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Las royas del trigo

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Las interacciones entre el agente patógeno y el hospedante pueden clasificarse en al menos dos categorías: específicas y no específicas. Las interacciones específicas son aquellas en las que un solo aislamiento interactúa con un solo genotipo para producir una respuesta a la enfermedad diferente de la que provoca otro aislamiento con el mismo hospedante en el mismo medio.

La interacción no específica se produce cuando todos los aislamientos provocan una respuesta similar en un determinado genotipo del hospedante.

En teoría, se considera que la resistencia no específica es la más adecuada para un programa de fitomejoramiento; sin embargo, para verificar la no especificidad sería necesario evaluar cada miembro de la población de patógenos, lo cual, por supuesto, es imposible.

Interacciones específicas

Las interacciones de tipo específico constituyen el fundamento de la teoría del gen por gen. En estas relaciones de gen por gen, con frecuencia se ha partido de tres supuestos, ninguno de los cuales es siempre verdadero. El primero es que la resistencia específica es causada por genes dominantes presentes en el hospedante, pero los genes Sr12 y Sr17 son excepciones. El segundo es que la dominancia es completa, lo que no ha sido el caso en numerosas resistencias a la roya del tallo (307). El tercero es que la avirulencia es dominante; nuevamente, en estudios limitados se han encontrado frecuentes excepciones en las que la avirulencia es recesiva. No obstante, para facilitar la explicación de las interacciones específicas, el ejemplo usado (Cuadro 1 AGRO-SINTESIS Abril 30, 2012 pág. 26) tiene resistencia dominante (RR) y avirulencia dominante (AA).

Como la resistencia a un aislamiento del patógeno es una característica genética, una variedad nunca pierde su resistencia a ese aislamiento. Con ciertas temperaturas, densidades del inóculo, intensidades de la luz, grados de nutrición del hospedante, etapas de desarrollo de éste o determinados tejidos, la resistencia puede ser ineficaz o no expresarse, pero el gen de la resistencia persiste. Una variedad puede ser resistente a un aislamiento del patógeno y susceptible a otro; asimismo, un aislamiento puede ser virulento en una variedad y avirulento en otra (Figura 1).

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La reacción de infección es la manifestación visible de la interacción entre el hospedante, el patógeno y el medio ambiente. La reacción de infección en plántulas generalmente se evalúa según una escala de O a 4 en el caso de las royas de la hoja y del tallo, y según una escala de O a 9 cuando se trata de la roya lineal. En la selección de resistencias útiles, a menudo se considera que las reacciones 3 y 4 (en una escala de O a 4) y 7, 8 y 9 (en una escala de O a 9) indican una interacción compatible entre el hospedante y el patógeno. Esa interacción es inadecuada para la producción comercial. Sin embargo, en los estudios genéticos toda reacción de infección (incluso de 3 en el caso de las royas de la hoja y del tallo) indica cierto nivel de resistencia cuando la línea hospedante sin el gen presenta una reacción de infección de 4. Las reacciones leves de infección reflejan el grado de incompatibilidad entre el hospedante y el patógeno en ese medio.

La expresión de la incompatibilidad puede presentarse al principio del proceso de la enfermedad y resultar en una respuesta inmune. La incompatibilidad también puede producirse en forma lenta al final del proceso y causar sólo una ligera reducción de la esporulación. Las reacciones leves de infección son en general muy características de determinadas interacciones entre el hospedante, el patógeno, el medio y el tiempo.

Cuando existen dos genes de resistencia específica en la misma línea hospedante, la reacción que se produce cuando el aislamiento del patógeno es avirulento para ambos genes suele ser la del gen más eficaz. Así, si una línea con los genes Sr6 (reacción de infección O) y Sr8a (reacción de infección 2) es inoculada con un aislamiento avirulento para ambos genes, la reacción de infección es de O, condicionada por el gen Sr6.

La Figura 1 es una simplificación, ya que todo hospedante con un solo par de genes de resistencia debe tener muchos pares de genes de susceptibilidad. En el caso de la roya del tallo hay más de 50 genes de resistencia y, del mismo modo, el patógeno debe tener más de 50 pares de genes de avirulencia/virulencia. Obsérvese que en este ejemplo el genotipo del hospedante (rr) es susceptible (alto grado de infección) a los tres genotipos posibles del patógeno específicos para ese gen del hospedante, incluso para el llamado aislamiento “avirulento” (aa). En consecuencia, ninguno de los genotipos del hospedante es resistente a todos los genotipos correspondientes del patógeno. Con mucha frecuencia, el observador experimentado puede distinguir entre los cuatro grados bajos de infección mostrados en la Figura 1 cuando no existe dominancia completa en el patógeno y se producen reacciones intermedias de infección. Datos preliminares, pero de ninguna manera concluyentes, indican que tal vez haya ciertas diferencias entre algunos grados de infección altos. Los genes de la resistencia a los que se han opuesto factores de la virulencia en el patógeno pueden expresarse en forma residual mediante la reducción del tamaño de las pústulas y de la esporulación, en comparación con lo observado en la línea testigo.

Datos recientes señalan que ciertas combinaciones de genes de resistencia específica y no específica tienen un efecto aditivo o complementario. Por otra parte, es posible que el genoma del hospedante afecte en cierta forma la expresión de esta interacción específica o que un solo gen del hospedante interactúe con otros genes de la resistencia del hospedante.

Interacciones no específicas

En este grupo se incluyen las resistencias que a veces se han definido, entre otras, como de planta adulta, horizontal, generalizada, de progreso lento de la roya, parcial, de genes menores. En el pasado se ha comprobado que estas resistencias son no específicas utilizando únicamente los aislamientos disponibles y, por tanto, no es sorprendente que nuevas investigaciones hayan demostrado que algunas son específicas para la raza. Así pues, es importante seguir buscando una resistencia que sea totalmente no específica, o que al menos lo sea en una zona determinada.

La diferencia en la intensidad de la enfermedad entre genotipos similares del hospedante puede obedecer a diferencias en la etapa de desarrollo de éste. La susceptibilidad y la resistencia están a menudo muy relacionadas con la etapa del desarrollo del hospedante, aún en el caso de la resistencia a una raza específica. El vigor de la planta también se relaciona estrechamente con diferencias en la resistencia y la susceptibilidad, incluso entre plantas de la misma variedad. Estas relaciones se complican más por las alteraciones diarias del medio ambiente.

Una línea hospedante puede estar expuesta a una gran densidad de inóculo durante un periodo favorable para la infección en una etapa crítica de su desarrollo, mientras que otra línea tal vez no afronte condiciones similares cuando está en la etapa crítica, unos días antes o después. No se han realizado experimentos para controlar la densidad del inóculo durante ciclos de reinfección en el campo. Además, no sólo no se pueden controlar las condiciones favorables para los periodos de infección sino que en la actualidad es imposible describir esas condiciones sin contar el número de uredinios resultantes o apresorios vacíos.

También puede variar la agresividad de los  patógenos, en particular cuando ocasionalmente  pasan por el ciclo reproductivo sexual. La reproducción asexual continua suele favorecer la  selección de tasas similares de desarrollo o de agresividad. Con esto no queremos decir que no  exista la resistencia no específica, sino que, en el caso de muchas de las resistencias inicialmente señaladas como no específicas, se ha comprobado más tarde que son específicas. Sólo se requieren dos aislamientos para comprobar la especificidad, mientras que es preciso evaluar todos los genotipos patógenos para demostrar la no especificidad. Por supuesto, esto es imposible.  AS

Cimmyt