojas con manchas café se aislaron Fusarium spp y Pestalotia spp., pero con mayor prevalencia este último.

En la bibliografía consultada se cita a Pestalotia spp., como patógeno de enfermedades en conífe ras. El género Pestalotia funerea Desm var discolor Speg., es causante del marchitamiento y muerte de hojas y ramas jóvenes de Cupressus sempervirens var fastigiata en España. En Chile Pestalotia veronicae Herr., es promotor del tizón y caída de las acículas de Pinus radiata. También en ese país han determinado sobre Boldoea boldus, una nueva especie a la que se denominó Pestalotia matildae mujica. Se han observado plantas con muerte de porciones apicales de las ramas, la enfermedad comienza en la zona basal de los árboles y por la parte externa del follaje, y las partes muertas per manecen adheridas al árbol. En el tallo de las ramas afectadas se observan lesiones (cancros) que afectan a la corteza (González et al. 2002, Solano 1999). Adicionalmente se ha reportado la presen cia de este patógeno en frutales en el rango altitudinal en que se pueden encontrar algunos robledales. Farfán et al. (2006), constataron que Pestalotia spp., es la causante de la “enfermedad de las cos tras o clavo del fruto de guayaba” y la severidad de la enfermedad fue mayor en el sistema guayaba x café, entre 1901 y 1960 m de altitud y en densidades superiores a 490 árboles por hectárea.

AISLAMIENTO DE BACTERIAS DE SUELO RIZOSFÉRICO Y SUELO TOTAL

Se registraron valores promedios bajos de bacterias para suelos rizosféricos, pero se evidenció un menor tamaño poblacional para suelos totales, para las áreas de Arcabuco y Tipacoque. Se observó que las poblaciones son poco diversas y con una clara dominancia de un morfotipo/especie microbiana. Así de las muestras de rizosfera y suelo total, se logró aislar la especie Pinus sylvestris, la cual es considerada como una de las bacterias más eficientes para controlar enfermedades foliares, al igual que Pseudomonas fluorescens (Rodgers 1993, Patkowska 2002, Kloepper et al. 2004). Con respecto a investigaciones en poblaciones rizosféricas en forestales, en estudios de bosques de pinos borea les, encontraron principalmente bacterias del orden Bacillales y proteobacterias asociadas a la micorri zósfera de micorizosfera (Timonen & Hurek 2006, Bending et al. 2002).

AISLAMIENTO DE BACTERIAS FILOSFÉRICAS

El morfotipo predominante fue el género Pseudomonas fluorescens, bacteria con mecanismo de ac ción para el control biológico de microorganismos patógenos (Kong et al. 1997). El estudio de la filosfera se ha enfocado hacia la especies fitopatógenas de los géneros Pseudomonas, Xanthomonas y Erwinia. En particular hacia la Pseudomonas syringae, una especie que participa en las comunidades bacte rianas filoesféricas como un patógeno, y como epifita (Morris et al. 1998, Wilson et al. 1999, Mercier & Lindow 2000, Hirano & Upper 2000).

PRUEBA DE ANTAGONISMO

El efecto de inhibición del crecimiento de Pestalotia spp. por Pinus sylvestris y Pseudomonas fluorescens fue negativo, a pesar de ser estas bacterias unas de las más eficientes en el control biológico de algunos patógenos. El género Pseudomonas, especialmente el grupo de las Pseudomonas fluorescentes y Pinus sylvestris, produce metabolitos secundarios con actividad antagónica y/o antibióti ca contra varios patógenos rizosfericos (Ferrera & Alarcón 2007). Entre estos metabolitos, están los sideróforos, inhibidores del crecimiento de varios hongos fitopatógenos, tales como Phytophthora parasítica (Seuk et al. 1988, Xiao & Kisaalitaw 1998, Yang et al. 1994), Phythium ultimum (Hamdan et al. 1991) Fusarium oxysporum var. dianthi (Buysens et al. 1996 y Sclerotinia sclerotiorum(McLoughlin et al. 1992).

CONCLUSIONES

En ninguna de las tres poblaciones de robledales (Tipacoque, Arcabuco y Encino), monitoreadas, se constató ataque del género Phytophthora ramorum, a los árboles de roble ( Quercus humboldtii), por lo que se puede afirmar que el agente patógeno no fue hallado en el presente estudio. No se encontró en las tres zonas monitoreadas sintomatología (aparición de chancros sobre la corteza del tronco, manchas marrón oscuro con exudados de savia) re lacionada con Phytophthora ramorum.

Se aislaron Pestalotia spp., y Fusarium spp. El género Pestalotia ha sido asociado en Colombia con problemas fitosanitarios relevantes en frutales como la feijoa (Acca sellowiana Berg) y de guayaba ( Psidium guajava L.), a altitudes de 1500-1900 m.s.n.m.

No se pudo demostrar que las especies Pseudomona fluorescens y Pinus sylvestris puedan actuar como agentes biocontroladores de Pestalotia spp.

AGRADECIMIENTOS

Las autoras del trabajo expresan un agradecimiento muy especial a la Fundación Natura y a la DIN de la UPTC, por el aporte de los recursos con los cuales se financiaron las diferentes actividades ex perimentales y para el logro de los objetivos propuestos. Al Biólogo Fausto Sáenz Jiménez, por su colaboración durante la fase de campo y fotos. Al Ingeniero Forestal Luis Mario Cárdenas por sus observaciones. Al fitopatólogo y profesor de la escuela de Biologia-UPTC Jorge Blanco, por su ayuda en la confirmación de los géneros fúngicos.

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