Manejo de Nematodos Endoparásitos: Proyecciones Futuras. Autores: Maylen Gómez y Magda Montes

[cua0006s00] Manejo de Nematodos Endoparásitos: Proyecciones Futuras. Autores: Maylen Gómez y Magda Montes I. Introducción: En los últimos años, las

2 downloads 53 Views 53KB Size

Recommend Stories


Manejo de la Insuficiencia Cardiaca Aguda: Retos y Terapias Futuras
Apoyado por una beca educacional de Novartis Manejo de la Insuficiencia Cardiaca Aguda: Retos y Terapias Futuras Marco Metra, MD: Hola. Mi nombre es

Los nematodos parásitos de la piña. Opciones para su manejo
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN FRUTICULTURA TROPICAL Los nematodos parásitos de la piña. Opciones para su manejo. Raúl Hernández Hernández Departame

EL INSTITUTO DE MEDICINA TROPICAL ALEXANDER VON HUMBOLDT: PASADO, PRESENTE Y PROYECCIONES FUTURAS
HUMBERTO GUERRA ALLISON, LUIS MALPICA, CARLOS SEAS RAMOS EL INSTITUTO DE MEDICINA TROPICAL ALEXANDER VON HUMBOLDT: PASADO, PRESENTE Y PROYECCIONES FU

Futuras Talleres y Orientaciones
All workshops are for licensed providers, their assistants, and anyone in the process of becoming a family child care provider. Workshops and licensin

Proyecciones y bases ortonormales
Cap´ıtulo 6 Proyecciones y bases ortonormales 6.1. Introducci´ on Este es el primero de los dos cap´ıtulos dedicados a la factorizaci´on QR y a la

Story Transcript

[cua0006s00]

Manejo de Nematodos Endoparásitos: Proyecciones Futuras. Autores: Maylen Gómez y Magda Montes I. Introducción: En los últimos años, las investigaciones realizadas en el campo de los nematodos fitoparásitos, han cobrado particular importancia, teniendo en cuenta el papel negativo que desempeñan estos organismos en el desarrollo de cultivos de gran interés económico. Si se comparan con aquellos de vida libre, solo unos pocos nematodos están involucrados en el parasitismo de plantas; sin embargo, afectan una amplia variedad de cultivos, desde temporales hasta árboles frutales y establecen en muchos casos relaciones biotróficas de gran interés científico (Fenoll y Ohl, 1996), superadas únicamente por la simbiosis. Las pérdidas que sufre la agricultura debido a la incidencia de los nematodos endoparásitos sedentarios, alcanzan valores respetables. Por ejemplo, se plantea que la presencia del género Meloidogyne en plantaciones de guayabo, constituye uno de los factores limitantes del cultivo debido a las grandes pérdidas producidas. Se estima entre un 48 a un 57% de reducción en los rendimientos (Suárez y Rosales, 1997) Si añadimos que, además del daño directo que estos organismos ocasionan, muchas veces dejan puertas de acceso para el establecimiento de hongos, bacterias y virus, estas cifras pudieran alcanzar valores aún mayores. Aunque hoy se tiene claro el daño potencial que los nematodos endoparásitos representan para la agricultura en general, todavía existen dificultades con relación a su control. En la actualidad, gracias al desarrollo alcanzado por la

biotecnología y al estudio del

mecanismo de interacción planta nematodo, se concede gran importancia al empleo de

variedades resistentes como una posible alternativa de control. Estas ideas han surgido a partir de los estudios de eventos bioquímicos, fisiológicos y moleculares que tienen lugar durante la infección por nematodos. A estos temas nos referiremos en detalle en el curso del presente trabajo. II. Morfología y anatomía. Los nematodos son organismos pluricelulares que miden generalmente menos de 2 mm de largo. A pesar de su pequeño tamaño, su organización es bastante compleja. Poseen todos los órganos y sistemas de órganos encontrados en los animales superiores, excepto sistema circulatorio y respiratorio, los cuales no están definidos. La mayor parte de estos organismos son generalmente alargados y cilíndricos. Se plantea que en el caso de las hembras adultas de algunas especies fitoparásitas, cambian su forma cilíndrica por la de saco, riñón u otras mostrando así un dimorfismo sexual entre la hembra y el macho, aunque en otros casos el macho es quien presenta diferencias menos marcadas (Bello y col., 1994) En su mayoría, se reproducen de forma bisexual. Algunas especies presentan reproducción partenogenética. El ciclo de vida es simple y directo y se divide en seis estadios: huevo, cuatro estados larvarios y el adulto (Sijmons,1993). Su sistema de alimentación consta de: boca, esófago e intestino. La boca en la mayor parte de estos or ganismos esta provista de un estilete. Dicha estructura está provista de un conducto interior y una musculatura que permite que el órgano sea retráctil y se pueda introducir en la raíz y los tejidos de la planta para su alimentación (Bello y col., 1994). III. Clasificación: Los nematodos parásitos de plantas pertenecen al Phylum Nematoda. Generalmente se clasifican en dos grandes grupos con relación a su ubicación en el tejido vegetal, o sea, al tipo

de relación biotrófica establecida con la planta hospedera (Bello y col., 1994). En este sentido se habla de: nematodos ectoparásitos y nematodos endoparásitos. Los ectoparásitos son aquellos que atacan la parte exterior de los tejidos. Se alimentan introduciendo su estilete en los tejidos vegetales, pero cumplen todo o casi todo su ciclo evolutivo en el exterior de la planta huésped (Sijmons, 1993). Los endoparásitos, como lo indica su nombre, penetran el tejido vegetal (total o parcialmente). Se plantea que este grupo pasa al menos una etapa de su vida en el in terior de los tejidos donde se alimenta y como consecuencia produce serias lesiones: nódulos, agallas, deformaciones entre otras (Escobar y col., 1999). Su persistencia en los tejidos por largos períodos supone el establecimiento de una relación huésped – patógeno muy compleja, razón por la cual se trabaja hoy intensamente. (Milligans y col., 1998; Sanz-Alférez y col., 1999). Los endoparásitos a su vez se dividen en: migratorios y sedentarios. Los migratorios en cualquier estado de desarrollo, excepto el de huevo, se mueven a través y fuera de los tejidos del hospedero. Existen endoparásitos migratorios de partes aéreas y migratorios de partes subterráneas. Los endoparásitos sedentarios pueden ser divididos en dos grandes grupos: los nematodos formadores de quistes y los nematodos formadores de nódulos o agallas en la raíz. Dentro de este último grupo se encuentran ubicados los géneros Meloidogyne y Heterodera (Herreros y col., 2001). IV. Ciclo de Vida. El ciclo de vida se inicia con la eclosión de los huevos y seguidamente la invasión de la raíz por los estadíos infectivos. Estos estadíos son larvas de vida libre que habitan en la micela de agua presente en los suelos y que necesitan penetrar en la raíz para completar su ciclo reproductivo. Cuando estos estadios alcanzan la raíz, comienzan a explorar su superficie y

seleccionan una región particular para penetrar. Está región es la zona de elongación; donde las células del meristemo apical se preparan para la diferenciación celular. Han sido propuestas algunas posibilidades para la selección de este sitio, desde el reconocimiento de moléculas específicas en la superficie de la raíz hasta señales físicas o químicas (Perry, 1997). Una vez que se produce el reconocimiento de esta región entonces se produce la invasión. Al penetrar la raíz se produce una migración intercelular o intracelular según el tipo de nematodo, que concluye en el cilindro vascular. Los nematodos seleccionan entonces una célula específica como precursora para la formación de un sitio de alime ntación (SA), estructura en la que permanecen durante su desarrollo, hasta completar su reproducción, (Fenoll y col., 1997; Wyss, 1997; Herreros y col., 2001). Las células que conforman estas estructuras dejan de manifestar su patrón normal de crecimiento, su maquinaria biosintética se pone al servicio del nematodo . Poco después de iniciada la alimentación los nematodos comienzan a inmovilizarse. En el interior de los tejidos sufren tres mudas, hasta alcanzar su madurez sexual. Los machos abandonan la raíz y las hembras comienzan a engrosar su cuerpo. Como resultado de este engrosamiento provocan la ruptura de los tejidos quedando conectados con sus estilete al sitio de alimentación y el resto del cuerpo expuesto en la superficie de la raíz (Sijmons, 1993). Los huevos igualmente quedan en el exterior de los tejidos hasta su eclosión. Pueden estar dentro de la hembra formando quistes (nematodos formadores de quistes) o inmersos en una matrix gelatinosa (nematodos de agallas). Dentro de los huevos se forma el primer estadío larval y se produce la primera muda antes de alcanzar el estado en el cual eclosionan. La producción de huevos es un proceso muy perjudicial para la planta infectada. La formación de los mismos supone una gran demanda de agua, nutrientes y fotoasimilatos (Fenoll y Del Campo, 1998).

En el caso de los nematodos formadores de quistes el macho se desarrolla mas rápido. Se plantea que deja de alimentarse después de la tercera muda y emerge de la cutícula en estado de J3 moviéndose hacia las hembras guiado por la atracción de feromonas. La mayoría de las especies exhiben una reproducción sexual. El ciclo se desarrolla entre 3 y 8 semanas, dependiendo del hospedero y de las condiciones ambientales. Con el tiempo, el cuerpo del nematodo se endurece dando lugar a la formación de un quiste (Sijmons, 1993). En los nematodos formadores de nódulos la reproducción es partenogénetica, aunque se encuentran machos. Como resultado de la infección se forma una agalla o nódulo en la raíz frecuentemente empleado para diagnosticar la infección. La extensión de la agalla depende de la población de nematodos en particular y de la especie hospedera. El ciclo de vida dura aproximadamente 6 semanas, al finalizar el nematodo muere y la célula gigante degenera (Fenoll y Del Campo, 1998). V. Daños ocasionados: Los nematodos endoparásitos agrupan especies altamente polífagas que producen afectaciones en diversos cultivos que incluyen temporales y perennes (Del Campo y col., 1996) Se reportan daños en tomate, pepino, pimiento, guayabo, melón de agua, café, papa, entre otros (Fernández, 1991; Talavera y col., 1999; Rodríguez y col., 2001). Sanz-Alférez y col. (1995) señalan que “desde el punto de vista agrícola, los nematodos sedentarios son frecuentemente responsables de reducciones en la productividad de muchas cosechas. En ocasiones con efectos catastróficos y consideran que el género Meloidogyne es sin duda uno de los agentes principales que afectan las explotaciones hortícolas intensivas, sobre todo en las regiones tropicales pues las altas temperaturas favorecen su desarrollo. Los cultivos atacados generalmente son especies de alto costo en el mercado por lo que una disminución de la productividad suponen un costo económico elevado”.

Los daños que producen los nematodos se efectúan sobre las raíces. Estos se inician con la ruptura de las células de la planta a través de su estilete, por la disolución de las paredes celulares o por la inducción de cambios fisiológicos en las células como resultado de la inyección de sustancias por el nematodo a través del estilete (Sijmons, 1993; Van Der Eyken y col., 1996; Milligans y col., 1998). Estas afectaciones provocan una predisposición de la planta al ataque de otros microorganismos patógenos como hongos, bacterias y virus que penetran la planta a través de la heridas ocasionadas por el daño mecánico producido por el nematodo (Suárez y Rosales, 1997) En las plantaciones estas afectaciones se manifiestan con la aparición de síntomas como: marchitez, presencia de parches en el campo con zonas de clorosis, enrollamiento o muerte de las hojas, detención del desarrollo, deformación de las semillas o de los frutos, necrosis externa e interna de las raíces, presencia de agallas o quistes en las raíces y proliferación del número de raíc es por acumulación de sustancias de crecimiento. El resultado final es la destrucción de la capacidad vegetativa del cultivo (Gónzalez, 1984; Perry, 1997; Perry y Advisor, 1999). Generalmente los agricultores se inclinan a culpar la reducción de los rendimientos a problemas como la carencia de fertilidad en el suelo, falta de agua, deficiencias de ciertos elementos, quemaduras de sol, falta de luz entre otros factores, en circunstancias en que son los nematodos la causa de estas anomalías (González, 1984) En ocasiones estos organismos pueden estar presentes en el suelo y sin embargo, no se detecta ningún efecto perjudicial sobre la planta, incluso puede que no se produzcan daños severos, hasta pasado algún tiempo de establecido el cultivo.

VI. Mecanismo de interacción planta – nematodo. VI.1 Nematodos formadores de quistes. Los nematodos formadores de quistes poseen estiletes robustos que les permiten perforar la pared celular. Los juveniles penetran la raíz en dirección al cilindro vascular, perpendicularmente a la superficie de la raíz. La migración hacia el cilindro vascular, es destructiva (intracelular) y los nematodos dejan un rastro de células muertas en su recorrido. Cuando la endodermis es perforada y los nematodos penetran el cilindro vascular, la conducta destructiva cambia por una explorativa; que finaliza con la identificación de la células parenquimatosas y la selección de las células precursoras del sitio de alimentación (Wyss y Zunke, 1986; Fenoll y del Campo, 1998). Las secreciones inyectadas por los nematodos formadores de quistes disparan un proceso de debilitamiento o caída de la pared celular entre la célula inicial del SA y las células parenquimatosas vecinas a lo largo del cilindro vascular. Cambios a nivel de citoplasma y núcleo son detectados a las pocas horas de iniciarse la alimentación. Los protoplastos se fusionan dando lugar a un continuo de células, o sea un sincicio (Sijmons, 1993). Los núcleos se agrandan y los nucléolos se hacen mas visibles. El citoplasma comienza a hacerse denso con abundantes ribosomas y retículo endoplasmático, la vacuola central desaparece y los plastídios y mitocondrias proliferan indicando un estado metabólico muy activo. Las células vecinas son reclutadas para formar el sincicio, cuyo tamaño continua incrementándose a lo largo del desarrollo del nematodo, especialmente cuando lo que se desarrolla es una hembra. Las paredes celulares de las células que rodean al sincicio comienzan a engrosarse e invaginarse en aquellos puntos próximos a los vasos del xilema incrementándose la superficie para la toma de nutrientes (Zancheo and Bleve-Zancheo, 1995; Golinowski y col., 1996).

Los nutrientes son tomados a partir de una estructura subcelular llamada tubo de alimentación, que se forma alrededor del estilete del nematodo y que conecta la punta del estilete con las regiones mas profundas del SA (Wyss y col., 1994). Esta estructura está conectada con el retículo endoplasmático y está rodeada por un área de citoplasma libre de organelos. De esta forma el nematodo puede liberar sus enzimas digestivas a través del tubo para predigerir el citoplasma y producir moléculas de una talla conveniente para poder ser tomadas por él durante su alimentación (Grundler y Bockenhoff, 1997). VI. 2 Nematodos formadores de agallas. Los nematodos formadores de agallas adoptan una estrategia diferente. La invasión se inicia en la propia zona de elongación. En cambio, su estilete no es tan robusto como para perforar las paredes celulares. Se plantea que estos nematodos segregan enzimas digestivas que debilitan la lámina media entre células. Estos no penetran directamente al cilindro vascular (Fenoll y Del Campo, 1998). Los estadios juveniles se dirigen hacia el ápice de la raíz migrando a través de las células de la corteza. Provocan con los movimientos vigorosos de sus cuerpos, el debilitamiento de las paredes celulares, sin embargo no es una migración destructiva. Probablemente ellos sigan esta conducta como consecuencia da la presencia de la banda de casparium, que puede constituir una barrera física en su camino hacia el cilindro vascular (Wyss y col., 1992). Los nematodos penetran cerca del meristemo donde la endodermis no se ha formado. Finalmente rotan su migración 180º y penetran el cilindro vascular desde su base y continúan moviéndose en dirección opuesta, hacia la zona de diferenciación, hasta su destino final (Sijmons y col.,1991; Gravato y col., 1995). Cuando los estadios juveniles alcanzan el cilindro vascular en desarrollo, reconocen una célula particular y se establecen. Esta célula será la precursora para comenzar un sitio de

alimentación permanente, en el cuál el nematodo se alimentará durante su desarrollo completo hasta su reproducción. A partir de esta momento dependen absolutamente de esta zona para abastecerse de agua y de nutrientes (Sanz –Alférez y col., 1999; Herreros y col., 2001). Después que se establecen, los músculos de la pared del cuerpo del nematodo degeneran y este queda atrapado en la raíz (Fenoll y Del Campo, 1998). Los nematodos formadores de nódulos inyectan secreciones de naturaleza desconocida, en las células seleccionadas para comenzar el SA al igual que los formadores de quistes, pero la respuesta de la célula precursora es diferente. El primer cambio detectable en la morfología afecta el núcleo, con una serie de repetidas mitosis, mientras que la célula crece sin dividirse. El resultado final es una célula grande multinucleada (Sijmons, 1993; Zancheo y BleveZancheo). La distribución del retículo endoplasmático y los organelos concuerda en gran medida con la del sincicio. Las células proximales a los vasos también se engrosan para aumentar la superficie disponible para el intercambio. Frecuentemente el SA está compuesto por varias células gigantes conectadas por plasmodesmos (Fenoll y Del Campo, 1998). En muchos hospederos las células que rodean este SA comienzan a proliferar, produciéndose entonces una agalla o nódulo en la raíz. Las células gigantes quedan contenidas dentro de la agalla, que es el resultado de una hipertrofia vascular (Escobar y col., 1999). VII. Mecanismo de Inducción de los sitios de alimentación: En la actualidad existe toda una gran polémica con relación al mecanismo de inducción de estos sitios y numerosas son las investigaciones que se realizan. Aunque se han logrado notables avances, todavía no se conocen exactamente toda una serie de eventos bioquímicos y fisiológicos que conllevan a la formación y funcionamiento de los sincicios y células gigantes.

Hasta el momento sólo se conoce que tiene lugar una profunda reprogramación de la expresión genética durante la infección. Se produce la inducción de algunos promotores específicos y el silenciamiento de otros. Estos cambios son el resultado de la interferencia con la maquinaria que coordina la expresión genética con el ciclo celular (Sanz-Alférez y col., 1999; Escobar y col., 2001). Desde hace algún tiempo se considera que los componentes de las secreciones de los nematodos son los responsables de disparar los mecanismos implicados en la inducción de los sitios de alimentación (Goverse y col., 1999). La naturaleza de las secreciones aún no se conoce claramente; no obstante, algunas proteínas ya han sido identificadas. Entre éstas se encuentran enzimas líticas como celulasas y peptinasas, que se piensa estén involucradas en la penetración de los tejidos de la planta y establecimiento del SA. También se han identificado enzimas digestivas (proteasas) que se relaciona con la propia alimentación del nematodo. Algunos grupos de investigación han producido anticuerpos monoclonales que rec onocen como antígenos a elementos presentes en las secreciones. Algunos de estos antígenos han sido identificados; sin embargo, su rol específico en los mecanismos de inducción de estos sitios no ha quedado claro (De Boer y col., 1996; Willianson y Hussey, 1996; Fenoll y Del Campo, 1998). En trabajos recientes en el fraccionamiento de estas secreciones y las fracciones resultantes han sido empleadas para inducir una respuesta en ausencia de nematodos (Robertson y col., 1999). Algunos autores ya han reportado cambios en la expresión de genes específicos en los SA (Gheysen y col., 1996; Aristízabal y col., 1996; Fenoll y col., 1997). Los cambios en la expresión génica en los S.A que han sido comprobados, ocurren probablemente a nivel de la activación de promotores (Van der Eycken y col., 1996; Barthels y col., 1997).

Los primeros cambios en la expresión genética durante el desarrollo de estos sitios, fueron detectados a nivel de RNA mensajeros, aunque estos cambios no fueron específicamente asociados a la formación de los sitios (Fenoll y Del Campo, 1998). Desde entonces algunos grupos científicos se dedicaron a la construcción de librerías genómicas. A partir de monitoreos diferenciales de estas librerías, se han identificados genes, que son en ocasiones, muy específicos de los SA. Este es el caso de los genes de tomate Lemmi8, así como Lemmi9, altamente transcrito en células gigantes después de una infección con Meloidogyne incognita (Van der Eycken y col., 1996; Fenoll y col., 1997; Escobar y col., 1999). Aunque se desconoce la función del gen Lemmi9 , la proteína que se deduce de su secuencia presenta gran homología con la proteína de algodón LEA4, que se induce en condiciones de estrés salino (Sanz- Alférez y col., 1999; Escobar y col., 1999). No ha sido encontrada una función similar para Lemmi9. Se plantea que la acumulación de este gen en células gigantes pudiera estar relacionada con cambios osmóticos durante el desarrollo y funcionamiento de estas células (Escobar y col., 1999). La extensina Lemmi8 es una proteína estructural de pared celular y es otro de los productos génicos en los que se trabaja intensamente (Bucher y col., 1997). Estudios realizados revelan que la expresión de este gen aumenta durante la infección por nematodos. Estos hechos sugieren una implicación de las extensinas en los procesos defensivos de la planta. Posiblemente las extensinas impidan el avance de estos patógenos al aumentar la rigidez de la pared celular debido a su entrecruzamiento molecular (Hernández y col., 2001). Para identificar genes de respuesta a nematodos se ha seguido como estrategia, el empleo de plantas transgénicas con fusiones del gen reportero uidA (codifica para la B- glucoronidasa) con promotores de genes conocidos. Esto permite detectar histoquimícamente la expresión

génica dentro del SA y así estos genes pudieran ser catalogados como específicos de los SA o del tejido que rodea a este sitio (Del Campo y col., 1996; Fenoll y col., 1997; Escobar y col., 2001). En Tabaco uno de los promotores identificados por esta vía es el que corresponde al gen TobRB7. Este gen codifica para una acuaporina de membrana, posiblemente involucrada en la toma de agua en células gigantes(Sanz-Alférez y col., 1993; Opperman y Conkling, 1996). Los promotores de los genes que codifican para las distintas isoformas de HMGRasa (Hidroximetil- glutaril-Coa Reductasa) también se han reportado que responden ante una infección por nematodos. Este gen se ha relacionado con la síntesis de esteroles vegetales que los nematodos precisan para producir sus propias hormonas. Dentro de estos

HMG2,

involucrado en la producción de fitoalexinas, es inducido por nematodos formadores de agallas, quizá como un mecanismo de defensa. El promotor de HMG1 también es inducido por nematodos en Arabidopsis (Aristízabal, 1996). En este caso la expresión es muy específica de células gigantes y puede ser detectada fácilmente. La restringida expresión de este gen en células gigantes y el hecho de que su expresión no ha sido correlacionada con un menor desarrollo del nematodo, sugiere tal vez, una función diferente a la de su implicación en los mecanismos de defensa. Estudios mas recientes en Arabidopsis parecen demostrar un papel mas claro de esta enzima en la biogénesis de la pared celular, la membrana y también en el tráfico vesicular (BleveZancheo, 1997). Son pocos lo genes reportados como específicos en estos sitios. Todavía quedan interrogantes que hasta hoy no tienen claras respuestas. Queda por conocer dentro de estos promotores que secuencias responden a nematodos y que factores transcripcionales regulan su expresión. El

estudio de estos factores de transcripción permitirá entender como estos nematodos inician estas cascadas de eventos que concluyen con la diferenciación de un sitio de alimentación. VIII. Estrategias de control. Con relación a los métodos de control, hasta hace muy pocos años se realizaba mediante el empleo de agroquímicos, uso de cultivares resistentes (resistencia natural) y determinadas prácticas de manejo agronómico. El control químico en muchos casos resultó insuficiente, con la agravante de la contaminación ocasionada por el uso indiscriminado de productos de gran toxicidad y residualidad. Existe una tendencia mundial hacia evitar los riesgos de la aplicación de plaguicidas para los agricultores y los consumidores. Una estrategia promisoria para el control de estos organismos puede ser el uso de cultivares resistentes la cual se ha ido fortaleciendo a medida que ha evolucionado el conocimiento científico en estos últimos años. La aparición reciente de la ingeniería genética, ha permitido obtener plantas resistentes a través de la introducción de genes. Esta variante utilizada en la Nematología Agrícola, ha tenido sus limitaciones porque en muchos casos estas plantas confieren resistencia a una especie de nematodo en cuestión. Existen proyectos de investigación que persiguen obtener plantas resistentes que confieran resistencia a más de una especie de nematodo. El primer reporte ha sido en remolacha azucarera confiriendo resistencia a nematodos formadores de quites (Cai y col., 1997; Fenoll y Del Campo, 1998). IX. Proyecciones futuras El incremento del conocimiento de eventos precisos que tienen lugar durante el proceso de infección provocado por algunos nematodos está posibilitando designar nuevas estrategias basadas en el empleo de plantas resistentes obtenidas por ingeniería genética.

Las investigaciones deberían enfocarse sobre los sitios de alimentación, ya sea bloqueando su inducción o interfiriendo en su normal funcionamiento, de manera que los nematodos no puedan completar su ciclo reproductivo (Del Campo y col., 1996; Fenoll y Del Campo, 1998; Herreros y col., 2001). Para ello las investigaciones se han dirigido en dos sentidos, ambos basados en el uso de promotores más o menos específicos de los SA y estas son: 1. Prevenir la acumulación del producto de determinados genes que son esenciales para la alimentación del nematodo. 2. Provocar Expresión de proteínas citotóxicas en estos sitios. El primer estudio fue realizado en plantas de tomate transformadas. La construcción consistía en una fusión del promotor del gen TobRB7 con una versión antisentido de su propia región de codificación (Opperman y Conckling, 1996). Como resultado se obtuvieron plantas donde los niveles de infección con M. incognita se redujeron notablemente. Esto se debe a que no hay acumulación de acuaporina en células gigantes, interfiriendo su normal funcionamiento. El uso comercial de esta plantas, sin embargo, no tuvo muy buenos resultados. El promotor TobRB7 es inducido por nematodos formadores de nódulos, por lo que no hay manifestación de resistencia para los formadores de quistes. Además las plantas mostraron afectaciones en la producción de semillas. Ohl y col., en 1997, desarrollaron estudios sobre la expresión de proteínas citotóxicas en sincicios de Arabidopsis. Para ello introdujeron promotores específicos en los sitios de alimentación, reportándose una disminución significativa de la infección y de la producción de huevos. Las proteínas anti-nematodos también pueden interferir en el desarrollo y establecimiento de la infección cuando son expresadas a altos niveles por promotores constitutivos. Estas proteínas reconocen componentes moleculares implicados en el proceso de infección. Dentro

de ellas se destaca Orizacystatin, un inhibidor peptídico de proteasas de serina, aisladas de semillas de arroz y que bloquea efectivamente proteasas digestivas de Globodera pallida. Las plantas transgénicas que expresan el gen del inhibidor de proteasas bajo el control del promotor 35S, tienen un nivel considerable de resistencia. Esto constituye un ejemplo de cómo proteínas que interfieran en la correcta alimentación del nematodo y que ya han sido empleadas para otros patógenos de plantas, pueden ser usadas en el control de nematodos endoparásitos sedentarios (Urwin y col., 1995). Otras estrategias empleadas son: el uso de anticuerpos contra las secreciones de estos organismos, inhibidores de enzimas digestivas presentes en las secreciones, enzimas hidrolíticas como colagenasas, que pueden afectar su cutícula y la B-endotoxina de Bacillus thuringiensis (Burrows, 1996, Stiekema y col., 1997; Fenoll y Del Campo, 1998). Los cultivares de tomate que portan el gen Mi (confiere resistencia a tres especies de Meloidogyne ) también han sido muy utilizados en estos últimos años para contrarrestar los efectos tan dañinos de este género. Desafortunadamente muchas de la poblaciones de Meloidogyne han sobrepasado esta resistencia, lo que ha conllevado a la necesidad de continuar estudiando mas a fondo la relación establecida entre estos fitoparásitos y sus hospederos (Milligans y col., 1998). En la naturaleza existen especies que manifiestan resistencia natural. Los aportes del conocimiento humano han permitido que estas respuestas defensivas que poseen muchas plantas ante el ataque por patógenos, puedan ser potenciada. Este es el caso de los llamados elicitores (naturales y químicos), que pueden conferir una resistencia a partir de la activación de genes asociados a la resistencia sistémica adquirida (Friendrich y col., 1996, Lawton y col., 1996).

Existen en la actualidad resultados muy promisorios. Productos comerciales ofrecen una excelente alternativa como elicitores naturales y químicos. Algunos de ellos manifiestan una activación similar a un sistema de defensa natural de la planta con su aplicación exógena (Lanfontaine y Benhamou, 1996; Benhamou y Bélaguer, 1998 (a) Benhamou y Belaguer, 1998 (b)). El quitosan es un potente elicitor de pared celular. Este producto es capaz de inducir la actividad de quitinasas, fitoalexinas, inhibidores de proteasas y componentes estructurales como callosa y lignina. Se plantea que pudiera ocasionar el engrosamiento de la pared celular y por consiguiente restringir le crecimiento y multiplicación del patógeno (Benhamou, 1996). Actualmente el estudio de variedades resistentes es un tema al que se le está prestando particular importancia, sin embargo, todavía se desconocen muchos de los mecanismos involucrados en el desarrollo de una respuesta defensiva. En las interacciones patógeno- hospedero subyace una interacción genética que, de manera obligada, acarrea la co-evolución de ambos, fundamentalmente por presiones selectivas recíprocas, aunque también favorecidas por otros factores tanto bióticos como abióticos. Es necesario un conocimiento preciso de esta interacciones para poder definir nuevas estrategias de manejo integrado (Slack, 2001; Del Campo col., 2001). Se hace necesario, por tanto, profundizar en los procesos de interacción planta-nematodo con el fin de caracterizar las bases moleculares de la resistencia y definir medidas de control respetuosas con ele ambiente y que garanticen la seguridad del productor y el consumidor.

Bibliografía. - Aristízabal, F. A. 1996. Identification y análisis de la expresión en plantas de genes regulados por nematodos endoparásitos. PhD Dissertation.Universidad Autónoma, Madrid, Spain. - Aristízabal, F. A., Serna, L., Sanz-Alférez, S., Escobar, C., Del Campo, F.F., Grundler, F.M.W, Fenoll, C. 1996. Molecular analysis of nematode inducible plant genes. 8 Congress International on Molecular Plant-Microbe interactions, Knoxville, USA. - Basthels, N., Van der Lee, F.M., Klap, J.C.,Goddijn, O.J.M., Karimi, M., Grundler, F.M.W, Ohl, S.A., Lindsey, K., Robertson,L., Robertson, W.M., Van Montagu, M., Gheysen, G., Sijmons, P. y col. 1997. Regulatory sequences of Arabidopsis thaliana drive reporter gene expression in feeding structure. Plant Cell. 9: 2119-2134. - Bello, A., Escuer, M, Pastrana, M.A. 1994. Los nematodos fitoparásitos y su control en ambientes mediterráneos. Patología vegetal II:1039-10100. - Benhamou, N. 1996. Elicitor induced plant defence pathways. Trends in plant science. 1(7): 1360-1385. - Benhamou, N. y Belanger, R. R. 1998 (a). Benzothiadiazole mediated induced resistance to Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici in tomato. Plant Physiology. 118: 1203-1212. - Benhamou, N. y Belanger, R. R. 1998 (b). Induction of systemic resistance to Phythium damping off in cucumber plants by benzothidiazole: ultraestructure and cytochemistry of the host response . Plant J. 14: 13-21. - Bleve-Zancheo, T., Melillo, M.T., Zancheo, G., Arístizabal, F., Serna, L., Del campo, F.F., Ferre, A., Boranat, A., Fenoll, C. 1997. B- tubulin and HMGR colocalize in meristems and nematode -indiced giant cells in Arabidopsis roots. XI European Congresss on Electron Microscopy, Dublin,Ireland.

- Bucher, M., Schroeer, B., Willmitzer, L., Riesmeier, J.W. 1997. Two genes encoding extensin - like proteins are predominantly expressed in tomato root hair cells. Plant Molecular Biology 35: 497-508. - Cai, D., Kleine, M., Harlof, H., Sandal, N., Marcker, K., Kleinlankhorst, R.M., Salentijm, E., Lange, W., Skiema, W., Wyss, U., Grundler,F., Jung, C. Y col.1997. Positional cloning of a gene for nematode resistance in sugar beet. Science, 275: 832-834. - De Boer, J., Smant,G., Goverse, A., Davis, E.L., Overmars, H.A., Pomp, H., Van GentPelzer, M., Silverentant, J.F., Stokkermans, J.P.W.G., Hussey, R.S., Gommers, F.J., Bakker, J., Schots, A. 1996. Secretory granule proteins from the subventral esophagel glands of the potato cyst nematode identified by monoclonal antibodies to a protein fraction from second stagejuveniles. Mol Plant Microbe interactions, 9: 39-46. - Del Campo, F. F. 1996. Promoter analysis of plant genes, whoes expression is altered upon root-knot nematode infection. X FESPP C0ongress. Florence. - Del Campo, F. F. Y col. 2001. Caracterización de la resistencia natural e inducida en guayabo frente a Meloidogyne spp. Programa de cooperación científica con iberoamérica 2001. Proyectos conjuntos de investigación. - Escobar, C., De Meutter, J., Aristízabal, F., Sanz-Alférez, S., Del Campo, F.F., Barthels, N., Van Der Eycken, W., Seurinck, J., montagu, M., Gheysen, G., Fenoll, C. 1999. Isolation of LEMMI9 gene and promoter analysis during a compatible plant nematode interactions. Molecular plant microbe interactions 12(5): 440-449. - Escobar, C., Barcala, M., Portillo, M., Aubareda, A., Fenoll, C. 2001. Análisis de la actividad promotara del gen de respuesta a choque termico Ha hsp17.7GA en planatas de tabaco infectadas con Meloidogyne incognita. Regulación de la expesión genica y transducción de señales. IV reunión de Bilogía Molecualr de Plantas. Toledo. España: 88.

- Favery, B.P., Lecomte, P., Gil, N., Bechtold,N., Bouchez, D., Dalmasso, A., Abad, P. 1998. RPE. A plant gene involved

in early developmental

steps of nematodes feeding cells.

EMBOM J. 17: 6799-6811. - Fenoll, C., Aristízabal, F.A., Sanz-Alférez, S., Del Campo, F.F. 1997. Regulations of Gene Expression in Feeding Site. Cellular and Molecular Aspects of Plant Nematode Interactions. Kluwer Academic Publ. Netherlans: 133-149. - Fenoll, C y Ohl, S.A. 1996. Root endoparasitic nematodes: enemieis underground.Trens in plant sicie nce 1(8):1360-1385. - Fenoll, C. y Del Campo, F. F. 1998. The molecualr basis of nematode endoparasitism in plants. Physiology Molecualr Biology Plants 4: 9-18. - Fernández, E. Los nematodos del género Meloidogyne Goeldi en le cultivo de la guayaba ( Psidium guajava L.) y su control. Tesis presentada en opción la grado de Doctor en Cinecias Agrícolas. - Friedrich, L., Lawton, K., Ruess, W., Masner, P., Specker, N., Gut Rella, M., Meier, B., Dincher, S., Staub., T., Uknes, S. 1996. A benzothiadiazole deriva te induces systemic acquired resistence in tobacco. Plant J. 10: 61-70. - Gheysen, G., De Almeida-Engler, J., Van Montagu, M. 1997. Cell cycle regulation in nematode feeding sites. Cellular and molecular aspects of plant nematode interaction. Kluwer Acade mic Publ, Dordrecht, Netherland: 10-132. - González, H. 1984. Principales problemas causados por nematodos fitosanitarios en Chile. Rev ACONEX. 7: 11-15 - Golinoswski, W., Grundler, F.M.W., Sobezak, M. 1996. Changes in the structure of Arabidopsis thaliana induced during development of females of the plant parasitic nematode Heterodera schachtii. Proplasma. 194: 103-116.

- Goverse, A., Rouppe Van der Voorty, J., Rouppe Van der Voorty, C. Kavelaars,A., Smant, G., Schots, A., Bakker, J., Helder, J. 1999. Nat urally induced secretions of the potato cyst nematode co-estimulate the proliferation of both tabacco leaf protoplasts and human peripheral blood mononuclear cells. Mol. Plant. Microbe Interactions. - Gravato, M.J., Von Mende, N., Dolan, L., Schmidt, K.P., Evnans, K., Mulligan, B.1995. Inmunolabelling of cell surfaces

of Arabidopsis thaliana roots following infections by

Meloidogyne incognita. J. Expt. Bot. 46: 1711-1720. - Grundler, F.M. y Bockenhoff, A. 1997. Physiology of nematodes feedong and feeding sites. Cellular and molecular interactions. Kluwer Academic Publ. Dordrecht. Netherlands: 107119. - Hernández, L.E., Uria. V., Donate, E., Gómez, M., Del Campo, F.F. 2001. Posible implicación de la expresión temprana de genes de extensina en la respuesta sistémica de defensa de tomate a Meloidogyne spp. Interacción planta -patógeno. IV Reunión de biología Molecular de plantas. Toledo. España: 166. - Herreros, E., Escobar, C., Muñoz-Martin, M., Mullineaux, P., Fernández-Lobato, M., Fenoll, C. 2001. Inducción de promotores virales en plantas transgénicas infectadas por nematodos fitopatógenos. VI Reunión de Biología Molecular de Plantas.Toledo. España: 156. - Lanfotaine, P.J., Benhamou, N. 1996. Chitosan treatment: a emerging strategy for enhancing resistance of greenhose tomate plants to infection by Fusarium oxysporum. F.sp. radicislycopersici.Biocontrol Sci. Technol. 6: 111-124. - Lawton, K.A., Friedrich, L., Hunt., M., Weymann, K., Delaney, T., Kessmann, H., Staub, T., Ryals, J. 1996. Benzothiadiazole induces disease resistance in Arabidopsis by activation of the systemic acquired resistance signal transduction pathway. Plant J. 10: 71-82.

- Milligans, S. B, Bodeau, J., Yaghoobi,J., Kaloshian,i., Zabel, P., Williamson, V. 1998. The root knot nematode resistance gene Mi from Tomato is a member of de Leucine Zipper, nucleotide binding, leucine rich repeat family of plant genes. Plant Cell 10: 1307-1319. - Ohl, S., Van der Leee, F.M., Sijmons, P.1997. Anti-feeding structure approaches to nematode resistance. Cellular and molecular aspects of plant-nematode interactions. Kluwer Academic Publ., Dordrecht, Netherlands:250-261. - Perry, R.N. 1997. Plant signals in nematode hatching and attractions. Cellular and molecular aspects of plant- nematode interactions. Kluwer Academic Publ. Dordrecht. Netherlands.:3850. - Perry, E. y Advisor, F. 1999. Plnat Ahead for effefctive garden nematode control. Plant Ahead For Effective Garden Nematode Control.htm:1-2. - Robertson, L.W.M. y Robertson, J.T. 1999. Direct analysis of secretions of the potato cyst nematode Globodera rostochiensis. Parasitology 119. - Rodríguez, M.G, Sánchez, L., Arocha, Y., Peteira, B., Solórzano,E., Rowe, J. Identification and characterization of Meloidogyne mayaguensis from Cuba. #3 Reunión Anual de la Organización de Nematólogos de los Trópicos Americanos.: 6. - Sanz-Alférez, S., Del Campo, F.F., Fenoll, C. 1993. Modificación por nematodos del programa de expresión génica en raíces. II reunión de Biología Molecular de Plantas. 7: 10. - Sanz-Alferéz, S., Serna, L., Aristízabal, F.A., Santamaría, B., Del Campo, F.F., Fenoll, C.1995. Elementos de respuesta a nematodos en promotores de genes vegetales. III Reunión de Biología Molecular de Plantas. 21-23. - Sanz-Alferéz, S., Uribe, X., Aristízabal, F.A., Herreros, E., Del Campo, F.F., Fenoll, C. 1999. Cis elements in nematode responsive promoters. Phytosfere´99. Highlights in Eupean Plant Biotechnology: 177-182.

- Slack, S.A. 2001. Plant pathology in the new millenium. Conferencia magistral. Seminario Científico Internacional de Sanidad Vegetal. Cuba: 4. - Sijmons, P.C., Grundler, F.M.W.,

von Mende, N., Burrows, P.R., Wyss, U. 1991.

Arabidopsis thaliana as a new model host for plant parasitic nematodes. Plant J. 1: 245-254. - Sijmons, P.C. 1993. Plant nematode interactions. Plant molecular biology 23: 917-931. Stiekema, W.J. y col., 1997. Towards plantibody-mediated resistance against nematodes. Cellular and molecular aspects of plant-nematode interactions. Kluwer Academic Publ., Dordrecht. Netherlands: 26-271. - Suaréz, Z; Rosales, L.C. 1997. Nematodos asociados a los frutales y su control. I: Frutales perennes.http://www. fonaiap.gov.ve/publica/divulga/fd59/nemato.htm. - Talavera, M., Valor, H., Tobar, A. 1999. Nematodos parásitos de los cultivos intensivos bajo plástico en las áreas de carchuna ( Granada) y balanegra ( Almería). Cuadernos de Fitopatología. 1 er Trimestre: 4-7. - Urwin,P.E., Atkinson,H, J., Waller, D.A., McPherson, M.J. 1995. Engineered oryzacystatinI expressed in trasgenic hairy roots confers resistance to Globodera pallida.Plnat J. 8: 121131. - Van der Eycken, W., de Almeida Englert, J., Inze, D., Van Montagu, M., Gheysen, G. 1996. A molecular study of root knot nematode induced feeding sites. Plant J. 9: 45-54. - Willianson, V. M. y Hussey, R.M. 1996. Nematode pathogenesis and resistance in plants. Plant Cell, 8: 1735-1745. - Wyss, U. y Zunke, U. 1986. Observations on the behaviour of second stage juveniles of Heterodera schachtii inside host roots. Revue Nematol. ): 153-165.

- Wyss, U., Grundler, F.M.W., Munch, A. 1992. The parasitic behaviour of second stage juveniles of Meloidogyne incognita in roots of Arabidopsis thaliana. Nematologica. 38: 98111. - Wyss, U. 1997. Root parasitic nematodes: An overview, in: Cellullar and molecular aspects of plant-nematode interactions. C. Fenoll ,F.M.W. Glundler and S.A. Ohl.. Kluwer academic publishers. Netherlands: 5-22. - Zancheo, G. y Bleve-Zancheo, T. 1995. Plant nematode interactions: histological, physiological and biochemical interactions. Pathogenesis and Host specificity in plnat diseases. Histopathological, Biochemical, genetic and Molecular Bases. Vol II Eukaryotes. Pergaman Press, Oxford, uk: 321-353.

Get in touch

Social

© Copyright 2013 - 2024 MYDOKUMENT.COM - All rights reserved.