Agro Sur, Vol. 32 N° 1, 2004, pp. 28-34

CIENCIA AGRARIA

Detección de resistencia al nematodo dorado (Globodera rostochiensis Woll) en accesiones pertenecientes al germoplasma chileno de papa (Solanum tuberosum L.) ¹

Assessment of resistance to the golden nematode (Globodera rostochiensis Woll) in accessions belonging to the Potato (Solanum tuberosum L.) Chilean Germoplasm ¹

Alejandra Milla Tapia ² y Carol Krausz Barrientos ³

¹ Trabajo de Tesis presentado para optar al título de Ingeniero Agrónomo y al grado de Licenciado en Agronomía, Facultad de Ciencias, Universidad de La Serena.
² Ingeniero Agrónomo. Las Begonias 936, La Serena, Chile. Correo electrónico: alejmilla@hotmail.com
³ Académico, Departamento de Agronomía, Universidad de La Serena, Campus Limarí. Av. La Paz s/n, Ovalle. Chile. Correo electrónico: agro@userena.cl

Abstract

An experiment was carried out in order to detect resistant potato (Solanum tuberosum L.) accessions against the golden nematode (Globodera rostochiensis Woll). A total of 49 clones and dihaploids belonging to the Chilean Germoplasm Collection of the Universidad Austral of Chile from three different sources were tested. The widely used Cardinal variety was included as a control.
Inoculum was collected from four zones of the Elqui province (30º S) and consisted of 100 cc of soil containing an average of 14 cysts (20 eggs and juveniles II/cyst). The treatments corresponded to the different clones and dihaploids, plus the control, and were grown in 250 cc plastic pots under shadowed conditions for 90 days. Following this period, the final populations of both cysts and eggs and juveniles II were counted, allowing the calculation of the respective reproduction rates, and an assessment of resistance. Of the 50 accessions tested (including the control), 18% showed a resistant behavior, 62% were partially resistant, and the remaining 20% showed moderate susceptibility. The different behaviors were observed in the accessions from all three sources.

Key words: Globodera rostochiensis, Solanum tuberosum, clones, dihaploids, chilean germoplasm.

Resumen

Se realizó un ensayo para detectar accesiones de papa (Solanum tuberosum L.) resistentes al nemátodo dorado (Globodera rostochiensis Woll), utilizando 49 clones y dihaploides correspondientes a tres orígenes diferentes, material proveniente del Banco de Germoplasma Chileno de Papa, de la Universidad Austral de Chile. Además, se incluyó la variedad comercial Cardinal como testigo.
La fuente de inóculo fue obtenida a partir de suelo recolectado en cuatro localidades de la Provincia de Elqui (30º S). El inóculo consistió en 100 cc de suelo que contenía 14 quistes como promedio (20 huevos y juveniles II / quiste). Los distintos clones y dihaploides, más el testigo, correspondieron a cada uno de los tratamientos evaluados, los cuales crecieron en macetas plásticas de 250 cc bajo condiciones de sombreadero por 90 días. Posterior a este período, se contabilizaron las poblaciones finales de quistes, y de huevos y juveniles II, obteniéndose las respectivas tasas de multiplicación, tras lo cual se realizó la evaluación de resistencia.
De las 50 accesiones evaluadas, el 18% presentó un comportamiento Resistente. El 62% resultó Parcialmente Resistente y el 20% restante presentó Moderada Susceptibilidad. Los comportamientos determinados frente a la presencia del nemátodo dorado se observan en cada uno de los grupos de origen del material.

Palabras clave: Globodera rostochiensis, Solanum tuberosum, clones, dihaploides, Germoplasma Chileno.

INTRODUCCION

El nemátodo quiste de la papa ha co-evolucionado con su hospedante preferido Solanum tuberosum sub sp. tuberosa y Solanum tuberosum sub sp. andigena, lo que se manifiesta en el hecho de que se desarrolle una generación del nemátodo por cada ciclo del cultivo de la papa (Stone, 1985, Franco et al., 1993, y Greco y Crozzoli, 1995).

El ciclo comienza sólo con la presencia de los exudados radiculares del hospedero, que permiten la emergencia de los segundos estados juveniles (JII), que invaden las raíces y forman el sincitio. La adherencia de las hembras en las raíces permite su observación a simple vista como perlitas blancas que van cambiando de color. Una vez que la hembra muere, se convierte en un quiste de color marrón (Mulder y Vanderwal, 1997), los que se desprenden de la raíz quedando en el suelo viables por más de 20 años (Scurrah, 1981, y Hooker, 1980) y conteniendo en su interior los huevos y juveniles II que permitirán un nuevo ciclo.

El pequeño tamaño de los quistes facilita la diseminación del nemátodo, ya que estos son fácilmente llevados de un lugar a otro con la tierra adherida a los tubérculos, a la maquinaria e implementos agrícolas, a los envases y por cualquier otro medio que pueda transportar suelo infestado.

Evans y Trudgill (1992), señalan al nemátodo dorado (Globodera rostochiensis Woll) como una de las principales enfermedades del cultivo de la papa, identificándola a nivel mundial como causante de grandes daños. Así también, otros autores la caracterizan como una enfermedad grave y casi imposible de erradicar (Valenzuela et al., 1979).

En Chile, la producción comercial de papa se extiende desde la zona de La Serena (30º S) hasta la zona de Chiloé (42º S) bajo diferentes condiciones agroecológicas. Sin embargo, en el sector de La Serena se presentan condiciones climáticas que permiten el desarrollo de tres ciclos productivos al año, a diferencia del resto del país. Esta práctica intensiva y las buenas condiciones de suelo y clima favorecen el desarrollo de plagas y enfermedades, entre las que se destaca la provocada por el nemátodo dorado. De hecho, la presencia de este nemátodo en plantas de papa de la IV Región es conocida desde 1974 (Guglielmetti y Guiñez, 1982). El daño que causa el nemátodo en la IV región puede llegar hasta un 70% en pérdida de producción (Herrera et al., 1980).

Para enfrentar este tipo de problema, se deben aplicar métodos de control integrado que sean inocuos para el medio ambiente y el hombre, y que favorezcan una reducción en el uso de productos químicos. Por ejemplo, Whitehead (1986) señala que los suelos mantenidos en condiciones de barbecho y con cultivos no hospederos, permiten reducir lentamente la población de los nemátodos quistes.

Una de las principales tendencias actuales consiste en la utilización de cultivares resistentes, que permiten una reducción de los niveles poblacionales de plagas y enfermedades (Fullaondo et al., 1999). De acuerdo a lo anterior, y considerando que Chile es sub-centro de origen de la papa, y que posee una amplia fuente de variabilidad genética conservada en el Banco de Germoplasma Chileno de Papa de la Universidad Austral de Chile (UACH), es de gran interés el utilizar este material para investigar su resistencia al nemátodo dorado. La presente investigación tuvo como objetivo determinar posibles fuentes de resistencia al nemátodo dorado, de un conjunto de accesiones de papa provenientes de dicha colección.

MATERIALES Y METODOS

El material evaluado consistió en 49 accesiones, de tres orígenes diferentes, obtenidos bajo la forma de mini tubérculos, de la colección de Germoplasma Chileno de Papa que mantiene la UACH. Además, se incluyó como testigo a la variedad comercial Cardinal, caracterizada en la literatura como resistente al nemátodo dorado (Kalazich, 1993, y Servicio Agrícola y Ganadero, 1995).

Del material inicial se obtuvieron esquejes enraizados de plantas de papa las que fueron utilizadas en las pruebas de resistencia. Estas se realizaron en macetas plásticas de 250 cc, de acuerdo a la metodología propuesta por Franco et al. (1990), bajo condiciones de sombreadero, en dependencias del Departamento de Agronomía de la Universidad de La Serena (ULS), durante los meses de noviembre 1998 a febrero 1999. El diseño experimental fue completamente al azar, donde cada accesión y la variedad Cardinal correspondieron a cada uno de los tratamientos, tal como se presenta en el Cuadro 1. Se consideraron seis repeticiones por tratamiento, donde cada maceta contenía un esqueje de 10 cm de longitud.

Cuadro 1. Origen e identificación del material vegetal evaluado. Table 1. Source and identification of the plant material tested.

Las macetas se rellenaron con un sustrato compuesto por tierra de hoja y arena de río, en una proporción de 3:1, previamente esterilizado en autoclave (siguiendo metodología estándar), el cual se mezcló con 100 cc de suelo infestado con nemátodo dorado.

El inóculo fue obtenido a partir de suelo recolectado en cuatro localidades de la Provincia de Elqui, IV Región, altamente infestadas por el nemátodo: Las Rojas, Pan de Azúcar, Vegas Norte y Altovalsol. El inóculo fue posteriormente homogeneizado, asumiendo sólo la existencia del patotipo Ro1, de acuerdo a determinaciones llevadas a cabo por el Centro Internacional de la Papa (CIP) (Guglielmetti y Guiñez, 1982).

La población inicial promedio fue de 14 quistes por repetición, con un contenido de 20 huevos y juveniles (h y JII) por quiste (280 h y JII/por maceta), determinado a través de la maceración de otros quites obtenidos de la misma fuente de inóculo en forma paralela.

El riego de las plantas fue llevado a cabo utilizando un sistema de microjet, con una frecuencia aproximadamente diaria considerando el estado hídrico de la plantas y del suelo (apreciación visual) y las condiciones climáticas existentes durante el desarrollo del cultivo. Esta última información fue obtenida a partir de una estación metereológica automática ubicada a 30 m del lugar del ensayo. La temperatura media del aire fluctuó entre los 15 y 18 ºC y la humedad relativa estuvo en torno al 70 % durante los meses en que se llevó a cabo el experimento.

Una vez finalizado el período requerido para el desarrollo de las plantas y del nemátodo, 15 semanas desde plantación a evaluación, se procedió a extraer separadamente las plantas y el suelo de cada maceta. El suelo fue procesado en los laboratorios del Departamento de Biología de la ULS a través del sistema de la jarra Fenwick, como se describe en Gonzalez y Franco (1993). Esto permitió la obtención del total de quistes por maceta, los que fueron contabilizados utilizando una lupa binocular modelo SD-2PL (aumento=1X) y un contador manual, determinándose posteriormente la población final promedio por cada tratamiento. Los quistes fueron almacenados en mini-placas, para la posterior contabilización de h y JII. Para ello, se tomaron al azar cinco quistes del total obtenido en las 6 réplicas de cada tratamiento, los que se maceraron individualmente para luego ser observados utilizando un microscopio binocular modelo GALEN III, con lentes reticulados que facilitaron la cuantificación. A partir de esto fue obtenida la población final promedio de h y JII por quiste y por lo tanto por tratamiento.

Para caracterizar finalmente el comportamiento de Resistencia, Resistencia Parcial, Moderada Susceptibilidad y Susceptibilidad de cada accesión probada se utilizó la metodología propuesta por Franco et al. (1990), la cual se basa en el total de quistes extraídos del suelo después de la maduración de la planta. Dichos autores presentan dos criterios de evaluación, la tasa de multiplicación de quistes (TMq), y de huevos y juveniles II (TMh y JII), las cuales en conjunto permiten caracterizar el comportamiento del material vegetal, y que son obtenidos de acuerdo a la siguiente relación:

TM (q, h y JII) = Pf (q, h y JII) / Pi (q, h y JII)          (1)

donde Pf corresponde a la población final y Pi a la población inicial de quistes (q) o huevos y juveniles II (h y JII).

El criterio adoptado para obtener la respuesta final de los tratamientos, consistió en establecer como tratamiento Resistente (R) a aquellas accesiones que presentaron resistencia en ambas respuestas parciales obtenidas por las respectivas tasas de multiplicación (R+R=R) lo que significa cantidades de quistes, huevos y juveniles II más bajas que las inoculadas inicialmente. Para el caso de las accesiones que resultaron finalmente Parcialmente Resistentes (PR), una de las respuestas individuales, debió ser resistente (R), y la otra de Parcial Resistencia (PR), ya sea por la TMq o TM h y JII (R+PR=PR). En este caso la parcialidad de la resistencia es decisiva para una respuesta final de las accesiones, ya que significa que el hospedero ha permitido en algún grado el desarrollo del nemátodo. Para caracterizar a las accesiones como Moderadamente Susceptibles, necesariamente una de las respuestas parciales debió ser Moderadamente Susceptible (MS) y la otra pudo ser Resistente o Parcialmente Resistente (MS+(R o PR) = MS). Finalmente, aquellos que presentaron respuestas parciales de PR o MS y susceptibilidad (S), es decir tasas de multiplicación varias veces superiores a los tratamientos Resistentes, son clasificados como Susceptibles (S).

RESULTADOS Y DISCUSION

En el cuadro 2 se presenta el comportamiento observado en los tratamientos (accesiones y testigo), evaluados en la presente investigación.

Cuadro 2. Respuestas parciales de los tratamientos con respecto a la TMq, TMh y JII, y clasificación final. Table 2. Partial behavior of the treatments regarding both the TMq and the TMh and JII, and final classification.

Considerando la respuesta final, es posible señalar que un 18% de los tratamientos se comportó Resistente a la presencia del nemátodo dorado, de acuerdo a los criterios utilizados. Cabe destacar que el carácter de resistente no implica la imposibilidad de invasión del nemátodo en su hospedante, si no mas bien que la tasa de multiplicación del parásito es afectada por la planta, como se señala en Franco et al. (1993).

El 62% se comportó Parcialmente Resistente, caracterizados por una moderada a baja TMq pero alta TM h y JII, es decir, el número total de hembras enquistadas no era alto, pero ellas presentaban un número considerable huevos y juveniles en su interior. Esto indicaría que el hospedero proporciona condiciones adecuadas para el desarrollo del nemátodo, lo que hace pensar en una tendencia de la planta hacia la susceptibilidad más que a la resistencia. A pesar de que estas accesiones de papa no son recomendables para ser utilizadas como fuente de resistencia al nemátodo dorado, pueden presentar otras características genéticas deseables por los programas de mejoramiento de variedades de papa.

El 20% restante se comportó Moderadamente Susceptible, lo que se entiende como una TMq (1,1), similar a la de los Parcialmente Resistentes, pero con una mayor TMh y JII (4,5). Estas accesiones de papas no son recomendados para usar como fuente de resistencia a este nemátodo en programas de mejoramiento.

Dentro del grupo de los Moderadamente Susceptibles se destaca la presencia del testigo (variedad Cardinal), la que es caracterizada como resistente en la literatura (Kalazich, 1993, y Servicio Agrícola y Ganadero, 1995). Este resultado coincide con lo señalado por Acevedo (2000), quien también observó susceptibilidad en la variedad Cardinal, y confirma antecedentes de terreno, señalados por agricultores de zonas agrícolas afectadas por la presencia del nemátodo dorado en la IV Región.

La situación expuesta se podría explicar por la siembra continua e intensiva en sectores infestados (en este caso la Provincia de Elqui), de una misma variedad (Cardinal, identificada inicialmente como resistente), provocando en el tiempo un aumento en las tasas de multiplicación y originando una selección de genes de virulencia en el patógeno (Fernández y Guglielmetti, 1984, Franco et al., 1993, y Greco y Crozzoli, 1995).

Finalmente, se puede señalar que los comportamientos determinados frente a la presencia del nemátodo dorado, se encuentran distribuidos en cada uno de los grupos de origen del material (Cuadro 3).

Cuadro 3. Distribución de respuesta en relación al origen del material. Table 3. Behavior in relation to the source of the material.

CONCLUSIONES

De las 49 accesiones estudiadas en este ensayo, más la variedad Cardinal utilizada como testigo, se obtuvo que un 18% se comportó Resistente con respecto a la presencia del nemátodo dorado, un 62% Parcialmente Resistente, mientras un 20% presentó una respuesta Moderadamente Susceptible. Para las tres líneas de origen del material vegetal evaluado, se observaron los tres tipos de comportamiento frente al nemátodo (Resistente, Parcialmente Resistente y Moderadamente Susceptible).

En relación a la variedad Cardinal, y su comportamiento de moderada susceptibilidad detectado, se pueden inferir como probables causas la aparición de un aumento de la virulencia del nemátodo dorado en los suelos de la Provincia de Elqui, o la presencia de un patotipo específico en el sustrato utilizado como inóculo, para el cual la variedad Cardinal presenta susceptibilidad. Evidentemente son necesarios estudios complementarios para confirmar tales supuestos, pero la obtención de tal respuesta en dicha variedad debiera ser considerada en futuros planes de siembra y/o manejo del cultivo de papa en la zona.

Finalmente se puede señalar, de acuerdo a los resultados obtenidos en el presente estudio, que el Germoplasma Chileno de Papa cuenta con material de interés en lo que respecta a la existencia de características de resistencia frente al nemátodo dorado. Dicha situación debiera ser considerada en los programas de mejoramiento respectivos.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Dirección de Investigación de la Universidad de La Serena por financiar el proyecto en el cual se enmarcó esta investigación (DIULS 220-2-01) y a la Universidad Austral de Chile, por facilitar el material vegetal mantenido en la colección del Banco de Germoplasma de Papa. Además, la asistencia de Miriam Jofré, Leodán Pinto y Víctor Contreras es igualmente reconocida.

BIBLIOGRAFIA

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