Mecanismos implicados en las etapas iniciales de infección en la cancrosis de los cítricos provocada por Xanthomonas citri subsp. citri

La cancrosis o chancro bacteriano de los cítricos (CBC) causada por Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc) y X. fuscans subsp. aurantifolii, afecta a un gran número de especies dentro de la familia de las rutáceas, especialmente cítricos. Esta enfermedad produce graves pérdidas económicas allí donde está presente, principalmente porque la comercialización de cítricos desde las zonas afectadas hacía zonas libres de cancrosis, está sujeta a fuertes medidas cuarentenarias. La cancrosis se encuentra distribuida a nivel mundial pero no se ha localizado ni en la Unión Europea ni en ningún área del Mediterráneo. Se han descrito tres tipos de cancrosis en función de la gama de huésped y de las características fenotípicas y genotípicas de las bacterias que las producen. La más extendida es la cancrosis tipo A producida por Xcc, dentro de la cual se distinguen los subtipos Aw y A*, originarios de Florida y Sudeste Asiático, respectivamente, que de forma natural solo son capaces de producir enfermedad en lima mejicana. En este trabajo se presentan estudios sobre mecanismos implicados en las primeras etapas de la infección, como la quimiotaxis y formación de biopelículas, en la cancrosis de los cítricos. La quimiotaxis es el proceso por el cual las bacterias se dirigen hacia zonas favorables para su supervivencia y desarrollo. Los perfiles quimiotácticos obtenidos frente a distintas fuentes de carbono, así como los estudios en relación al contenido de proteínas aceptoras de grupos metilo (MCPs), permitieron agrupar a las cepas de Xanthomonas estudiadas en este trabajo, de acuerdo a la enfermedad producida y a su gama de huésped. Todas las cepas mostraron quimiotaxis positiva frente a extractos de hoja y apoplasto de diferentes especies, sin embargo, Xcc 306, X. alfalfae subsp. citrumelonis (Xac) y X. campestris pv. campestris (Xc) manifestaron respuestas más específicas frente a extractos de apoplasto de hojas de naranjo dulce, lima y col china, respectivamente. Dicho resultado nos permite asociar el mecanismo de quimiotaxis con la capacidad de las cepas de Xanthomonas para colonizar estos huéspedes de forma específica. Las cepas estudiadas fueron capaces de realizar movimiento tipo swimming, twitching y sliding en distintos medios, siendo el movimiento swimming el único en el que se encontraron diferencias entre las cepas de Xcc con distinta gama de huésped. En este trabajo se ha estudiado además la formación de biopelículas en superficies bióticas y abióticas, un mecanismo importante tanto para la supervivencia en superficie vegetal como para el desarrollo de la infección. Las cepas de Xanthomonas estudiadas fueron capaces de formar biopelículas in vitro, siendo mayor en un medio que simula el apoplasto y que contiene una baja concentración de nutrientes en comparación con medios que contenían alta concentración de nutrientes. La formación de biopelículas en superficie vegetal se encontró relacionada, en las cepas patógenas de cítricos, con la capacidad para infectar un tejido o huésped determinado. Se han caracterizado algunos de los componentes de la matriz extracelular producida por Xcc, que compone hasta un 90% de las bipoelículas. Entre ellos destaca el ADN extracelular, que tiene un papel como adhesina en las primeras etapas de formación de biopelículas y estructural en biopelículas maduras. Además, se han identificado el pilus tipo IV como componente importante en las biopelículas, que también participa en motilidad. Finalmente, se han realizado estudios sobre la expresión de genes implicados en motilidad bacteriana y formación de biopelículas que han confirmado las diferencias existentes entre cepas de Xcc de amplia y limitada gama de huésped, así como el papel que juegan elementos como el pilus tipo IV o el flagelo en estos procesos. ABSTRACT Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc) and X. fuscans subsp. aurantifolii are the causal agents of Citrus Bacterial Canker (CBC) which is one of the most important citrus diseases. CBC affects all Citrus species as well as other species from Rutaceae family. CBC produces strong economic losses; furthermore the commercialization of plants and fruits is restricted from infested to citrus canker free areas. The disease is worldwide distributed in tropical and subtropical areas, however it is not present in the European Union. Three types of CBC have been described according to the host range and phenotypic and genotypic characteristics. CBC type A caused by Xcc is he widest distributed. Within CBC A type two subtypes Aw and A* were described from Florida and Iran respectively, both infecting only Mexican lime. Herein mechanisms connected to early events in the citrus bacterial canker disease such as chemotaxis and biofilm formation, were studied. Chemotaxis allows bacteria to move towards the more suitable environments for its survival, host colonization and infection. Studies performed on citrus pathogenic Xanthomonas and X. campestris pv. campestris (Xc), a crucifer pathogen, have shown different chemotactic profiles towards carbon compound as well as different MCPs profile, which clustered strains according to host range and disease caused. Every strain showed positive chemotaxis toward leaf extracts and apoplastic fluids from sweet orange, Mexican lime and Chinese cabbage leaves. However, a more specific response was found for strains Xcc 306, X. alfalfae subsp. citrumelonis and Xc towards sweet orange, Mexican lime and Chinese cabbage apoplastic fluids, respectively. These results relate chemotaxis with the higher ability of those strains to specifically colonize their proper host. Xanthomonas strains studied were able to perform swimming, sliding and twitching motilities. The ability to swim was variable among CBC strains and seemed related to host range. Biofilm formation is an important virulence factor for Xcc because it allows a better survival onto the plant surface as well as facilitates the infection process. The studied Xanthomonas strains were able to form biofilm in vitro, on both nutrient rich and apoplast mimicking media, furthermore the biofilm formation by all the strains was higher in the apoplast mimicking media. The ability to form biofilm in planta by Xcc and Xac strains was dependent of the host and the tissue colonized. The wide host range CBC strain was able to form biofilm onto several citrus leaves and fruits, however the limited host range CBC strain produced biofilm solely onto Mexican lime leaves and fruits. Furthermore Xac strain, which solely infects leaves of young plants, was not able to develop biofilms on fruits. Some components of the extracellular matrix produced by Xcc strains have been characterized. Extracellular DNA acted as an adhesin at the very early stages of biofilm formation and as structural component of mature biofilm for citrus pathogenic Xanthomonas. Furthermore type IV pilus has been identified as a component of the extracellular matrix in biofilm and motility. Transcriptional studies of genes related with biofilm formation and motility have confirmed the differential behavior found among wide and limited host range CBC strains as well as the role of type IV pili and flagellum on those processes.

Diversidade genética de Xanthomonas citri subsp. citri, caracterização molecular e patogênica de Xanthomonas fuscans subsp. aurantifolii e detecção de Xanthomonas alfalfae em citrumelo ‘Swingle’ (Citrus paradisi Macf. x Poncirus trifoliata L. Raf.) no Brasil

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Comportamiento de clones de álamos en Barreal : San Juan, Argentina

Con el objetivo de estudiar el comportamiento de diferentes clones de álamos en el valle cordillerano de Barreal, ubicado en la provincia de San Juan, Argentina, en 1995 se instaló un ensayo con los siguientes clones: 7 Populus x canadensis: Cima, Fogolino, Giorgione, Schiavone, Conti 12, I-214, Veronese y 7 Populus x deltoides: Harvard, Fierolo, I-72, 67/67, 71/67, Catfish 2 y Catfish 5. El sitio se encuentra a 31°36'55'' S, 69°27'30'' W y una altura de 1.628 msnm. El suelo es aluvial, de textura franca con cantos rodados de tamaño medio a partir de los 70 cm de la superficie. El marco de plantación fue de 5 x 2,5 m y el riego superficial por surcos. Se tomaron periódicamente datos dasométricos del diámetro altura de pecho (DAP) de todos los individuos, y altura total de árboles de diámetro promedio de cada clon. Además se observó cada una de las plantas a fin de determinar la presencia o ausencia de cancrosis del álamo y taladrillo de los forestales. Los resultados a la fecha muestran que los clones con mayor producción de madera, expresada en m3/ha son: Schiavone, I-214, Veronese, Conti 12 y Giorgione.

Comportamiento de clones de álamos en San Carlos : Mendoza, Argentina

Desde hace más de 30 años el Instituto Forestal de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Cuyo, Mendoza, Argentina, ha realizado la introducción de clones de álamos de diversos orígenes, con el fin de evaluar sus comportamientos frente a agentes bióticos y abióticos, ampliar la base genética disponible y mejorar los rendimientos volumétricos promedio de las plantaciones comerciales de la región. Como parte de esta línea de investigación, en 1996 se instaló un ensayo en un establecimiento agrícola-forestal ubicado en el Departamento de San Carlos, provincia de Mendoza, a los 33°46' S; 69°02' O y 940 msnm. Se evaluaron 10 clones de álamos: cuatro P. x deltoides (Stoneville 124, EEA Delta 107/68, INTA 69/69, Fierolo) y seis Populus x canadensis (El Campeador, Neva, Luisa Avanzo, B. L. Constanzo, I-42, I-455), que se dispusieron en parcelas de 9 plantas cada una distribuidas al azar con 4 repeticiones. La distancia de plantación fue de 4 x 6 m. Se realizaron mediciones anuales de diámetro altura pecho (DAP) y altura total de los árboles, además de registrar periódicamente el estado sanitario, en particular en lo referido a la presencia de ataques de cancrosis producida por Septoria musiva Peck. Los clones que produjeron un mayor volumen de madera/ha fueron: Stoneville 124 con una producción de 322 m3/ha, EEA Delta 107/68 con 293 m3/ha, INTA 69/69 con 285 m3/ha y Fierolo con 239 m3/ha. El clon Luisa Avanzo y el clon I-42 presentaron una alta susceptibilidad a cancrosis, lo que motivó un altísimo porcentaje de fallas a partir del tercer año, fallas que se repitieron en menor medida en el resto de los clones P. x canadensis. Cabe concluir que los clones con mejor comportamiento bajo las condiciones del ensayo fueron: Stoneville 124, EEA Delta 107/68 e INTA 69/69.

Susceptibilidad a Septoria musiva de híbridos inter e intraespecíficos de Populus spp. implantados en dos micrositios de la Pampa Húmeda Argentina

En los álamos, una de las enfermedades con mayor influencia en la cantidad y calidad de la madera producida es la cancrosis originada por Septoriamusiva Peck . El objetivo del trabajo fue determinar en clones híbridos de álamos (Populus spp.) la incidencia y la severidad de la enfermedad producida por Septoria, en dos micrositios de un mismo sitio regional, en Alberti, Buenos Aires, Argentina. Los clones utilizados fueron obtenidos de cruzamientos intraespecíficos de Populus deltoides e interespecíficos de P. deltoides x P. nigra (= P. x canadensis). Se determinó la susceptibilidad a la enfermedad para cada clon/micrositio mediante la estimación de la incidencia, del número de cancros en guías y ramas, y la severidad de daños (ID). Los híbridos inter e intraespecíficos de P. deltoides presentaron respuesta clonal diferencial en la susceptibilidad a la cancrosis en ambas situaciones geomórficas: los híbridos provenientes de cruzamientos intraespecíficos resultaron resistentes, y los provenientes de cruzamientos interespecíficos susceptibles a la enfermedad. Las diferencias significativas entre clones, determinadas para el número de lesiones totales por posición en ambas situaciones geomórficas, no determinaron ID diferentes. El número de cancros identificados en cada posición constituye una herramienta de estimación de la susceptibilidad clonal a la cancrosis más exacta, teniendo en cuenta que los mayores perjuicios ocurren cuando las lesiones se presentan en las guías.

Efecto del estrés hídrico en tallos de álamos y discos de hojas colonizados por Septoria musiva

En Mendoza, el cultivo del álamo representa la actividad forestal de mayor importancia dentro de los bosques cultivados bajo riego. La superficie cultivada con estos se estima que alcanza aproximadamente unas 16.000 ha incluyendo las plantaciones en macizo y las plantaciones en línea o cortinas. El microorganismo patógeno Septoria musiva es el agente causal de una de las enfermedades con mayor influencia en la cantidad y calidad de la madera producida por los álamos, el cual se manifiesta produciendo manchas foliares y cancros en troncos y ramas. El sitio y las condiciones meteorológicas adversas, y así como otros agentes de estrés, tales como plagas de insectos, pueden aumentar la incidencia y severidad de la infección por uno o más patógenos. Durante las últimas décadas, los daños causados por estrés hídrico en álamos se están incrementando en varios países, produciendo decaimiento de árboles, ataque de parásitos oportunistas y muerte de plantas. Considerando la importancia del cultivo de álamos en Mendoza y a nivel nacional, sumado al hecho que Septoria musiva es un patógeno endémico en la región provocando grandes pérdidas económicas, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del estrés hídrico en la colonización de tallos y hojas de clones de Populus spp. inoculados por Septoria musiva. Los clones de álamo Harvard y Conti-12 fueron sometidos a tres niveles de estrés hídrico en invernadero (lámina de reposición del 90, 70, 50 % del agua disponible). Luego la mitad de las plantas de cada clon fueron inoculadas con un aislado de Septoria musiva y la otra mitad fueron utilizadas como testigos. La respuesta al patógeno se midió 95 días después, como longitud promedio de cancro y porcentaje promedio del perímetro del tallo afectado por la lesión. Los valores para estas variables fueron mayores cuando aumento el nivel de estrés hídrico para ambos clones. También se llevó a cabo un ensayo de disco de hojas, utilizando hojas de las plantas sometidas a los diferentes niveles de estrés. Estos fueron colocados en cajas de Petri e inoculados con Septoria musiva y sus respectivos testigos con agua estéril. Los clones mostraron una respuesta diferencial al estrés hídrico. En Harvard el porcentaje promedio de área necrótica en hojas aumentó cuando el agua disponible para la planta fue mayor, en cambio en el Clon Conti-12 sucedió lo contrario. Esta investigación aporta información valiosa para el manejo de la salud de las plantaciones forestales de álamo. La información generada en este trabajo resulta de máxima utilidad para los productores, los cuales deberían tomar los recaudos necesarios en el manejo del agua en las plantaciones de modo de disminuir el efecto del estrés hídrico. Situación ésta que puede provocar aumento de la susceptibilidad a la enfermedad por parte de las plantas. Este conocimiento permitirá a los productores maximizar los beneficios del cultivo y reducir al mínimo el riesgo a cancrosis.