VIRUS  Los virus son nucleoproteínas muy pequeñas que no pueden ser vistos con microscopio de luz  Se multiplican únicamente en células vivas y tienen la habilidad de causar enfermedad  Todos los virus son parásitos de células y causan enfermedad a todas las formas de organismos vivientes, desde microorganismos formados por una sola célula hasta plantas, animales y humanos  La cantidad de virus conocidos es de alrededor de 2,000, pero frecuentemente se describen nuevos virus

Virus del mosaico del tabaco

 Casi la mitad de los virus conocidos hasta la fecha causan enfermedad en plantas

 A pesar de que los virus son agentes infecciosos y comparten con otros organismos funciones genéticas y la habilidad de reproducirse y provocar enfermedad, también se comportan como moléculas químicas  Consisten de ácido nucleico y proteína, ésta forma una cubierta protectora llamada cápside alrededor del acido nucleico  El ácido nucleico constituye de 5 a 40% del virus, y las proteínas del 60 a 95%. El más bajo porcentajes de ácidos nucleicos se encuentran en virus alargados, mientras que los virus esféricos contienen porcentajes más altos de ácido nucleico  No se dividen y no producen ningún tipo de estructura reproductiva como esporas; se multiplican induciendo a las células hospederas a formar mas virus

Esquema de los componentes de un virus

Características de los virus fitopatógenos  Representan no sólo otro grupo de patógenos, sino una forma de vida fundamentalmente diferente

 Los virus no son células ni consisten de ellas  El acido nucleico de la mayoría de los virus fitopatógenos consiste de RNA, aunque se ha demostrado que al menos 25 contienen DNA

 Las partículas virales se activan y replican sólo dentro de las células infectadas, son parásitos obligados que no pueden ser mantenidos en los medios de cultivos apropiados para células Árbol con síntomas de Virus de la tristeza bacterianas, fúngicas, vegetales o animales de los cítricos

 Debido a su pequeño tamaño y a que son transparentes, no pueden verse ni detectarse mediante los métodos usados para otros patógenos

Los virus se diferencian del resto de los agentes fitopatógenos en:  Tamaño  Forma  Estructura física  Composición química  Métodos de infección

 Multiplicación  Traslocación dentro del hospedero  Diseminación

 Síntomas  Métodos de detección

Forma esférica del virus del enanismo del arroz

Forma y tamaño de virus fitopatógenos Tienen diferentes formas y tamaños pero generalmente se describen tres formas básicas

 Alargados– son aquellos que tienen forma de varilla rígida o de filamento flexible. Los primeros miden entre 15 nanómetros de ancho por 300 de largo; los filamentos flexibles por lo general miden de 10 a 13 nanómetros de ancho y de 480 a 2000 nanómetros de longitud  Esféricos – la mayoría de estos virus son en realidad poliédricos, varían en diámetro entre 17 a 60 nanómetros

 Cilíndricos – son cortos, en forma de bacilo o barras cilíndricas, son de tres a cinco veces más largos que su anchos, midiendo entre 52-75 por 300-380 nanómetros Forma, tamaño y estructura de algunos virus de plantas

Forma de algunos virus de plantas

Penetración, traslocación y distribución de virus en plantas  Los virus penetran en las plantas únicamente a través de - Heridas hechas mecánicamente - Vectores

- Grano de polen infectado que se deposita en un óvulo  Para que la infección se lleve a cabo el virus debe moverse de una célula a otra y debe multiplicarse en la mayoría de ellas, este movimiento se lleva a cabo a través de los plasmodesmos que unen a las células adyacentes  Llegan al floema y a través de el son transportados grandes distancias diseminándose sistémicamente a toda la planta  La distribución de los virus dentro de la planta varía según el virus y la especie de planta

Inoculación mecánica y primeras etapas de la distribución sistémica de los virus en plantas

Dirección y velocidad de traslocación de virus en planta

Como causan enfermedad  Los virus fitopatógenos no consumen el contenido celular ni matan a las células directamente mediante toxinas ni enzimas  Causan enfermedad utilizando las sustancias celulares, ocupando espacio en las células y alterando componentes y procesos celulares. Esto perturba el metabolismo y conduce a la célula vegetal a la síntesis de sustancias anormales y a condiciones perjudiciales para las funciones y la vida de la célula o el organismo  Los virus inducen a la planta hospedera a la síntesis de nuevas proteínas, algunas de las cuales son sustancias biológicamente activas (enzimas, etc.) y pueden interferir con el metabolismo normal del huésped  Al alterar el funcionamiento normal de la planta llegan a provocar pérdidas hasta del 100%. Los daños no son únicamente en la cantidad sino en la calidad de la producción, por ejemplo frutos deformes y manchados que pierden su valor comercial  Inducen el desarrollo de síntomas que varían desde simples cambios de color, hasta necrosis severa o muerte súbita de la planta  En algunas plantas el efecto de los virus es casi imperceptible como en el caso de los hospedantes asintomáticos

Transmisión de virus  Las partículas virales son inmóviles fuera del hospedante infectado; necesitan de la ayuda de otros organismos o del ambiente para su diseminación  A diferencia de otros patógenos como hongos y bacterias, los virus no tienen la habilidad de diseminarse por el viento o agua, además no pueden penetrar a la planta por sus propios medios, requieren que se les deposite directamente dentro de la célula  No pueden desarrollar en materia orgánica muerta, requieren de tejido vivo  El virus del mosaico del tabaco es una de las pocas excepciones, ya que puede sobrevivir en restos de tejido infectado que queda en el campo después de la cosecha, sirviendo como inóculo primario en el siguiente ciclo  Los virus están obligados a pasar de un hospedero infectado a uno sano para poder sobrevivir  No penetran a las plantas de manera directa, ni salen de estas por sus propios medios  La dispersión no es activa, es pasiva y mediante los siguientes mecanismos

Mecanismos de transmisión de virus

 Propagación vegetativa

 Insectos

 Mecánicamente (través de la savia)

 Acaros

 Semilla  Polen

 Nematodos  Hongos

 Cúscuta

Transmisión por insectos  Constituye la forma mas importante y común de transmisión de virus  Actualmente se reconoce que mas de 400 especies de insectos transmiten virus

 Los vectores de virus más importantes son pulgones, moscas blancas, chicharritas y trips  Debido a que las prácticas de manejo de estas enfermedades, con frecuencia están diseñadas para controlar a los vectores, entender el proceso de transmisión viral es de suma importancia para el desarrollo de estrategias efectivas de manejo

Tipos importantes de insectos vectores de virus en plantas: pulgones y mosquita blanca

De acuerdo a la transmisión por insectos los virus se clasifican en:  Virus no persistentes o de estilete: los insectos llevan los virus en sus estiletes. Adquieren e inoculan el virus después de periodos cortos de alimentación (unos pocos segundos a unos pocos minutos). Persisten en el vector por sólo unas pocas a varias horas  Virus semipersistente: los insectos deben alimentarse de una planta infectada durante varios minutos u horas a unos pocos días para que se acumulen suficientes virus y pueda ocurrir la transmisión. Estos insectos pueden transmitir el virus después de períodos de alimentación bastante largos de varios minutos a varias horas. Tales virus persisten en el vector durante pocos tiempo (1 a 4 días)  Virus persistentes o circulativos: los insectos vectores acumulan el virus internamente y después del paso del virus a través de los tejidos del insecto, lo introducen en las plantas a través de sus piezas bucales. A estos virus les toma varias horas antes de poder ser transmitidos a otra planta. Sin embargo, una vez que empiezan a transmitir la virus, continúan haciéndolo durante muchos días  Virus propagativos: son virus circulativos que pueden multiplicarse en sus respectivos vectores, algunos persisten a través la muda. A estos virus se les consideran virus de plantas y de insectos simultáneamente

Diagnóstico de virus  Inclusiones virales - Las partículas virales individuales son demasiado pequeños para ser vistas con el microscopio óptico, sin embargo, las células de las hojas jóvenes de plantas infectadas contienen cuerpos de inclusión de formas y tamaños bastante distintivas; consisten en agregados de virus que se pueden ver con el microscopio de luz y pueden ser utilizados para detectar e identificar virus  Microscopía electrónica - La presencia de partículas virales de cierta forma y tamaño en una planta se usan para una rápida identificación del virus. Las partículas de muchos virus no siempre son fáciles de encontrar mediante el microscopio electrónico, sin embargo, demostrar que las partículas son del virus que causa una enfermedad particular requiere personal especializado, además de trabajo y tiempo

Inclusiones virales producidas en células vegetales en reacción a la infección del virus del mosaico del pepino

 Forma de transmisión - Consiste en la transmisión del virus de una planta enferma a una planta sana por injerto, en forma mecánica (roce de hojas de planta sana con savia de planta infectada) o por vectores como insectos o cuscuta, para demostrar la presencia de virus. La desventaja de la mayoría de las formas de trasmisión es que no se puede distinguir si el patógeno es un virus, un mollicute, o una bacteria vascular fastidiosa

Síntomas causados por el virus de la hoja enrollada de la calabaza

 Sintomatología - Algunos síntomas pueden atribuirse a los virus con cierto grado de certeza, pudiendo ser identificados por personas con experiencia. La mayoría de los otros síntomas causados por virus se asemejan a los causados por mutaciones, deficiencias de nutrientes, toxicidad, daño por de insectos o ácaros, otros patógenos y otros factores. La afirmación de que ciertos síntomas son causadas por virus implica la eliminación de otras posibles causas de la enfermedad

 Métodos serológicos - Actualmente, muchas de las técnicas más específicas, sensibles, sencillas y económicas para analizar gran número de muestras de forma rápida y rutinaria, se basan en el uso de técnicas serológicas con anticuerpos específicos. Uno de los métodos serológicos mas ampliamente utilizado es ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay o análisis por inmunoabsorción ligado a enzimas) se usa para detectar la presencia de antígenos o anticuerpos de interés en una amplia variedad de muestras biológicas, involucra la unión de la cubierta externa de un virus con un anticuerpo específico. Esta unión es única, por lo que no hay duda sobre la exactitud de los resultados. Es una técnica rápida, de sensibilidad intermedia, específica y de fácil ejecución. Sus ventajas la han convertido en uno de los métodos más comúnmente utilizado para la detección de virus fitopatógenos. Sin embargo, su amplia utilización está limitada en algunos casos por la disponibilidad de anticuerpos comerciales

Esquema de la reacción de ELISA y lector de placas

 Genoma viral - En las últimas décadas se han desarrollado una serie de técnicas para el diagnóstico viral basadas en la detección de ácidos nucleicos. De ellas la Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es la más utilizada. Consiste en la amplificación de segmentos de ácido nucleico viral y es un método muy sensible para la detección e identificación de muchos virus

Esquema de la reacción en cadena de la polimerasa

Síntomas ocasionados por virus en plantas  Casi todas las enfermedades virales provocan algún grado de enanismo o retraso en el crecimiento de toda la planta y la reducción en el rendimiento, también disminuyen la duración de la vida de las plantas infectadas, aunque rara vez las matan  Los síntomas más evidentes de las plantas infectadas por virus suelen ser los que aparecen en las hojas, pero algunos virus pueden causar síntomas en tallo, fruta y raíces  En casi todas las enfermedades de virus de plantas que ocurren en el campo, el virus está presente en toda la planta (infección sistémica) e induce la formación de síntomas sistémicos. En muchas plantas inoculadas artificialmente con ciertos virus, provocan la formación de pequeñas, lesiones cloróticas o necróticas únicamente en los puntos de entrada (infecciones locales), y los síntomas se denominan lesiones locales  Muchos virus infectan determinadas plantas sin causar desarrollo de síntomas visibles y se llaman virus latentes, y las hospederas son llamadas portadores asintomáticos. En otros casos, plantas que desarrollan síntomas de la infección con cierto virus pueden permanecer temporalmente asintomática en determinadas condiciones ambientales (altas o bajas temperaturas), tales síntomas se llaman enmascarados

 Los síntomas mas comunes producidos por infecciones virales sistémicas son mosaicos y manchas anulares  Los mosaicos se caracterizan por áreas de color verde claro, amarillo, o blancas mezcladas con el verde normal de hojas o frutos verdes, o áreas decoloradas mezclados con áreas de color normal de flores o frutas. Dependiendo de la intensidad o el patrón de decoloración, los síntomas tipo-mosaico se pueden describir como moteado, rayado, aclaramiento de nervaduras, etc.  Las manchas anulares se caracterizan por la aparición de anillos cloróticos o necróticos en las hojas y en ocasiones también en la fruta y tallo

Mosaico típico en hojas de tabaco infectado con el virus del mosaico del tabaco

Virus Mancha anular de la papaya

 También son comunes los desarrollos anormales, enchinamientos y necrosis  Anteriormente, los síntomas eran la única herramienta con la que se contaba para la identificación de estos patógenos. Actualmente son útiles para el diagnóstico preliminar

Virus de la hoja enrollada de la calabaza en la variedad Enterprise

Virus de la hoja enrollada de la calabaza

Virus de la hoja enrollada de la calabaza en sandía

Virus de la hoja enrollada de la calabaza en la variedad Enterprise

Potyvirus en calabaza amarilla

Manejo de enfermedades virales  A pesar de que prácticamente no existen compuestos antivirales capaces de curar las enfermedades virales en las plantas, las medidas de control eficientes pueden mitigar o prevenir sustancialmente su ocurrencia  El primer paso para el manejo de enfermedades virales es la identificación del virus, ya que con ello se conocerá la forma por la cual el virus ingresa al cultivo, cómo es transmitido, y cómo sobrevive en ausencia del cultivo  Medidas preventivas incluyen el uso de semillas u órganos vegetativos certificados libres de virus, la eliminación de los posibles reservorios del virus en la vegetación silvestre circundante y la modificación de prácticas de siembra y cosecha  Si el virus tiene un vector de transmisión conocido, el control o exclusión del vector es sumamente importante. Los insectos, nematodos y hongos vectores pueden controlarse con insecticidas, nematicidas y fungicidas, respectivamente  Una alternativa para el control de virus es la utilización de resistencia a la infección viral, sea natural o modificada por ingeniería genética

Virus de la tristeza de los cítricos  Es una partícula filamentosa flexuosa  Se limita al floema  Sus hospederas son la mayoría de las especies y variedades del género Citrus y. El naranjo trifoliado (Poncirus trifoliata) posee genes de resistencia que impiden el movimiento y acumulación del virus  Los síntomas que puede ocasionar son: declinamiento de árboles, producción de frutos pequeños, amarillamiento y menor tamaño de hojas  La principal forma de transmisión es mediante propagación vegetativa de yemas infectadas, y por pulgones de forma semipersistente

 El vector mas eficiente es Toxoptera citricida, seguido por Aphis gossypii, el principal propagador en el Mediterráneo. Otras especies menos importantes parecen transmitir solo algunos aislados del virus

 La tristeza de los cítricos se considera un problema latente, que bajo situaciones extremas de estrés en el cultivo, cambios significativos en el clima o en la relación hospedante-patógenovector podría desencadenar daños severos a la citricultura  Su distribución es Mundial, esta presente en casi todas las zonas de cultivo de cítricos, sin embargo su incidencia y la intensidad de los daños varían de unas zonas a otras

Planta de cítrico infectada con VTC

Hoja de cítrico con pulgón café, vector del virus de la tristeza de los cítricos

Viroides  Los viroides son ARNs infecciosos capaces de producir numerosas enfermedades vegetales de importancia económica  Son similares a algunos virus vegetales ya que su genoma contiene ARN, pero difieren de los virus de ARN en dos aspectos - Están compuestos de ARNs ”desnudos”, es decir, no poseen cubierta proteica - No producen ningún tipo de proteínas cuando infectan a una célula vegetal  El genoma de los viroides es una molécula de ARN pequeña y aunque no producen sus propias proteínas, son capaces de usar la maquinaria celular del hospedante para reproducir su propio ARN y moverse dentro de otras células para luego infectar a toda la planta

 Antes de que se descubriera que los viroides son patógenos especiales y diferentes a los virus vegetales, las enfermedades causadas por viroides eran clasificadas como enfermedades virales

 Una razón para esta confusión es que los tipos de síntomas inducidos por viroides en las plantas son similares a aquellos inducidos por virus vegetales  Los viroides se nombran de manera similar a los virus vegetales: viroide del tubérculo filiforme de la papa, viroide de la exocortis de los cítricos, viroide del enanismo del crisantemo, viroide de los chancros pustulosos del peral

Síntomas ocasionados por el viroide mancha de sol del aguacate

 A pesar de ser muy pequeños, la importancia económica de los viroides puede resultar devastadora. Se estima que más de 30 millones de palmas cocoteras en las Filipinas han muerto como resultado de la enfermedad causada por el viroide cadang-cadang del cocotero (Coconut cadang-cadang viroid, CCCVd)  Los virus y los viroides son agentes que se diferencian del resto de los fitopatógenos; debido a que dependen de la maquinaria celular normal de sus hospedantes para poder reproducirse, es difícil eliminarlos sin dañar al hospedante. Por lo tanto, la mayor parte de estrategias de manejo para las enfermedades causadas por virus y viroides están dirigidas a prevenir la infección de la planta

Viroide cadang-cadang del cocotero (Coconut cadang-cadang viroid) en palmeras cocoteras. La planta infectada muestra síntomas de amarillamiento, achaparramiento, reducción de corona y falta de frutos

 Las pruebas de diagnóstico que se utilizan para la detección de viroides no están basadas en ensayos inmunológicos debido a que los viroides no producen ninguna proteína durante la infección  Los protocolos de diagnóstico para los viroides se basan en ensayos biológicos, tales como la transmisión mecánica a plantas indicadoras que producen síntomas de utilidad diagnóstica, y en técnicas de detección basadas en el ARN del viroide. Las pruebas basadas en los ácidos nucleicos incluyen la reacción en cadena de la polimerasa (PCR)  Los viroides se diseminan de una planta a otra a través de propagación vegetativa, contaminación mecánica, por polen o por semilla  Las estrategias de manejo de enfermedades causadas por viroides son similares a aquellas usadas para las enfermedades virales, e incluyen el uso de material de propagación y semilla libre de viroide, la prevención de contaminación mecánica y el uso de plantas resistentes a la infección de viroides