FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATGENOS Fernanda

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS Fernanda Gamba 7 de noviembre, 2007

CONTENIDOS * Co-evolución de las especies * Patogenicidad y virulencia • * Mecanismos de variabilidad • * Fuentes de variabilidad • * Categorías taxonómicas de especies vegetales • y de los patógenos • * Impacto de la diversidad patogénica en la pérdida de efectividad de medidas de manejo.

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS 1 - INTRODUCCIÓN 2 - MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD: MUTACIÓN Y RECOMBINACIÓN 3 - MECANISMOS ESPECÍFICOS 4 - FUENTES DE VARIABILIDAD: MIGRACIÓN Y SELECCIÓN 5 - CONSECUENCIAS PARA EL MANEJO

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS 1 - INTRODUCCIÓN COEVOLUCIÓN QUIEBRE DE LA RESISTENCIA GENÉTICA ESPECIALIZACIÓN FISIOLÓGICA

Especies y formas especiales de las royas de los cereales PATÓGENO HUÉSPED(ES) PRINCIPAL(ES) ESPECIE FORMA ESPECIAL Puccinia graminis tritici trigo y cebada secalis centeno y cebada avenae avena trigo P. triticina P. striiformis tritici trigo hordei cebada

PATÓGENO VIRULENTO AVIRULENTO

INTERACCIÓN HUESPED- PATOGENO ESPECIE Triticum aestivum CULTIVAR PATÓGENO P. triticina I. DON ALBERTO Pelón 90 RAZAS VIRULENTA A B N AVIRULENTA

Tipos de infección de genotipos de cebada infectadas con dos aislamientos de Cochliobolus sativus, inductor de la mancha borrosa. CULTIVAR Aislamiento A Aislamiento B 1 9 virulento 9 2 2 avirulento 2 1 avirulento 1 3 8 virulento 8 1 avirulento 1 4 2 avirulento 2 8 virulento 8

PATÓGENO: ESPECIE VEGETAL VIRULENTO: VARIEDAD

2) MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD 2. 1) MUTACIÓN cambio abrupto en el material genético heredado a la progenie.

EJEMPLO: Erysiphe graminis 1013 conidios/ha/día 10 -7 tasa de mutación 106 mutantes para virulencia

CONTRIBUCIONES DE LAS MUTACIONES COMO FUENTE DE VARIABILIDAD 1. - TASA DE MUTACIÓN 2. - NIVEL DE PLOIDÍA DEL PATÓGENO 3. - TAMAÑO DE LA POBLACIÓN 4. - VENTAJA SELECTIVA DEL MUTANTE

2) MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD 2. 2) RECOMBINACIÓN 2. 2. 1) Durante la reproducción sexual: 2 N cigoto MEIOSIS GAMETAS DIFERENTES

2) MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD 2. 2. 2) Durante la mitosis: micelio y esporas haploides REPRODUCCIÓN ASEXUAL POBLACIONES GRANDES REPRODUCCIÓN SEXUAL

3) MECANISMOS DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD EN HONGOS 1 RECOMBINACIÓN SEXUAL: HOMOTALISMO Y HETEROTALISMO 2 RECOMBINACIÓN SOMÁTICA: HETEROCARIOSIS 3 PARASEXUALIDAD 3) MECANISMOS DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD EN BACTERIAS 1 CONJUGACIÓN 2 TRANSFORMACIÓN 3 TRANSDUCCIÓN

3) MECANISMOS DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD EN VIRUS 1 RECOMBINACIÓN 2 PSEUDO-RECOMBINACIÓN 3 COMPLEMENTACIÓN

MECANISMOS DE VARIABILIDAD vs FUENTES DE VARIABILIDAD MIGRACIÓN Y SELECCIÓN

4. 1) MIGRACIÓN (I) Tizón tardío de la papa (Phytophtora infestans) * 1845: Irlanda: 1. 5 millones de inmigrantes * 2 grupos de compatibilidad A 1 y A 2

4. 1) MIGRACIÓN (II) Origen: México, sub-centro de origen de Solanum tuberíferas * Europa: sin tizón Primera ola migratoria: A 1 en el Noreste de EEUU Rutas comerciales Europa Irlanda

• 1976: Importación de papa desde México a Europa: A 1 y A 2 CONSECUENCIAS 1) SOCIALES 2) Nuevo hospedante: tomates 3) Resistencia a fungicidas 4) Infección más temprana

4. 2) SELECCIÓN “PROCESO MEDIANTE el cual la FRECUENCIA de ALGUNOS INDIVIDUOS en la POBLACIÓN CAMBIA” A) VARIEDADES CON RESISTENCIA GENÉTICA ESPECÍFICA OCUPANDO SUPERFICIES CRECIENTES VULNERABILIDAD GENÉTICA

4. 2) SELECCIÓN B) VARIEDADES SUSCEPTIBLES OCUPANDO CRECIENTES SUPERFICIES ALTA PRODUCCIÓN DE INÓCULO MUTACIONES QUIEBRE DE VARIEDADES RESISTENTES

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS

5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS PATÓGENOS 5. 1) “ADQUISICIÓN” DE NUEVOS HOSPEDANTES Pyricularia oryzea: ARROZ TRIGO Phytophtora infestans: PAPA TOMATE

CONSECUENCIA EN EL MANEJO NUEVOS HOSPEDANTES ESQUEMA DE ROTACIONES

5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS PATÓGENOS 5. 2) APARICIÓN DE RAZAS MÁS VIRULENTAS Y/0 INCREMENTO DE LAS YA EXISTENTES CULTIVARES RESISTENTES DE CORTA VIDA ÚTIL

5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS PATÓGENOS 5. 3) GENERACIÓN DE INDIVIDUOS INSENSIBLES A UN PRODUCTO QUIMICO DENTRO DE LA POBLACIÓN PATOGÉNICA PÉRDIDA DE EFICACIA DE FUNGICIDAS

CONSECUENCIAS EN EL MANEJO GLOBAL SOCIALES AMBIENTALES ECONÓMICAS RACIONALIDAD EN EL USO DE TODOS LOS RECURSOS DISPONIBLES