Componentes del ciclo de patogénesis en la interacción del hongo Thecaphora frezii en el cultivo de maní

Abstract

El maní (Arachis hypogaea L.), es uno de los cultivos regionales característicos de la provincia de Córdoba. Durante la última década, la producción manisera ha sido seriamente comprometida debido a la enfermedad del carbón, causada por el hongo habitante de suelo Thecaphora frezii. Las particularidades de este patógeno convirtieron a esta enfermedad en la más importante del cultivo, donde el desconocimiento de la enfermedad a nivel local y mundial, y la incertidumbre en los procesos epidemiológicos, motivaron la realización de esta tesis. En este sentido, las etapas del ciclo de patogénesis (sobrevivencia; infección y colonización; reproducción; dispersión) fueron abordadas bajo múltiples experimentos y análisis. Se determinó que las teliosporas de T. frezii mantienen su capacidad de infección durante al menos seis años, información necesaria para comprender la epidemiología de los problemas sanitarios. Además, siendo los síntomas de la enfermedad variables (desde una pequeña pústula hasta la tranformación completa de los granos en masas carbonosas), se logró analizar mediante modelos de regresión lineal con datos de relevamientos zonales, que las vainas con uno o dos granos carbonosos (vainas severamente afectadas o SDP) son la mejor representación del índice de severidad de la enfermedad. Sumado a eso y para caracterizar la infección, se evaluaron diferentes momentos de exposición del clavo al inóculo, donde no se registraron diferencias en la intensidad durante los primeros 15 días en el que el clavo ingresa al suelo. Además, se buscó relacionar diferentes variables ambientales sobre la enfermedad mediante análisis de correlación de Pearson. Se observó que las precipitaciones, y las temperaturas mínimas y máximas durante el período de clavado (enero a marzo) correlacionaron significativamente con la expresión del carbón. Por otra parte, debido a la gran cantidad de teliosporas que contienen las vainas carbonosas en su interior (multiplicación del patógeno) se cuantificó el incremento del inóculo en suelo posterior a una estación de cultivo, donde el número de teliosporas en el suelo se triplicó cuando la enfermedad en el lote fue mayor a 3 % de SDP. Para evaluar la dispersión de las teliosporas en el momento de la cosecha, debido al rompimiento de las vainas carbonosas, se realizaron modelos aditivos generalizados (GAM), donde se determinó que las teliosporas son vehiculizadas por el viento y que las variables de velocidad y dirección influyen en la distancia de dispersión desde el área de cosecha. Del mismo modo se analizó la dispersión de las teliosporas desde las industrias, concluyendo que éstas actúan como foco de diseminación, donde vainas carbonosas procesadas liberan teliosporas al ambiente que incrementan las teliosporas en los suelos circundantes. Los problemas sanitarios producidos por patógenos de suelo se manejan mediante el uso de diferentes enfoques integrados. Los resultados obtenidos en esta tesis contribuyen al conocimiento y a la comprensión de diferentes aspectos del carbón del maní, describiendo las etapas del ciclo de patogénesis, caracterizando aspectos de la epidemiología de la enfermedad, con el fin de lograr establecer estrategias de manejo eficientes que sean fácilmente adoptables por el sector productivo, y que aseguren beneficios económicos y sustentables.

Peanut (Arachis hypogaea L.) is one of the main regional crops in Córdoba province. During the last decade was seriously affected by peanut smut, caused by the soil-borne pathogen Thecaphora frezii. Due to its characteristics became one of the most important peanut diseases, and the lack of knowledge of the disease and its epidemiology, motivated the goal of this thesis. The pathogenic cycle stages (survival; reproduction; infection and colonization; dispersal) were addressed through multiple experiments and analysis. T. frezii teliospores keep the infection efficiency up to six years long, this information is very useful to the comprehension of the disease epidemiology. In addition, since a large variability has been observed in smut symptoms (from a small sorus to the complete transformation of the kernel), a large-scale survey provided data for linear regression models analisis. According to the data obtained, where at least one or both kernels were transformed into a mass of spores (severely damaged pods, SDP), had the best representation of the severity disease index. For the characterization of the infection, different times of peg exposure to the inoculum were evaluated, where no differences in the disease intensity were recorded during the first 15 days when the peg get inside the soil. In addition, Pearson's correlation was performed to assess the effect of environmental factors on the disease. Precipitation, and minimum and maximum temperatures during the pegging stage (January to March), influence the expression of the smut. Due to the highest production of teliospore inside the smutted pods, were calculated the soil inoculum increase after harvest, increasing the inoculum more than three-fold when the smut recorded in the field is high (more than 3 % SDP). Smut spores are released at harvest when the smutted pods are broken. The spore spread was evaluated using generalized additive models (GAM). During harvest, the spores are carried by wind and influenced by wind-speed and wind-direction, being the spores' spread decreased over distances from the harvested area. In other study, the spore spread from the industries was analyzed, concluded that the shelling factories are a center of spread, releasing the spores when the infected pods break open in the process, increasing the soil inoculum near factories. Soil-borne pathogens are managed through different integrated strategies. The results obtained in this thesis contribute to the knowledge of peanut smut, describing the stages of the pathogenesis cycle, and characterizing the disease epidemiology to address efficient management strategies highly applicable by the growers, with economic and environmental results.