Hongos causantes de la mancha gris de la hoja en <i>Lycopersicon esculentum</i> Mill., su variabilidad y el rol de la resistencia sistémica adquirida (RSA) en la reducción de su incidencia

Abstract

En Argentina el tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) es el segundo cultivo hortícola en importancia, ampliamente difundido en el Cinturón Hortícola Platense. Asimismo, esta especie vegetal representa un sistema modelo en el estudio de interacciones planta-microorganismo. La Resistencia Sistémica Adquirida (RSA) es un mecanismo de defensa activo en las plantas que confiere protección inespecífica en tejidos distantes del sitio de la interacción (sitio localizado) contra un amplio espectro de microorganismos. Diferentes agentes químicos, algunos sintéticos análogos al ácido salicílico (AS), como el ácido benzo-(1,2,3)-tiadiazol-7-carbotioico S-metil ester (BTH), actúan como inductores de RSA. Actualmente entre los problemas sanitarios que afectan a los cultivos de tomate, se destacan los hongos asociados a manchas foliares, entre ellos representantes del género Stemphylium Wallr., siendo los agentes causales de la “mancha gris de la hoja de tomate”. Los síntomas típicos son manchas angulares-circulares de color pardo, ligeramente hundidas y con el centro grisáceo que puede desprenderse (autotomía), lo que constituye una característica diagnóstica. En este sentido es necesario identificar taxonómicamente los hongos del género Stemphylium, y establecer las diferencias morfológicas con hongos afines. La relación entre estos hongos es ambigua y por ello aún se encuentra bajo análisis y discusión. Estas enfermedades se controlan con fungicidas, pero se desconoce el efecto de la RSA sobre las mismas, información que es clave para realizar un manejo sustentable de la enfermedad. La “mancha gris de la hoja del tomate” tiene una incidencia que está aumentando considerablemente, siendo cada vez más severa en latitudes más australes del país, puesto que el manejo de los fitopatógenos es frecuentemente dificultoso y además no hay disponibilidad de variedades resistentes de gran parte de los cultivares de tomate la inducción de RSA podría ser una alternativa conducente a lograr una agricultura sustentable. De esta manera, el objetivo general de este trabajo fue profundizar el conocimiento de los hongos causantes de la “mancha gris de la hoja en tomate” y evaluar su control utilizando la aplicación de compuestos activadores de la RSA. Se obtuvieron 49 aislamientos monospóricos pertenecientes al género Stemphylium a partir muestras de hojas con síntomas de “mancha gris de la hoja de tomate”, colectadas de diversas variedades comerciales y procedentes de las provincias de Buenos Aires y Corrientes durante las campañas correspondientes al periodo 2010-2013, los que se conservaron en cultivos stock para los estudios posteriores; los cuales están depositados en el cepario del CIDEFI, FCAyF-UNLP. Tres aislamientos se confirmaron pertenecientes al género Stemphylium utilizando el marcador molecular ITS (Internal Transcribed Spacer) y las características morfométricas de los conidios que coincidieron a las reportadas para S. lycopersici. Se obtuvo el perfil de metabolitos secundarios de los aislamientos CIDEFI estudiados, existiendo variabilidad en su capacidad para sintetizar un espectro diferencial de metabolitos específicos. Se registraron 23 compuestos, varios de los cuales aún no estaban registrados para Stemphylium, con la infectopirona como el metabolito más representado. El aislamiento CIDEFI 216 cuyo fenotipo varió según las condiciones de cultivo, incluyendo su respuesta al estrés hídrico, fue capaz de afectar diferencialmente distintos cultivares de tomate. Este aislamiento reveló ser polífago, mostrando también sintomatología típica de manchas foliares de la enfermedad estudiada sobre otras especies vegetales como Capsicum anum L., Cucumis sativus L., Cucurbita máxima var. zapallito (Carrière) Millán, Cucurbita pepo L., Eruca sativa Mill., Lactuca sativa L., Phaseolus vulgaris L., Solanum melongena L. y Zea mays L. Se evaluó el efecto del BTH frente a la inoculación con el aislamiento CIDEFI 216 en tres sistemas de estudio: i, bajo condiciones in-vitro sobre hojas desprendidas de tomate; ii, en plantas de tomate cultivadas en macetas en invernáculo; y iii, en cultivo en invernáculos de producción comercial. Bajo ciertas condiciones de aplicación el BTH redujo la severidad del aislamiento CIDEFI 216, aunque su respuesta en planta no fue estable y causó cierto grado de fitotoxicidad. Aunque en invernáculos de producción comercial el BTH redujo la severidad de la enfermedad, provocada por infección natural de Passalora fulva, no se observaron alteraciones en los rendimientos del cultivo. Todos estos resultados sugieren que el BHT es un compuesto que tiene potencial en la inducción de protección del tomate frente a la “mancha gris de la hoja de tomate”. Sin embrago, parámetros como TBARS, fenoles totales y la actividad POX no resultaron ser indicadores fidedignos en la detección de RSA.

In Argentina, the tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) is the second most important horticultural crop after the potato, widely spread in “Cinturón Hortícola Platense”. Also, this plant species represents a model system in the study of plant-microorganism interactions. Systemic Acquired Resistance (SAR) is an active defense mechanism in plants that confers nonspecific protection in tissues distant from the site of interaction (localized site) against a broad spectrum of microorganisms. Different chemical agents, some synthetic salicylic acid (SA) analogues, such as benzo- (1,2,3) -thiadiazol-7-carbothioic S-methyl ester (BTH), act as inducers of SAR. Currently, among problems of plant health that affect tomato production, fungi associated with leaf spots stand out, among them representatives of the genus Stemphylium Wallr., being the causal agents of the "gray spot of tomato leaf". Their typical symptoms are brownish angular-circular spots, slightly sunken and with a grayish center that can come off (autotomy), which is a diagnostic characteristic. In this sense, it is necessary to taxonomically identify fungi from the Stemphylium genus, and establish morphological differences with related fungi (Alternaria spp.), for perform right management of the disease.The relationship between these fungi is ambiguous and therefore is still under analysis and discussion. These diseases are controlled with fungicides, but the effect of SAR on them is unknown, information that is key to sustainable management of the disease. The “gray spot of the tomato leaf” has an incidence that is increasing considerably, becoming more severe in the southernmost latitudes of the country, since the management of phytopathogens is frequently difficult and also there is no availability of resistant varieties of great part of tomato cultivars, the ASR induction can be an alternative conducive to achieving sustainable agriculture. In this way, the general objective of this work was to deepen the knowledge of the fungi that cause “gray leaf spot in tomato” and to evaluate their control using the application of SAR activating compounds. Forty nine monosporic isolates belonging to the genus Stemphylium were obtained from leaf samples with symptoms of "gray spot of tomato leaf", which were collected from various commercial varieties from the provinces of Buenos Aires and Corrientes during the campaigns corresponding to the period 2010- 2013. These isolates were kept in stock cultures for subsequent studies; which are deposited in the culture collection “CIDEFI”, FCAyF-UNLP. Three isolates were confirmed belonging to the genus Stemphylium using the molecular marker ITS (Internal Transcribed Spacer) and the morphometric characteristics of the conidia that coincided with those reported for S. lycopersici. The profile of secondary metabolites of the isolates was obtained, with variability in their ability to synthesize a differential spectrum of specific metabolites. Twenty three compounds were registered, several of which were not yet registered for Stemphylium, with infectopyrone as the most represented metabolite. The CIDEFI 216 isolate, whose phenotype varied according to culture conditions, including its response to water stress, was able to differentially affect the leaf material of different tomato cultivars. This isolate revealed to be polyphagous, also showing leaf spot symptoms on other plant species such as Capsicum anum L., Cucumis sativus L., Cucurbita máxima var. zapallito (Carrière) Millán, Cucurbita pepo L., Eruca sativa Mill., Lactuca sativa L., Phaseolus vulgaris L., Solanum melongena L. and Zea mays L. The effect of BTH was evaluated through its application in three study systems: i, under invitro conditions on detached leaves against inoculation with CIDEFI 216 isolate; ii, in potted plants also exposed to the same fungus; and iii, in cultivation in commercially produced greenhouses. Under certain application conditions, BTH reduced the severity of CIDEFI 216 isolate, although its response in the plant was not stable and caused phytotoxicity. Although BTH reduced the severity of leaf diseases in commercial greenhouses, which corresponded to Passalora fulva, no alterations in crop yields were observed. All these results suggest that BHT is a molecule that has the potential to induce protection of the tomato against the "gray spot of the tomato leaf". However, parameters such as TBARS, total phenols, and POX activity were not useful in detecting ARS.