elocation-id: e3143
La marchitez o secadera del tomatillo es una enfermedad causada por hongos con origen en el suelo, entre los que destacan Fusarium oxysporum, Macrophomina phaseolina y Rhizoctonia solani, causando pérdidas por la carencia de variedades resistentes. El objetivo de este estudio fue determinar la respuesta del tomatillo (Physalis ixocarpa Brot.), híbridos Dalí, Siqueiros y Tamayo, así como los cv. Gabriela, Puebla, San Miguel y Tecozautla, hacia aislados patogénicos de F. oxysporum, M. phaseolina y R. solani. El estudio se realizó bajo condiciones de invernadero, en macetas se colocó arena de río + sustrato de turba (1:3 v/v) esterilizado y después se inoculó, con tres aislados de F. oxysporum 1.6x105 UFC, dos de M. paseolina y tres de R. solani (8 g de semilla de sorgo infestada/maceta, de cada hongo). En cada maceta se depositaron cinco semillas del cultivar de tomatillo correspondiente, luego se taparon con el mismo sustrato e incubaron por 30 días. Se utilizó un diseño completo al azar, con tres repeticiones (macetas). En el tratamiento testigo las semillas se sembraron sobre suelo sin hongo. A los nueve días después de la siembra (dds) se estimó la emergencia de plántulas, 30 dds, la severidad de la infección de por cada uno de los patógenos (escala de 0-5). Los datos se analizaron mediante estadística no paramétrica. Los siete cultivares probados fueron susceptibles a las especies F. oxysporum, M. phaseolina y R. solani, algunos de los aislados probados ejercieron un efecto significativo diferencial de virulencia, en algunas de las variedades estudiadas.
Fusarium oxysporum, Macrophomina phaseolina, Rhizoctonia solani, cultivares de tomatillo, patogenicidad.
El tomatillo o tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot.) es una solanácea que a nivel nacional en 2020, se cultivó con una superficie de 39 865 ha. Sinaloa es la principal entidad productora de este cultivo con 140 752 t de frutos cosechados, en una superficie cultivada de 6 114 ha con un rendimiento promedio de 23 t ha-1 (SIAP, 2020). Los principales municipios productores de tomatillo en Sinaloa son: Escuinapa con 1 610 ha sembradas, Guasave 1 175 ha, Ahome 884 ha, Angostura 720 ha y Mazatlán 438 ha (SIAP, 2020).
El tomatillo en México tiene un potencial productivo de 80 t ha-1 (Castro-Brindis, 2000). Sin embargo, la producción del cultivo es limitada por la presencia de enfermedades fúngicas, entre las que destacan el carbón blanco (Entyloma australe) (Moncayo-Pérez et al., 2020), mancha foliar, Cercospora physalidis, la cenicilla Podosphaera xanthii (Félix-Gastélum et al., 2007) y el amarillamiento-marchitez causada por Fusarium sp. (Soto-Zarazúa et al., 1998).
En Sinaloa, la marchitez es después de la virosis, la enfermedad más importante, con pérdidas que pueden alcanzar 50% del rendimiento (Ayala-Armenta et al., 2020). La enfermedad denominada marchitez del tomatillo, presenta severidad que puede ser estimada en forma total o en proporción y se manifiesta como una clorosis y flacidez del follaje, los frutos con frecuencia se desprenden de forma prematura, las raíces muestran una pudrición color café claro a café oscuro y a veces también se observan tonos rosados, rojizos o violetas, la pudrición se puede extender hacia el cuello y base del tallo (Apodaca-Sánchez, 2005; Apodaca-Sánchez et al., 2008; Vásquez-López et al., 2009; Ayala-Armenta et al., 2020).
La marchitez es de etiología compleja, pues en Sinaloa se han reportado como asociados a la enfermedad un grupo de hongos, entre los cuales los más frecuentes son Fusarium oxysporum, Fusarium solani y Rhizoctonia solani (Apodaca-Sánchez, 2005; Apodaca-Sánchez et al., 2008), cuya patogenicidad ha sido comprobada (Flores-Sánchez et al., 2009), pero la identidad de los hongos ha sido determinada solo con base en su morfología. A la fecha, es escasa la información relacionada sobre la respuesta de las variedades de tomatillo sembradas en México, hacia hongos con origen en el suelo asociados a marchitez.
En México, las medidas de manejo químico y cultural por lo común son ineficaces contra los hongos asociados a la marchitez. El manejo integral de la enfermedad se debería de basar en la siembra de genotipos resistentes o tolerantes, pero se desconoce el comportamiento de las variedades comerciales en relación con una posible resistencia o tolerancia. El objetivo del presente trabajo fue evaluar en invernadero, la respuesta de siete genotipos comerciales de tomatillo, a distintos aislados de los hongos F. oxysporum (Familia: Nectriaceae), M. phaseolina (Familia: Botryosphaeriaceae) y R. solani (Familia: Ceratobasidiaceae), causantes de la marchitez del tomatillo, en Sinaloa.
El trabajo se realizó en los invernaderos de la Facultad de Agricultura del Valle del Fuerte (25° 44’ latitud norte, 108° 48’ longitud oeste y 14 msnm) en el año 2019. Se probaron seis aislados de F. oxysporum con clave de acceso del banco de genes F-131 (MN270353), 135 (MN270354), 140 (MN270356), 143 (MN270360), 145 (MN270358) y F-146 (MN270362), dos aislados de M. phaseolina M-147 (MN270374) y M-150 (MN270377) y tres de R. solani del grupo de anastomosis AG-4 HGI R-115 (MN264605), 116 (MN264606) y R-118 (MN264607) (Ayala-Armenta et al., 2020). Siete cultivares comerciales de tomatillo, con amplia distribución en México fueron sembradas: Dalí (Harris Moran México, HM Clause®), Gabriela (United Genetics México), Puebla (Semillas Caloro México), San Miguel (LatamSeeds México), Siqueiros (Harris Moran México, HM Clause®), Tamayo (Harris Moran México, HM Clause®) y Tecozautla (Suprema Seeds México).
Se llenaron macetas de poliestireno expandido (EPS), con capacidad de 2 L, con sustrato estéril de arena + peat moss 1:3 v/v, previamente infestado con el aislado correspondiente de las tres especies en estudio. El inóculo de F. oxysporum se reprodujo en grano de maíz (Gilchrist-Saavedra et al., 2005; López-Valenzuela et al., 2014). En cambio, R. solani y M. phaseolina se multiplicaron en granos de sorgo (Sorghum bicolor), citados por Fernández-Herrera et al. (2013). En ambos casos el grano se lavó con agua destilada y se remojó por 24 h, luego se absorbió el exceso de agua con papel absorbente. El grano se esterilizó en frascos de 1 L por dos periodos de una hora a 121 °C a 15 libras de presión. Los aislados crecieron en papa dextrosa agar (PDA) a temperatura ambiente (24 ±3 °C), hasta que el micelio cubrió la caja. El crecimiento micelial en PDA se transfirió en tiras a los frascos con granos y se agitó hasta homogenizarlos. El inóculo se incubó por 30 días en oscuridad a temperatura ambiente (24 ±3 °C) con agitación manual diaria, previo a la inoculación en el sustrato, citado por Fernández-Herrera et al. (2013), con ligeras modificaciones.
Los aislados fúngicos se inocularon previo a la siembra del tomatillo, para F. oxysporum se aplicaron 8 g de maíz infestados en cada maceta, cuya densidad fue de 1.6x105 UFC, similar a lo reportado por Chehri et al. (2011), mientras que para R. solani y M. phaseolina se utilizaron 8 g de grano de sorgo infectado citado por Fernández-Herrera et al. (2013) con modificaciones mínimas. Para M. phaseolina la densidad fue de 115 UFC/g de suelo (Torrealba et al., 2015) y para R. solani 100 UFC/g de suelo (Hernández-Castillo et al., 2014). En cada maceta se sembraron cinco semillas, cubiertas por una capa de 2 cm del mismo sustrato, después la maceta se cubrió con una tapa de plástico y se dejó un orificio para su ventilación.
Cada tratamiento se conformó por la combinación de un aislado fúngico y una variedad. El ensayo se ajustó a un diseño completo al azar, con tres repeticiones. Como testigo se sembraron semillas sobre el sustrato sin inóculo. Las macetas se incubaron durante cinco días, a temperatura de laboratorio (20-24 °C) y después en invernadero por 30 días a 15-30 °C. El agua y la solución nutritiva se aplicaron con oportunidad de acuerdo con los requerimientos, para evitar estrés de las plantas, a partir de cada planta inoculada se analizó una muestra de raíces en PDA con el fin de corroborar los postulados de Koch (Agrios, 2005). Las cepas obtenidas fueron analizadas al microscopio para confirmar que su identidad fuera la que correspondía al aislado inoculado en un principio.
La emergencia de plántulas se evaluó a los nueve días después de la inoculación (ddi). La severidad de los síntomas se estimó con la escala de Correll et al. (1986) modificada, donde se consideraron las categorías: 0= planta sana; 1= ligera decoloración de la raíz; 2= decoloración extensiva del tejido vascular de la raíz; 3= ligera pudrición de la raíz; 4= pudrición extensiva de la raíz; y 5= semilla no germinada o planta muerta. En el caso de los valores promedio de severidad para cada tratamiento, cuando fue pertinente, los datos fueron convertidos a porcentaje, mediante regla de tres, tomando como 100% el valor máximo de la escala (valores promedio de severidad ( 40% se consideran como susceptibles).
Se realizó análisis de los datos mediante la prueba de Shapiro-Wilk (Shapiro y Wilk, 1965) con el objetivo de constatar normalidad y la prueba de F para la homogeneidad de varianzas. Sin embargo, los supuestos no se cumplieron, aun después de la transformación, por lo que el análisis de varianza se hizo con la prueba de Kruskal-Wallis (Kruskal y Wallis, 1952) y en las variables donde hubo diferencias significativas (p≤ 0.05), se efectuó la comparación de rangos medios de Conover (Conover et al., 1981).
En las semillas sembradas en suelo infestado con F. oxysporum se presentó pudrición, lo cual impidió la germinación de muchas semillas; asimismo, hubo muerte posemergente de plántulas, debido a la pudrición de la raíz, que se tornó de color café a rosáceo (Figura 1A). Las plántulas sobrevivientes presentaron amarillamiento y desarrollo radical reducido (Figura 1B), así como marchitez y muerte paulatina (Figura 1C) similar a lo reportado en tomatillo (Physalis ixocarpa Brot.) (Soto-Zarazúa et al., 1998; Gómez-Camacho et al., 2006).
Con respecto a la emergencia de plántulas inoculados con F. oxysporum, el híbrido Dalí y la variedad Tecozautla no presentaron diferencias significativas (p( 0.05) entre los aislados y el testigo. La variedad Gabriela e híbrido Siqueiros redujeron dicha variable cuando se inocularon con los aislados F-140, F-131, F-135 y F-145, los cuales fueron diferentes (p( 0.05) al testigo, mientras que F-146 y F-143 fueron iguales. Para la variedad Puebla y el material San Miguel también redujo dicha variable con los aislados F-140 y 131, los cuales fueron diferentes al testigo (p( 0.05). Asimismo, las plántulas del híbrido Tamayo mostraron diferencias estadísticas con los aislados F-140, 146 y F-131 con respecto al testigo (Cuadro 1).
Para la estimación de la severidad en plántulas inoculadas con F. oxysporum se encontró que en el híbrido Dalí los aislados fueron virulentos, aunque F-135 y 143 no se diferenciaron del testigo. Para la variedad Gabriela, el aislado F-143 no mostró la suficiente severidad para diferenciarse del testigo. En la variedad Puebla, los aislados con mayor virulencia y diferentes al testigo (p( 0.05) fueron F-140, 131, 145 y 146. En el material San Miguel, los aislados más virulentos fueron F-145, 140, 146 y 131 con diferencias significativas (p( 0.05) respecto al testigo. En el híbrido Siqueiros, los aislados más virulentos fueron F-140, 135, 131, 145 y F-146, mismos que fueron diferentes (p( 0.05) al testigo. El híbrido Tamayo y el material Tecozautla mostraron que los aislados más virulentos fueron F-145, 140, 146, y F131 y también fueron diferentes al testigo (Cuadro 2).
En trabajo realizado por Soto-Zarazúa et al. (1998), se mostraron diferencias en la susceptibilidad de 95 genotipos de tomatillo en México, a la infección natural por Fusarium sp. bajo condiciones de campo. En un estudio realizado con 24 materiales de tomatillo para determinar la resistencia o susceptibilidad a carbón blanco (Entyloma australe Speg.) se encontró a Fusarium spp. con síntomas de achaparramiento y muerte de plantas (Moncayo-Pérez et al., 2020). En otra solanácea como tomate (Solanum lycopersicum) en 144 materiales (Pérez-Almeida et al., 2016) y nueve genotipos comerciales fueron susceptibles a F. oxysporum (Montiel-Peralta et al., 2020). A la fecha no tenemos trabajos previos, en los que se hayan probado aislados específicos e identificados de forma correcta de F. oxysporum, en distintos genotipos de tomatillo.
En las plantas emergidas de semillas que fueron sembradas en el sustrato infestado con M. phaseolina, hubo secadera (damping-off) preemergente y disminuyó la emergencia de plántulas (Figura 2A), la raíz se tornó color negro, el follaje mostró una coloración amarilla, mientras que los tallos fueron delgados y de color café (Figura 2B), las hojas se desprendieron y las plántulas murieron de forma prematura (Figura 2C). Las plantas testigo se mantuvieron sanas hasta el final del ensayo. Los hongos reaislados fueron de morfología similar a los respectivos patógenos inoculados, con lo cual se cumplieron los postulados de Koch.
Los síntomas mencionados coinciden con lo reportado en Tomatillo Gran Esmeralda (Ayala-Armenta et al., 2020). Los síntomas generales, en sus distintos hospedantes, incluyen clorosis, pudrición severa de raíces y cuello, marchitez temprana o muerte de plantas adultas (Kaur et al., 2012). Los resultados encontrados de M. Phaseolina sobre tomatillo antes citados, coinciden también con los síntomas reportados para girasol (Helianthus annuus) (Aboshosha et al., 2007); (Khan, 2007; (Monaliza y Soares, 2014), maíz (Zea mays L.) (Ortiz-Bustos et al., 2015) y soya (Glycine max) (Ahmad et al., 1997; Gupta et al., 2012; Hemmati et al., 2018).
El efecto de la inoculación de M. phaseolina en el híbrido Dalí, San Miguel, Siqueiros, Tamayo y Tecozautla no mostraron diferencias significativas entre los aislados, pero el aislado M-147 fue diferente (p( 0.05) al testigo. En la variedad Gabriela y Puebla no se encontraron diferencias estadísticas significativas (p( 0.05) en emergencia de plántula (Cuadro 3).
En todos los materiales comerciales, la severidad reflejó la virulencia de los aislados, los cuales fueron diferentes (p≤ 0.05) al testigo (Cuadro 4).
La sintomatología en las plantas expuestas a R. solani AG-4 HGI, mostraron pudrición de semilla y raíces de color café (Figura 3A), así como ahorcamiento en la base del tallo, marchitez y clorosis en hojas y ramas (Figura 3B); por último, a los 30 dds, ocurrió la muerte prematura de las plántulas (Figura 3C). Los síntomas observados en las plantas emergidas de semillas concuerdan con lo reportados en distintos cultivos, como lo son: pudrición de raíz, ahorcamiento en la base de tallo y marchitez general. En etapas tempranas provoca ahogamiento, muerte de plántulas, y en etapa adulta muerte de plantas (Agrios, 2005).
La inoculación de R. solani AG-4 HGI en el híbrido Dalí y Gabriela presentó efecto en la emergencia de plántulas, con diferencias significativas sólo entre el testigo y los aislados R-116 y 118 (p≤ 0.05). La variedad Puebla y San Miguel mostraron reducción en la emergencia de plántulas, el aislado R-116 presentó diferencias significativas con respecto al testigo (p≤ 0.05). En las macetas con sustrato inoculado, la variedad Siqueiros no mostró diferencias entre los aislados; sin embargo, el aislado R-116 fue diferente (p( 0.05) al testigo con respecto a la emergencia de plántulas. En los tratamientos Tamayo + R. solani, el aislado R-116 indujo la menor emergencia de plántulas y fue diferente (p( 0.05) con respecto al testigo. En el material Tecozautla, no se encontraron diferencias significativas entre los aislados, pero el aislado R-118 y R-116 fueron diferentes al testigo (p( 0.05) (Cuadro 5).
En el caso específico de R. solani subgrupo HGI, se ha reportado en solanáceas como papa (Solanum tuberosum L.) (Kanetis et al., 2016) y tomate (Solanum lycopersycum L.) (Kuramae et al., 2003; Taheri, 2011), en ajonjolí (Sesamum indicum) (Cochran et al., 2018), frijol (Phaseolus vulgaris L.) (Çebi-Kiliçoğlu y Özkoç, 2010), melón (Cucumis melo L.) (Kuramae et al., 2003). En un trabajo, se determinó que algunos aislados de R. solani AG-4 subgrupo HGI, afectaron de forma severa la germinación y emergencia del tomatillo cv. Gran Esmeralda (Ayala-Armenta et al., 2020).
Para la severidad se encontró que en todos los materiales comerciales, los aislados fueron virulentos y diferentes al testigo (p( 0.05) (Cuadro 6).
Ante la falta de cultivares resistentes a hongos del suelo causantes de marchitez, se requiere del trabajo coordinado en genética de plantas con fitopatólogos, para la obtención de materiales resistentes a hongos de suelo, como los aquí estudiados. En otras solanáceas como el tomate, la base del manejo de la marchitez por F. oxysporum, se da mediante el uso de variedades resistentes (González et al., 2012; Leyva-Mir et al., 2013; Morales-Palacios, 2014). Actualmente, los materiales comerciales en estudio son utilizados de forma común por agricultores del centro y norte de México y al menos tres de ellas (Dalí, Siqueiros y Tamayo) son genotipos que se consideran nuevos e importantes en Sinaloa por ser de alto rendimiento y calidad.
Los materiales comerciales de tomatillo Dalí, Gabriela, Puebla, San Miguel, Siqueiros, Tamayo y Tecozautla, fueron susceptibles (severidad ( 40%) a F. oxysporum y R. solani, mientras que Dalí, Siqueiros, Tamayo y Tecozautla, fueron también susceptibles a M. phaseolina, a los 30 días después de la siembra en condiciones de invernadero.
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