Bacterias Fastidiosas Colonizadoras Vasculares www.apsnet.org /edcenter/intropp/PathogenGroups/Pages/FastidiousEspanol.aspx

Fletcher, J. and A. Wayadande. 2002. Bacterias Fastidiosas Colonizadoras Vasculares. Trans. José Carlos Ureta R.2009. The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2009-0323-01

Jacqueline Fletcher and Astri WayadandeDepartment of Entomology and Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK

Traductor: José Carlos Ureta R.Departamento de Protección Vegetal – Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Panamá, Panamá.

Traducción revisada por Ana María Romero. Fitopatología-Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires,Argentina.

La mayoría de las bacterias fitopatogénicas invaden a su planta hospedera a través de aberturas naturales oheridas, colonizando los espacios intercelulares, expresando diferentes factores de patogenicidad e induciendodiversas reacciones en la planta afectada. Sin embargo, unas pocas son introducidas directamente dentro de lostubos cribosos ricos en azúcares del floema o en los haces que transportan agua y nutrientes del xilema porinsectos que se alimentan de dichos tejidos vasculares. Estas bacterias utilizan estrategias inusuales y algunasveces únicas, por las cuales optimizan su ocupación en dichos nichos y así obtienen su alimentación por parte de laplanta afectada. Su localización dentro de tejidos vivos (vasos cribosos) o tejidos degenerados (elementos delxilema) de la planta, en vez de los espacios intercelulares, hace que se les presenten retos y oportunidades paraevitar los mecanismos de defensa de la planta. Además, muchas de las bacterias que afectan al sistema vascularde las plantas establecen una estrecha relación con estos tejidos. Estas relaciones pueden ser benéficas operjudiciales en relación a su insecto vector. Estos patógenos inusuales y sus múltiples hospedantes proveenejemplos fascinantes de las complejas redes de interacción entre organismos. Las bacterias colonizadoras detejidos vasculares pueden agruparse en tres grupos: a.- Molicutes sin pared celular (fitoplasmas y espiroplasmas),b.- Bacterias con pared celular habitantes del floema, c.- Bacterias con pared celular limitadas al xilema.

Molicutes: Fitoplasmas y Espiroplasmas

Historia

Las plantas con amarillamientos (“yellows”) se caracterizan por presentar un follaje clorótico y falta de crecimientovigoroso generalizado (Figura 1). También pueden ocurrir otros síntomas como virescencia y asimetría floral,necrosis vascular, proliferación de retoños y yemas, enanismo y muerte. Durante mucho tiempo se creyó que losagentes causales de estas enfermedades eran virus ya que la sintomatología era similar a la causada por virusfitopatógenos, ningún microorganismo podía ser aislado de manera consistente, estos agentes causales erancapaces de pasar a través de filtros que retenían bacterias y no se podía reconocer a ningún microorganismo enobservaciones con el microscopio compuesto o de luz. Finalmente, al igual que en el caso de algunas virosis, estosagentes causales eran transmitidos mediante injerto y/o insectos vectores. No fue sino hasta la década de 1960que algunos “amarillamientos” fueron atribuidos correctamente a fitopatógenos procariotas.

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Figura 1.

El mayor crédito por un trabajo sobresaliente en lo referente a enfermedades denominadas amarillamientos sedebe a L.O. Kunkel, un fitopatólogo cuyas investigaciones dedicadas y meticulosas en amarillamientos del aster(“aster yellows”), se extendieron desde mediados de la década de 1920 hasta mediados de la década de 1950.Kunkel comprobó que el agente causal del amarillamiento del aster es infeccioso y transmitido, en la naturaleza,por chicharritas (“leafhoppers”; Hemiptera: Cicadellidae) que se alimentaban del floema. Familiarizado con insectostransmisores de virus, Kunkel fue capaz de determinar los períodos mínimos de adquisición, incubación einoculación para el patógeno del amarillamiento del aster en su vector. En una serie de experimentos ingeniosos,mostró que tratando con calor a los vectores infectivos a una temperatura subletal, destruía su capacidad paratransmitir el patógeno. Sin embargo, cuando estos insectos tratados e incapaces de transmitir al patógeno se lespermitía un periodo de incubación nuevo, la habilidad para transmitirlo se restauraba. Sus datos comprobaron queel patógeno se propagaba dentro del insecto vector. Por sus muchas contribuciones L.O. Kunkel ha sido nombradocomo el "Padre de la Micoplasmología en Plantas e Insectos."

No obstante, el entendimiento de que no todos los agentes causales de amarillamientos en plantas eran virus, tuvoque esperar a los famosos experimentos realizados en Japón por fitopatólogos que estudiaron la devastadoraenfermedad denominada enanismo de la mora (“mulberry dwarf disease”). A finales de la década de 1960, Doi,deseando visualizar al “virus” que causaba la enfermedad del enanismo de la mora, estudió detenidamentesecciones de tejidos de plantas afectadas con la ayuda de un microscopio electrónico, pero no pudo encontrarpartículas virales. Por azar, una sesión en el revelador de impresiones fue interrumpida por un microbiólogoveterinario que estaba revelando fotografías del patógeno animal Mycoplasma gallisepticum. Fue Koshimizu quienobservó las similitudes entre las fotografías de su micoplasma y los extraños cuerpos del tamaño de mitocondriasen la fotografías de Doi. Aunque reticente, Doi tomó en consideración la sugerencia de Koshimizu para observar siel antibiótico tetraciclina podía afectar el desarrollo de la enfermedad. Cuando el uso de dicho antibiótico conllevó ala remoción de los síntomas, había nacido un campo nuevo en la fitopatología. Aunque inicialmente se los llamó“Pleuropneumonia-like organisms (PPLOs) o Mycoplasma-like organisms (MLOs) debido a su similitud superficialcon dichos grupos, desde entonces estos fitopatógenos han mostrado diferencias significativas con losmicoplasmas y se los ha designado fitoplasmas (Sears and Kirkpatrick 1994). Luego de su descubrimiento,muchas otras enfermedades que se asumían tener una etiología viral, pero a las que no se les encontraba el viruscausal, fueron reexaminadas y en los años subsiguientes el número de fitoplasmas conocidos y enfermedadesinducidas por fitoplasmas ha continuado creciendo. Aunque la caracterización de estos organismos se ha vistolimitada por la imposibilidad de cultivarlos in vitro, la aplicación de tecnología molecular reciente ha dado comoresultado una expansión rápida de nuestro conocimiento acerca de los fitoplasmas y en el establecimiento de ungénero “candidato” para los fitoplasmas, Candidatus Phytoplasma.

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Alrededor de 1970, la investigación acerca del achaparramiento ó atrofiamiento del maíz (“corn stunt”), unaenfermedad significativa en los trópicos y subtrópicos, fue lo que impulsó el descubrimiento de otro grupo defitopatógenos relacionados. Davis y Worley en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA-ARSen Beltsville, Maryland) estaban tratando de identificar el agente causal del achaparramiento del maíz. Cuandoexaminaron filtrados de la planta con el microscopio compuesto, observaron células helicoidales pequeñas que noposeían pared celular (Figura 2). Posteriormente llamaron a estos nuevos microorganismos espiroplasmas. Adiferencia de los fitoplasmas, los espiroplasmas podían ser cultivados en medios artificiales, lo que facilitó sucaracterización en comparación con la de los fitoplasmas.

Figura 2.

Biología

Los fitoplasmas, espiroplasmas, micoplasmas y sus organismos relacionados, todos procariotas que carecen depared celular y que comparten otras características citológicas y moleculares inusuales, forman la clase Molicutes("molli" - suave; "cute" - piel). Aunque superficialmente similares a las bacterias con pared celular “en forma de L”,las cuales han perdido parte o toda su pared celular, los molicutes son taxonómicamente distintos. En un inicio, losinvestigadores propusieron que los molicutes eran microbios primitivos, posiblemente los descendientes debacterias que existieron antes del desarrollo de una pared celular de peptidoglicano. Sin embargo, análisismoleculares posteriores mostraron claramente que los molicutes provenían de antecesores bacterianos Grampositivos con pared celular. El grupo comprende a los organismos celulares autoreplicantes más pequeños ysimples, con un diámetro de entre 0.3 y 1.2 µm, y genomas correspondientemente pequeños (108 -109 daltons).

Los molicutes comparten varias características únicas. Debido a que no presentan una cobertura rígida y estánrodeados solamente por la membrana plasmática son pleomórficos, su morfología está influenciada por el medioque los rodea, son osmóticamente frágiles y resistentes a antibióticos como la penicilina, la cual inhibe la formaciónde la pared celular. Los micoplasmas y espiroplasmas, pero no los fitoplasmas, son cultivables en mediosartificiales, pero la dificultad para ser cultivados y el requerimiento de esteroles y otros ingredientes poco usualesen el medio de cultivo de muchos de ellos ha llevado a su descripción como “fastidiosos”.

El hecho de que los molicutes posean los genomas conocidos más pequeños ha hecho de este grupo un objetivopara proyectos genómicos. El récord lo posee actualmente un fitoplasma fitopatógeno del Pasto Bermuda con 530kb; en contraste, el genoma de Escherichia coli es de alrededor de 4600 kb. El genoma de Mycoplasma genitalium(580 kb) fue el primer genoma microbiano completamente secuenciado. Muchos otros genomas de micoplasmas seencuentran disponibles, el de Spiroplasma kunkelii está cercano a su finalización(http://www.genome.ou.edu/spiro.html), y los de otros micoplasmas, espiroplasmas y fitoplasmas se encuentran en

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curso. Los aspectos moleculares de la biología de los molicutes han sido recientemente revisados por Razin et al.(1998). El genoma de estos procariotas presenta un contenido bajo de G+C (23% - 41%). Los espiroplasmas ymicoplasmas, pero no los fitoplasmas, utilizan el codón AUG para codificar el aminoácido triptófano en vez de quesea utilizado como un codón de terminación de la traducción como es utilizado en la mayoría de los seres vivos. Elgenoma ha tenido un número de supresiones durante su reducción de tamaño, algunas de las cuales sin dudaestán relacionadas a adaptaciones a sus hábitos parasíticos y patogénicos en los cuales ciertas funciones ya noson requeridas. Sin embargo, muchos molicutes tienen información genética adicional como secuencias de ADNextracromosómico (virus y plásmidos) (figura 3), las cuales aparentemente se integran de manera libre en elgenoma y producen diferentes tipos de re-arreglos genómicos.

Figura 3.

Los Espiroplasmas (Familia Spiroplasmataceae) usualmente son de morfología helicoidal, miden de 0.08 - 0.2 µmde ancho y 2-4 µm de largo. Las especies fitopatógenas pueden perder su forma helicoidal cuando están dentro desu insecto vector. Su motilidad incluye movimientos translacionales (incluidos aquellos basados en gradientesquímicos, temperaturas y otros factores ambientales), rotación sobre un eje central y un movimiento de flexión yvolcado.

Desde el descubrimiento de S. kunkelii en plantas de maíz que mostraban síntomas de “achaparramiento” ( Figura4) en los años de la década de 1970, se ha involucrado a los espiroplasmas en otras enfermedades importantes delas plantas. El agente causal de la enfermedad “persistente” ("stubborn") en cítricos, en la cual los árbolesafectados desarrollan un hábito de crecimiento disminuido, reducción del tamaño de las hojas y frutos amargos yasimétricos, fue identificado como un espiroplasma y designado con el nombre de Spiroplasma citri. Esta mismaespecie fue posteriormente aislada de plantas de rábano picante (“horseradish”) en Illinois que presentaban laenfermedad de raíces quebradizas ("brittleroot") (Figura 5), caracterizada por una necrosis del floema,atrofiamiento, y fragilidad de las raíces de la cual se deriva su nombre común. El tercer fitoplasma fitopatógenoconocido es Spiroplasma phoeniceum, el cual fue aislado de plantas de vinca o Hierba Doncella (“periwinkle”; Vincaminor) sembradas como cultivo trampa para S. citri, alrededor de los árboles de cítricos en Siria. El espiroplasmaaislado de estas plantas era diferente de S. citri, pero se desconoce su planta (s) hospedante (es) y vector (es)naturales.

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Figura 4. Figura 5.

Aunque los primeros espiroplasmas descubiertos eran fitopatógenos, especies no patogénicas fueron identificadasrápidamente, ocupando nichos como epifitas o causando diversas enfermedades en animales, incluyendo al serhumano. Sin embargo, la gran mayoría vive dentro de insectos. El hecho de que los mosquitos, garrapatas, abejas,Drosophila, escarabajos, chicharritas (“leafhoppers”; Hemiptera: Cicadellidae), moscas y muchas otras especies deinsectos porten espiroplasmas, llevó a Hackett y Clark (1989) a sugerir que estos organismos pueden ser uno delos más prevalentes en la tierra. Debido a que estos microbios a menudo causan efectos negativos en el insecto,pueden ser potencialmente útiles para el biocontrol.

Interacción Hospedero-Patógeno

Los espiroplasmas y fitoplasmas causan alrededor de 600 enfermedades en varios cientos de especies de plantas(Calavan y Oldfield 1979). Los amarillamientos caen primordialmente en dos categorías de síntomas. En la primerade ellas, causada por espiroplasmas y algunos fitoplasmas, la sintomatología resulta primariamente de ladisfunción del floema y posiblemente también de la competencia entre el patógeno y la planta por los productoselaborados a nivel floemático. Los síntomas incluyen marchitamiento, acortamiento de entrenudos, clorosis foliar,muerte regresiva (“die-back”), amarillamiento o enrojecimiento ocasional del follaje, necrosis del floema y colapsode los vasos cribosos y células acompañantes, deposición de callosa en los elementos del floema, declinación de laplanta y muerte. Un segundo tipo, causado por otro grupo de fitoplasmas, involucra desbalances de fitoreguladoresde crecimiento que dan como resultado deformaciones muy distintivas y sobrecrecimientos. Esto último incluye eldesarrollo temprano y proliferación de retoños axilares (escoba de bruja), crecimientos arbustivos meristemáticos ehinchazones de las nervaduras (Figura 6). Las flores pueden estar parcial o totalmente estériles, y pueden exhibirfilodia (pétalos presentando una apariencia de hojas), asimetría, virescencia (pétalos verdes) o quebrado(distribución irregular de los pigmentos en los pétalos) (Figura 7). En un caso, la pigmentación variegada de lasbrácteas de las flores de Pascua (Poinsettia) se considera una cualidad positiva. Los tipos de síntomas y severidadvariarán de acuerdo al patógeno, condiciones ambientales y la edad de la planta en el momento de la infección. Losdesastres económicos pueden deberse a una reducción en la calidad del producto o pérdida parcial o total en elrendimiento.

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Figura 6. Figura 7.

Para un manejo efectivo de las enfermedades en las plantas, es crítico un diagnóstico correcto, la detección y laidentificación del patógeno. La sintomatología puede ser una herramienta efectiva para un diagnóstico preliminarpara algunas enfermedades causadas por molicutes, particularmente por aquellas caracterizadas porirregularidades significativas en su crecimiento, como lo son atrofiamientos, deformación de órganos y cambios enel color de los pétalos. Una decoloración del floema y/o necrosis (Figura 8) también puede indicar la presencia deun patógeno vascular. Sin embargo, se requieren de otros mecanismos más definitivos de identificación paraconfirmar la etiología de la enfermedad. Cualquiera de los tres espiroplasmas fitopatógenos más conocidos (S. citri,S. kunkelii y S. phoenecium) pueden ser cultivados en medios de cultivo especiales ( Figura 9), pero no es así parael caso de los fitoplasmas. En las décadas de 1970 y 1980 se establecieron asociaciones convincentes defitoplasmas con muchas enfermedades, mediante estudios con el microscopio electrónico, en el cual estospatógenos se observaron en gran número en vasos cribosos de plantas asintomáticas, pero no sanas. Se empleómicrocopia de luz en secciones de tejidos de plantas afectadas en combinación con la Tinción de Dienes, la cualtiñe los vasos cribosos colonizados por molicutes (Figura 10), y se adaptó la microscopia de fluorescencia paraobservar los tejidos teñidos con la tinción para ácido nucleico, DAPI. Más recientemente se ha dispuesto deantisueros para un cierto número de molicutes fitopatogénicos, así que se ha utilizado la técnica de ELISA y otrastécnicas inmunológicas. Actualmente, se usan marcadores moleculares (ADN - sonda e imprimador) de diferentesensibilidad y especificidad en la mayoría de los estudios, y en el caso de los fitoplasmas, son complementados conel análisis de perfiles de RFLP para ubicarlos filogenéticamente y establer la relación del agente causal de laenfermedad con molicutes conocidos.

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Figura 8. Figura 9. Figura 10.

No se entiende a ciencia cierta las interacciones entre los molicutes y las plantas afectadas y la fisiologíainvolucrada que da como resultado el desarrollo de los síntomas observados. Aunque los molicutes evolucionaronde ancestros bacterianos con pared celular, los genes para los mecanismos de patogenicidad encontrados endichas bacterias pueden o no estar presentes en el reducido genoma de los molicutes. Diferentes factores puedenestar operando en los diferentes sistemas de interacción entre plantas y molicutes, como se evidencia por las doscategorías sintomatológicas mencionadas anteriormente. Ya que los sitios de colonización en el hospedante sonlos vasos cribosos del floema, es lógico suponer que la interrupción de la función del floema puede ser un factor enla producción de síntomas y la falta de crecimiento vigoroso de la planta afectada.

Sin embargo, ya que los molicutes fitopatogénicos a menudo causan enfermedades en sus respectivos vectores, yde hecho pudieron haberse originado como patógenos de insectos que invadieron un nuevo nicho cuando fueronintroducidos por los insectos en el floema de las plantas, es posible que el mecanismo que determina laenfermedad en el insecto opere de la misma manera en la planta afectada.

Posibles factores de virulencia:

Disfunción del floema. Los espiroplasmas y fitoplasmas se multiplican en poblaciones densas dentro de losvasos cribosos del floema, indudablemente utilizando una gran fracción de los productos de la fotosíntesiselaborados por la planta afectada y que son transportados desde allí a los sitios de crecimiento de la planta.Este tipo de competencia sustrae su cuota en el nivel de crecimiento, altura y producción de flores y frutos.Además, aunque los molicutes pueden y en efecto migran con el flujo de la savia del floema a través de los

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vasos cribosos, lo más probable es que causen un bloqueo físico del floema, interrumpiendo o inhibiendo ladifusión de los nutrientes elaborados. Los depósitos callosos dentro de los vasos cribosos colonizadostambién pueden contribuir con el bloqueo de estos conductos. Por ejemplo, la savia del floema de las palmasde cocotero que presentaban afecciones por el fitoplasma agente causal del “amarillamiento letal delcocotero”, era más concentrada pero tenía una presión osmótica más baja al compararla con palmas sanas.

Toxinas. Existe cierta evidencia de que los espiroplasmas producen una sustancia fitotóxica que setransloca y que puede contribuir en la degeneración de las células del floema colonizadas. Una sustancia debajo peso molecular (< 300), polar, acídica, causó una necrosis en un ensayo con hojas de fríjol, pero suinestabilidad in vitro ha impedido su caracterización detallada.

Hormonas y reguladores de crecimiento. Los molicutes inducen deformaciones en las hojas, tallos y flores,floración prematura y/o indeterminada, filodia, virescencia y fasciación lo que sugiere que reguladores decrecimiento, producidos ya sea por el patógeno o por la planta, se encuentran desbalanceados. En unexperimento se cultivó el meristema apical de una planta infectada con el fitoplasma del amarillamiento delaster o con S. citri, y se determinó que la infección altera los niveles normales de citoquinina y auxinaendógenas. La floración prematura causada por el fitopatógeno de la virescencia en la vinca o HierbaDoncella (“periwinkle”), cuyo vector es la chicharrita de la remolacha, puede ser simulado con aplicacionesexógenas de quinetina.

Enzimas. Normalmente en las enfermedades producidas por molicutes no se presentan síntomas depudriciones blandas y no existe evidencia experimental en cuanto a la producción de celulasas o pectinasaspor parte de fitoplasmas y espiroplasmas. Otras enzimas, sin embargo, pueden intervenir en el desarrollo dela enfermedad. Se han encontrado diferencias en los niveles de esterasas, las cuales desdoblan la suberina,y ribonucleasas en razas patógenas y no patógenas de S. citri.

Procesos metabólicos. Los síntomas tipo amarillamientos pueden reflejar cambios fisiológicos y efectos enlos componentes o en los reguladores de mecanismos metabólicos. Mutantes obtenidos con transposonesaislados de S. citri, fallaron en causar síntomas en plantas experimentales y tuvieron una tasa demultiplicación reducida in planta. El transposón fue integrado en un sólo sitio del operón fructosa, en un genque codifica una proteína que tiene homología con un represor del operón desoxirribonucleótido de E. coli,sugiriendo que el metabolismo de la fructosa en alguna forma estaría relacionado con el proceso infecciosode este espiroplasma.

Plásmidos. En casi todas las especies de espiroplasmas en donde se ha investigado se ha encontrado lapresencia de plásmidos. Los plásmidos de bacterias patógenas a menudo contienen genes relacionados consu virulencia; sin embargo, la función de estos elementos de ADN extracromosómicos en los molicutes, loscuales presentan un rango de tamaño de 2 a 39 kb (Razin et al.. 1998), es mayormente desconocida. Unplásmido de un espiroplasma ha sido asociado con su resistencia al antibiótico eritromicina.

Virosis. Los virus en espiroplasmas, cuya morfología varía desde formas bacilares hasta forma de fagos,son prevalentes en espiroplasmas y pueden desempeñar un papel de manera directa o indirecta en laadaptación de los espiroplasmas a sus hospedantes (Razin 1998). Directamente, por supuesto, los virus sepueden replicar y causar lisis en las células de su hospedante (espiroplasma), formando placas en loscultivos bacterianos. El estado del virus (lítico o lisogénico) puede influir en la capacidad del espiroplasmapara colonizar, desarrollarse y causar una enfermedad en la planta o el insecto vector, y se ha consideradoen cierta medida el uso de estos virus para el control biológico de estos patógenos. Un papel indirecto de losvirus en la adaptación de los espiroplasmas surge de la tendencia del ácido nucleico viral a integrarse al azarpero frecuentemente, tanto como un genoma viral completo o como fragmentos, en el genoma delespiroplasma. Estas inserciones pueden inactivar genes o reguladores de genes alterando la biología delespiroplasma, y también proveen un mecanismo para los re-arreglos y supresiones frecuentes ysignificativas que conllevan a una inesperada alta tasa de cambios evolutivos y adaptaciones a diferentesnichos que presentan estos procariotas sin pared celular.

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Respuesta del Hospedante. Plantas de Hierba Doncella inoculadas con S. citri, Candidatus Phytoplasmaaurantifolia, y el fitoplasma del stolbur expresaron diferencialmente por lo menos 24 cADNs de genesrelacionados con la fotosíntesis, translocación de azúcares, respuestas a estreses y síntesis de esteroles. Seefectuaron las correlaciones entre algunos cADNs y ciertos síntomas de la enfermedad, aunque lasexpresiones no fueron únicas para un molicute en particular.

Diseminación

Los molicutes fitopatogénicos son transmitidos por chicharritas del tipo cicadélidos ( “leafhoppers”; Hemiptera,Cicadellidae) y fulgóridos (“planthoppers”; Hemiptera, Fulgoroidea) o por psílidos (Hemiptera, Psyllidae). Estospequeños insectos se alimentación introduciendo su aparato bucal dentro de los tejidos del mesófilo, xilema ofloema de una determinada planta hospedante. La penetración en el floema les permite ingerir la savia del floemapor varias horas, periodo durante el cual pueden adquirir espiroplasmas o fitoplasmas de plantas infectadas.Diversos factores pueden influir en la capacidad de uno de estos insectos para que funcione como un vector dedichos fitopatógenos, incluyendo el ser propensos a alimentarse de determinada planta hospedante, su capacidadpara mantener la ingestión de la savia del floema y adecuada capacidad para que el espiroplasma o fitoplasma semultiplique en ellos.

Los espiroplasmas y fitoplasmas presentan una relación propagativa con sus insectos vectores (Fletcher et al..1998). Luego de ser ingeridos por los insectos vectores, durante la ingestión de la savia del floema, losespiroplasmas o fitoplasmas se ubican en la cavidad corporal del insecto, por la región media del canal alimenticiodel intestino. Se piensa que se ubican dentro de las células del insecto mediante un proceso de internalizaciónmediado por un receptor, como se muestra el caso de S. citri (Figura 11). Una vez dentro de las células del epiteliodel canal alimenticio, los molicutes se multiplican y posteriormente se movilizan a través del plasmolema y láminabasal de las células del insecto hacia su sistema circulatorio. Utilizando a la hemolinfa como medio de transporte ymultiplicación, los mencionados patógenos migran hacia las glándulas salivares de donde son expulsados juntocon la saliva hacia el floema en el subsiguiente periodo alimenticio del insecto. El proceso completo de transmisiónpuede tomar de 2 - 4 semanas, dependiendo la concentración de la fuente y la duración del periodo de adquisiciónen la planta afectada. Los molicutes fitopatógenos no se les conoce ser transmitidos a la progenie (transmisióntransovarial).

Figura 11.

S. kunkelii es transmitido en la naturaleza por un grupo específico de cicadélidos del maíz del género Dalbulus. Elprincipal vector en el campo de S. kunkelii es D. maidis (Figura 12), la chicharrita del maíz. El achaparramiento delmaíz puede ser devastador para las regiones centrales de México donde cultivan maíz, y debido a los hábitosmigratorios de D. maidis, ocasionalmente en las regiones del sur de los Estados Unidos. Otros vectores de estaenfermedad son D. elimatus, un cicadélido restringido a las elevaciones más altas del centro de México, yMacrosteles quadrilineatus, un vector experimental importante, aunque no es un vector natural. La eficiencia en latransmisión puede ser muy alta; 90% - 100% de los individuos de D. maidis que adquieren el patógeno puedentransmitirlo.

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Figura 12.

S. citri ocurre en todas las regiones productoras de cítricos importantes del mundo. En los Estados Unidos, elprincipal vector en el campo es la chicharrita de la remolacha, Circulifer tenellus, mientras que en Europa, Circulifercongeners and Scaphitopius spp. son sus vectores más importantes. A diferencia del caso del vector de S. kunkelii,D. maidis, que sólo se alimenta de maíz, C. tenellus presenta un amplio rango de hospederos y puede alimentarsede diferentes grupos de plantas, lo que parcialmente explica el por que S. citri tiene un número de plantashospedantes de diferentes familias botánicas.

Los fitoplasmas son transmitidos de la misma manera que los espiroplasma, pero sus vectores no se limitan a loscicadélidos. Algunos fitoplasmas, incluyendo a los agentes causales del amarillamiento letal de cocotero y ladeclinación del peral son transmitidos por fulgóridos y psílidos, respectivamente. Los cicadélidos transmiten a losfitoplasmas eficientemente; por ejemplo, D. maidis, el vector del fitoplasma del atrofiamiento arbustivo del maíz(“maize bushy stunt”), transmitido a plantas experimentales obtuvo un 60-80% de transmisión del fitoplasma. Otroscicadélidos, Macrosteles quadrilineatus y Scaphoides titanus, son eficientes vectores de los fitoplasmas delamarillamiento del aster y de la flavescencia, respectivamente. Existe también evidencia de que la infección delfitoplasma en el vector puede ser beneficiosa para ellos. Los insectos que portan el fitoplasma del enanismoarbustivo del maíz y del amarillamiento del aster presentan una mayor tasa de sobrevivencia que aquellos insectoslibres de la infección de estos fitoplasmas, especialmente a bajas temperaturas, respaldando la hipótesis que losfitoplasmas pueden haber evolucionado en los insectos y secundariamente en las plantas hospedantes.

De manera interesante, los áfidos aparentemente no funcionan como vectores de espiroplasmas o fitoplasmas.Varias especies de áfidos se alimentan de las mismas plantas hospedantes y realizan una ingestión sostenida delfloema, presumiblemente ingiriendo espiroplasmas y fitoplasmas como lo hacen su contraparte, los cicadélidos,pero nunca han mostrado que adquieran y/o transmitan molicutes. Es posible que los áfidos carezcan de lacapacidad de llevar a su interior fitoplasmas en el conducto alimenticio o en las glándulas salivares o que losfitoplasmas sean incapaces de multiplicarse en la hemolinfa debido a respuestas inmunológicas en el insecto o laincapacidad de los molicutes de metabolizar carbohidratos en la hemolinfa del áfido. Sin embargo, ninguna deestas hipótesis ha sido experimentada empíricamente.

Epidemiología y Manejo

Las estrategias de manejo de las enfermedades causadas por espiroplasmas y fitoplasmas, pueden ser divididasen aquellas dirigidas al patógeno y aquellas dirigidas al vector. Los métodos para manejar al patógeno incluyen eluso de cultivares resistentes, los cuales sólo se conocen para unas cuantas especies de hospedantes. Un ejemplode lo antes mencionado es el caso de la palma malaya enana, que se planta frecuentemente en áreas turísticasdonde ha prevalecido anteriormente la enfermedad del amarillamiento letal del cocotero. Se han identificadotambién genotipos de fresno con tolerancia a los amarillamientos. Los bactericidas que inhiben la formación de lapared celular, como lo es la penicilina, presentan una acción nula contra estos molicutes sin pared celular, pero lastetraciclinas y otros productos que influyen en la fisiología de dichos procariotas pueden limitar la concentración delpatógeno en la planta (McCoy 1982). Los productos relacionados con la tetraciclina han sido utilizados para

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preservar especímenes de árboles y arbustos en arreglos paisajísticos o jardines, pero no son una opción viablepara cultivos debido a su costo y los residuos de éstos en productos alimenticios. Los molicutes han sidoeliminados de ciertos materiales vegetales valiosos mediante el uso de terapias de calor o de CO2, o mediante elcultivo de meristemas. Las opciones de manejo dirigidas a los insectos vectores son difíciles de implementardebido a que un control efectivo sólo puede ser alcanzado sin las aplicaciones preceden a la migración de losinsectos al campo. Si los productos químicos son aplicados después de la detección de los insectos en el cultivo,éstos tienen la capacidad de introducir el patógeno dentro de la planta antes que el productor se percate de lapresencia del insecto. Los programas efectivos para amarillamiento del áster en zanahorias y lechuga se basan enel monitoreo de las migraciones de M. quadrilineatus, el principal vector de este fitoplasma en Estados Unidos.

Bacterias Fastidiosas Colonizadoras del Floema

Historia

Un subgrupo de enfermedades en plantas caracterizadas por síntomas tipo “amarillamientos” (clorosis foliar,enanismo, falta de vigor y muerte) y además necrosis del floema, visible como un anillo oscuro en secciones detallos recién cortadas, son causadas por bacterias con pared celular. Estas enfermedades han presentado unaserie de retos en su diagnóstico y manejo. La incapacidad, de manera consistente, de cultivar a estos microbiospatógenos a partir de plantas afectadas ha llevado erróneamente a indicar a estos agentes causales como virusprimero y posteriormente, una vez que los molicutes fueron caracterizados, como fitoplasmas. Aunque la mayoríade estos agentes causales aún presentan dificultades para su cultivo en medios artificiales, nuestro conocimientode su naturaleza y diversidad ha aumentado considerablemente debido a los métodos recientes de caracterizaciónmolecular.

Biología

Las bacterias que habitan en el floema son generalmente bacilos muy pequeños que presentan una morfologíacelular procariota Gram negativa. La membrana que las cubre algunas veces es ondulada, una característica quele dio su nombre inicial de Rickettsia ("Rickettsia-like organism", en inglés o RLO). A medida que los científicosalrededor del mundo tienen mayor acceso a las herramientas moleculares y físicas existentes, tales como lamicroscopia electrónica, análisis de la secuencia 16S rADN y PCR, crece el número de enfermedades atribuidas aestas bacterias con pared celular colonizadoras del floema. En una revisión reciente, Davis (2001) listó veinticuatroenfermedades en monocotiledóneas y dicotiledóneas, plantas herbáceas y árboles, vegetales, frutales, granos yornamentales. Estas enfermedades han sido citadas en los Estados Unidos, Canadá, la región del Caribe, Centro ySuramérica, Europa, Asia, África, el Medio Oriente y los países del Mediterráneo.

Solamente algunas bacterias fitopatógenas habitantes del floema han sido ubicadas taxonómicamente y seencuentran dentro del Phylum Proteobacteria. Candidatus Liberibacter asiaticus y Candidatus L. africanus, agentescausales del “Enverdecimiento de los Cítricos” (“Citrus greening” o Huanglongbing) en Asia y África,respectivamente, se asemejan al subgrupo Proteobacteria α-2. El agente no cultivable del crecimiento arbustivo dela papaya (“Papaya Bunchy Top”) se ubica dentro del subgrupo K-1 de la misma familia. El patógeno de unaenfermedad de las cucurbitáceas recientemente reconocida y económicamente importante, denominada zarcilloamarillo (“Yellow Vine”) (figura 13), fue identificado recientemente como Serratia marcescens (Sm), un miembro dey-3 Proteobacteria. A diferencia de las otras bacterias colonizadoras del floema, Sm es fácilmente cultivada enmedios bacteriológicos comunes y las diferentes cepas que infectan a las cucurbitáceas han mostrado diferenciassignificativas con las cepas aisladas de otros nichos ecológicos. S. marcescens es un microbio cosmopolita enproductos alimenticios, desechos almacenados, cuerpos de agua y suelo; a menudo es un saprófito inocuo, peropuede causar enfermedades en vertebrados inmunocomprometidos, incluyendo a los humanos, y especies deinsectos. Las cepas de Sm habitan en la rizosfera (zona radicular) de las plantas, produciendo efectos benéficoscomo rizobacterias promotoras del crecimiento (“Plant Growth Promoting Rhizobacteria”, - PGPR). Debido a ciertas

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propiedades antifúngicas, algunas cepas de Sm están siendo evaluadas como potenciales agentesbiocontroladores en la agricultura. Sin embargo, ciertas cepas invaden los tejidos de las plantas y causanenfermedades económicamente devastadoras en cultivos de importancia agronómica.

Figura 13.

Dado que la mayoría de las bacterias con pared habitantes del floema no son cultivables en medios artificiales, lamayoría de nuestro conocimiento de este grupo de patógenos respecto a ubicación filogenética proviene de losanálisis moleculares de regiones clonadas tal como el 16S rADN. Patógenos de otras enfermedades importantes,tal como la hoja mazuda del trébol (“Clover Club Leaf”) no han sido caracterizados taxonómicamente. Sin embargo,se han utilizado otras herramientas para caracterizar a las bacterias con pared habitantes del floema. La bacteriaagente causal del crecimiento meristemático arbustivo de la papaya (“Papaya Bunchy Top”) un bacilo de 0.25-0.35por 0.8-1.6 µm, está rodeada de un tipo de pared Gram negativa que aparentemente carece de una capa depeptidoglicano en el espacio periplásmico. Las dos especies de Candidatus Liberibacter, aunque similar una a otra,causan diferentes síntomas en las especies de cítricos afectadas y se ven influenciadas de diferente manera por latemperatura ambiental.

Interacción Hospedero - Patógeno

Hasta la década de 1980, la enfermedad bacteriana degenerante del floema más estudiada era la hoja mazuda deltrébol. Esta enfermedad se denominó de esa manera debido a que las hojas nuevas de Trifolium incarnatum (trébolrojo), se retardaban en abrir y permanecían enrolladas en forma de mazo. Este patógeno infecta a un amplio rangode hospedantes experimentales en por lo menos siete familias botánicas y otros síntomas incluyen a una ligeravirescencia de las flores. Extractos obtenidos de plantas infectadas contienen cadenas de células (“talos”) queposeen motilidad ondulatoria que es distintiva de este grupo. Una enfermedad económicamente más importante esel “Enverdecimiento de los Cítricos”, que causa pérdidas severas en Asia y África (da Graca 1991). Los síntomasmás prominentes de esta enfermedad incluyen clorosis de las nervaduras y ocasional moteado de las hojas,además de reducción del tamaño de las hojas y pecíolos erectos. Los frutos son asimétricos, miniaturas, de saboramargo y se caen prematuramente. El nombre de la enfermedad “enverdecimiento” deriva del color de los frutosque permanecen en el árbol, que no maduran en el período normal de tiempo (Figura 14). El amarillamiento dezarcillos en cucurbitáceas, una enfermedad relativamente nueva, descrita al final de la década de 1980, causapérdidas devastadoras en la producción de sandía, calabacín, zapallo y melón tipo “cantaloupe”, pero nunca hasido citada afectando al pepino en el campo. Las plantas afectadas por esta enfermedad se tornan amarillas ymarchitan rápidamente causando un colapso total de la planta. La necrosis del floema es evidente con unadecoloración de tonalidad chocolate miel. Originalmente se pensó que esta enfermedad estaba confinada a laregión del sur de Oklahoma y norte de Texas, pero recientemente se la ha identificado en varios estados del mediooeste y hacia el este en Tennessee.

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Figura 14.

Diseminación

Como es el caso para los molicutes, la taxonomía de los insectos que transmiten a las bacterias limitadas al floemaes diversa. Los agentes causales del enverdecimiento de los cítricos (L. asiatum y L. africum ) son transmitidos porpsílidos, Trioza erytreae (Enverdecimiento Asiático) y Diaphorina citri (Enverdecimiento Africano), respectivamente.La bacteria puede ser adquirida en 30 minutos, pero su transmisión requiere de un período de latencia de 7-10 días(De Graca 1991), indicando ésto que se multiplica dentro del psílido vector.

La relación existente entre las bacterias habitantes del floema con respecto a las chicharritas vectoras ha sidomenos estudiada. Los vectores del crecimiento meristemático arbustivo de la papaya incluyen al cicadélidoEmpoasca stevensii, aunque la naturaleza de la relación entre el patógeno y su vector es desconocida. Elorganismo causante de la hoja mazuda del trébol es transmitido por el cicadélido Agalliopsis novella, más no asípor otros relacionados muy cercanamente al primero como son Agallia constricta y Aceratagallia sanguinolenta.Esta bacteria se multiplica dentro del vector en una relación propagativa.

Recientemente el agente causal del amarillamiento de los zarcillos de las cucurbitáceas, S. marcescens, seencontró que era transmitido por la chinche del calabacín, Anasa tristis (Figura 15). Esta relación es poco usualdebido a que las chinches por lo general no se identifican como vectores de patógenos asociados con el floema delas plantas. La chinche del calabacín puede adquirir la bacteria luego de 24 horas, teniendo la capacidad detransmitirla de 1 a 21 días después de adquirirla. La bacteria está presente en la hemolinfa de algunos, pero no detodos los transmisores, lo cual es consistente con una relación no circulativa (se ubica en la parte anterior delintestino, no el hemocele) entre la bacteria y su vector.

Figura 15.

Control13/19

El uso de antibióticos para reducir o eliminar a los patógenos residentes en el floema ha tenido un éxito limitado. Enuna investigación respecto al manejo de la enfermedad del enverdecimiento de los cítricos, las inyecciones o lasaspersiones de tetraciclina redujeron los síntomas foliares y en los frutos en el orden de 10-97% (da Graca 1991),pero otros antibióticos como la penicilina, fueron menos efectivos. La termoterapia (tratamiento con calor) puedeser efectiva, con hasta un 100% de control, cuando se someten las yemas de árboles infectados a una temperaturade 47 ºC por cuatro horas. Sin embargo, este método no es considerado práctico para su uso a gran escala (daGraca 1991). No existen tratamientos prácticos disponibles para plantas herbáceas afectadas por estas bacterias.

La reducción de la diseminación de patógenos mediante el uso de variedades resistentes al vector brinda la mejoroportunidad para un control a largo plazo de estas enfermedades que afectan el floema. Sin embargo, en el casode infestaciones agudas del vector, el uso de insecticidas es la estrategia de manejo más efectiva. El uso deenemigos naturales y el impacto del uso de insecticidas en los parasitoides y depredadores, también debe sertomado en consideración para las estrategias de manejo a largo plazo.

En estudios del amarillamiento de los zarcillos en cucurbitáceas, la exclusión del vector ( Anasa tristis) de lasplantas susceptibles y el uso de cultivos trampa para prevenir o reducir la infestación de este insecto dio comoresultado una reducción de la incidencia de la enfermedad. Sin embargo, el mecanismo de control más efectivo deesta enfermedad es la aplicación de insecticidas para reducir las poblaciones del vector, la chinche del calabacín,Anasa tristis. Existe algún tipo de progreso en cuanto al desarrollo de variedades de sandía resistentes a laenfermedad causada por S. marcescens.

Bacterias Fastidiosas Limitadas al Xilema

Historia

Las bacterias patógenas con pared celular también se localizan en las células transportadoras de agua y nutrientesdel xilema de sus hospedantes y son transmitidas por chicharritas (“sharpshooters” Hemiptera, Cicadellidae) y porsalivazos (“spittlebugs” Hemiptera, Cercopidae) que se alimentan del xilema (Raju and Wells 1986). Como en otroscasos, se asumió en un principio que estas enfermedades eran causadas por virus, posteriormente se lasdenominó como “fastidiosas” debido a la dificultad de ser cultivadas en medios sintéticos y “parecidas a rickettsias”("rickettsia-like"), debido a la similitud superficial de sus paredes rugosas con las de este grupo de organismos. LasBacterias Fastidiosas Limitadas al Xilema (XLB, por sus siglas en inglés) incluyen ahora a un grupo de miembrosque son cultivados en medios sintéticos especiales que causan varias enfermedades en un amplio rango dehospederos. Clavibacter xyli subsp. xyli (Raquitismo de la Soca en Caña de Azúcar) y Clavibacter xyli subsp.cynodontis (Atrofiamiento del Pasto Bermuda), dos ejemplos de bacterias limitadas al xilema, son bacteriasbacilares fastidiosas de crecimiento lento en medio de cultivo, Gram positivas, de variadas formas que a menudopueden presentarse como corineiformes (en forma de mazo) y a menudo se presentan en pares unidos en unextremo, adquiriendo la forman de una “V” (Davis and Vidaver 2001). Otras formas Gram-positivas incluyen a variospatovares de Curtobacterium flaccumfaciens que causan enfermedades vasculares en remolachas, frijoles,soya,tulipanes y flor de Pascua (Poinsettias) (Davis and Vidaver 2001).

Xylella fastidiosa, la más estudiada de las Bacterias Fastidiosas Limitadas al Xilema (XLB), presenta un ampliorango de hospederos y causa una afección severa en la mayoría de sus hospedantes. La enfermedad de Pierce dela vid ha incidido en California por muchos años, y recientemente ha sido identificada en Europa. La quemazónfoliar de la adelfa o laurel rosa (Nerium oleander), almendros y varios árboles forestales, “Phony peach” delduraznero, y el escaldado de la hoja en ciruelas son ejemplos de enfermedades causadas por esta bacteria enCalifornia, Georgia y otros estados de Estados Unidos. En Taiwán, la quemazón de la hoja del peral se le atribuye aX. fastidiosa, y en Brasil y Argentina, X. fastidiosa causa la clorosis variegada de los cítricos (Figura 16) la cual seha tornado en una limitante de la producción de cítricos y el mismo patógeno fue identificado como el agente causalde un escaldado de la hoja en cafeto. En cada una de estas enfermedades la bacteria es transmitida de planta aplanta por insectos vectores, particularmente miembros del suborden Auchenorrhyncha, de la familia Cicadellidae

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(“sharpshooters”). La enfermedad de Pierce de la vid se consideró al inicio como una enfermedad de menorimportancia en California, debido a que su vector era relativamente sedentario. Sin embargo, esta enfermedad hatomado un papel más devastador recientemente, amenazando a las industrias de las uvas y del vino en dichoestado. El cambio en la importancia de esta enfermedad proviene de la invasión del área dedicada al cultivo deuvas de Homolodisca coagulata (figura 17). un miembro de la familia Cicadellidae. Dicha importancia se diosolamente por este factor sin que ocurriera una mutación en los genes de virulencia de este patógeno bacteriano nide la ampliación en la siembra de cultivares de uva susceptibles. El insecto adquiere a X. fastidiosa a medida quese alimenta en los viñedos del sur y centro de California, movilizándose rápidamente de allí a grandes distancias,alimentándose a medida que pasa por ellas y diseminando eficientemente a la bacteria de una planta a otra y deviñedo en viñedo.

Figura 16. Figura 17.

Biologia

X. fastidiosa es un bacilo pequeño, angosto, Gram-negativo que crece lentamente en medios especiales (Hopkins2001). Las cepas y patotipos de la especie han sido identificados y caracterizados mediante el uso de variosmétodos moleculares que incluyen: rep-PCR, RAPD-PCR, RFLP e hibridación ADN-ADN. La relación hospederopatógeno que conlleva a la expresión de los síntomas de la enfermedad no esta completamente dilucidada, pero lomás probable es que una población elevada de la bacteria ocluya los vasos xilemáticos, lo que conduce a lamuerte de la planta afectada. Xylella fastidiosa fue el primer fitopatógeno bacteriano cuyo genoma se secuenciócompletamente, este trabajo fue llevado acabo por un equipo de científicos brasileños que trabajaron en conjuntocomo un consorcio. Otros científicos han derivado una información valiosa de dichos estudios, tanto de la propiasecuencia del genoma como de su alineamiento con el de otros microorganismos (Dow and Daniels 2000). Sinembargo, estos notables logros no han dado como resultado el desarrollo de un sistema genético por medio delcual se estudie las características de patogenicidad, pero los plásmidos nativos aislados y caracterizados de variascepas de la bacteria pueden ser útiles como vectores para su transformación bacterial.

Interacción Hospedero-Patógeno

Acerca de X. fastidiosa se pensó originalmente que sólo infectaba a unas cuantas plantas leñosas, que incluían lavid. A medida que la tecnología avanzó, más enfermedades de etiología desconocida fueron atribuidas a X.fastidiosa, y el rango de hospederos incluye ahora a más de 75 plantas, algunas de las cuales se listan en el(cuadro 1).

Cuadro 1. Algunas plantas hospederas y enfermedades causadas por X. fastidiosa.

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PLANTA ENFERMEDAD

Vid Enfermedad de Pierce

Cítricos Clorosis variegada de los Citricos

Adelfa, laurel rosa Quemazón foliar

Almendro Quemazón foliar

Roble Quemazón foliar

Sicamoro Quemazón foliar

Alfalfa Enanismo de la Alfalfa

Duraznero, Melocotonero “Phony peach”

Los síntomas de la enfermedad de Pierce de la vid puede ser detectada de 3 a 15 meses después de la infeccióninicial y usualmente incluye 1) escaldado, secamiento progresivo de las hojas de los márgenes hacia el pecíolo dela hoja, 2) se tornan chocolates las áreas escaldadas, 3) enanismo, marchitamiento o desecamiento de parte o todala parra o vid, 4) muerte gradual del sistema radicular, 5) muerte de la vid en un periodo de tres a cuarenta y ocho(3-48) meses (figura 18). En árboles de naranja dulce, los síntomas de clorosis variegada incluyen a zonasconspicuas de variegación en el haz de las hojas viejas y lesiones levantadas en el envés de la hoja. Los frutos sonpequeños y duros. La quemazón foliar de árboles en jardines y de frutales típicamente presenta una necrosisinternerval y marginal irregular que se expande a lo largo del limbo foliar, causando deformaciones y defoliacionesprematuras. Muchos hospederos pueden ser asintomáticos.

Figura 18.

Los síntomas asociados con la infección de X. fastidiosa sugieren que la conducción de agua y nutrientes delxilema es interrumpida por la presencia de la bacteria. Los agregados bacterianos, los depósitos de goma o lastilosis que bloquean los elementos conductores, todos ellos contribuyen a los estreses de agua que presentan lasplantas infectadas. Como dato interesante, microfotografías electrónicas de plantas afectadas han mostradovariaciones en cuanto al número y tipo de oclusión de los elementos del xilema, lo que hace que se presentendiscrepancias en cuanto a los mecanismos del desarrollo de la enfermedad. Una teoría indica que una fitotoxinaliberada por el patógeno es responsable por la quemazón foliar. Otra posibilidad es que la infección causada por X.fastidiosa afecte el balance de los reguladores de crecimiento. Se ha aplicado ácido giberélico a árboles demelocotón afectados por “Phony peach” mostrando algún tipo de remoción de los síntomas.

Diseminación

X. fastidiosa es transmitida por homópteros que se alimentan del xilema. Este grupo de insectos incluye a

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chicharritas “sharpshooters” (Hemiptero, subfamilia Cicadellinae), y a los saliveros (Hemiptero, FamiliaCercopidae). Es posible que las cicadas (Hemiptero, familia Cicadidae), que también se alimentan del xilema,puedan transmitir a X. fastidiosa, pero ésto todavía no ha sido demostrado.

Varias especies de chicharritas del tipo “sharpshooters” son vectores naturales o experimentales de X. fastidiosa encuanto a su interacción con la vid, pero sólo tres son considerados como de importancia económica:Draeculacephala minerva, Graphocephala atropuntata y Homalodisca coagulata. De estas tres especies,Homalodisca coagulata es considerado el más peligroso de los vectores debido a su introducción reciente yproliferación rápida en las áreas de los viñedos y cítricos en California.

Aunque Homalodisca coagulata previamente fue un vector menor de X. fastidiosa, el rango de hospederos de esteinsecto recientemente ha mostrado que incluye no sólo a la vid, Nerium oleander y cítricos sino a un numerosogrupo de plantas leñosas. Este insecto es capaz de sobrevivir, bajo ciertas condiciones, el periodo de invierno yportar a X. fastidiosa por periodos prolongados de tiempo. Además es capaz de alimentarse de tejidos leñosos enestado de dormancia, de los cuales también puede adquirir al patógeno.

La relación existente entre X. fastidiosa y su vector es inusual. La bacteria es adquirida por el insecto alalimentarse de tejido infectado y coloniza el canal alimenticio dentro del estilete, el cual es utilizado por el insectopara punzar los tejidos de la planta. La bacteria adherida a la cutícula del insecto crece formando una película finaque se alinea en la superficie interna del canal alimenticio. Los adultos y ninfas son capaces de transmitir a X.fastidiosa inmediatamente después de su adquisición, pero las ninfas pierden la capacidad de transmisión almudar. Un adulto que adquiere a X. fastidiosa puede retener su capacidad de transmitirla por varios meses a todala vida del insecto.

Epidemiología y Manejo

X. fastidiosa se considera como uno de los fitopatógenos que esta emergiendo a nivel mundial debido a supotencial impacto económico en dos de las más importantes materias primas agrícolas como lo son las uvas y loscítricos. En un menor grado también afecta a la industria de la producción de ornamentales. El manejo de estepatógeno se enfoca en dos frentes: control del vector y desarrollo de variedades resistentes.

Las infestaciones agudas del vector de X. fastidiosa pueden ser controladas mediante tratamientos químicos de laplanta hospedante; tanto los insecticidas de contacto como los sistémicos han demostrado su relativa efectividaden reducir las poblaciones de estos insectos. Sin embargo, desde hace tiempo la oposición pública al uso depesticidas para erradicar insectos ha sido muy considerable. Las alternativas biológicas a los pesticidas sintéticosincluyen a avispas parasitoides y entomopatógenos, pero históricamente estos mecanismos no han sido efectivospara manejar a la enfermedad. El manejo de X. fastidiosa y sus vectores es un tema actual de investigación,especialmente en las regiones viníferas de California en donde la enfermedad de Pierce amenaza la saludeconómica de esta industria.

Las estrategias a largo plazo deben incluir el desarrollo de variedades resistentes, una perspectiva desafiantedebido a que muchos de los hospedantes de X. fastidiosa son plantas perennes. Un enfoque novedoso a su controlpuede darse a través de la manipulación genética de las bacterias entéricas que viven naturalmente en el intestinode los cicadélidos. Mediante el uso del proceso de paratransgenesis, los investigadores esperan transformar estasbacterias que normalmente viven en el intestino de dichos insectos, para que secreten una toxina letal contra X.fastidiosa. La bacteria transformada pasaría de insecto a insecto mediante actividad coprófaga (ingestión demateria fecal) normal, afectando negativamente a X. fastidiosa a medida que es adquirida por los insectosparatransgénicos.

Conclusiones

Las bacterias habitantes del sistema vascular, con o sin pared celular, son un grupo diverso de fitopatógenos que a17/19

menudo mantienen una relación compleja e íntima con sus insectos vectores al igual que con sus plantashospedantes. A pesar de su naturaleza “fastidiosa” o en algunos casos su patogenicidad obligada, las nuevasestrategias de investigación que no requieren de su cultivo han permitido progresos significativos en revelar losmecanismos de comportamiento y moleculares mediante los cuales estos procariotas invaden, colonizan eimpactan el crecimiento y productividad de sus hospedantes. Estas áreas prometedoras de investigación podránciertamente facilitar el desarrollo de herramientas más efectivas de detección e identificación, al igual queresaltarán los puntos débiles en el ciclo de la enfermedad, lo que permitirá significativos avances en nuestracapacidad para moderar los efectos de estos organismos en nuestros cultivos alimenticios, de fibras yornamentales.

Reconocimientos

Se desea agradecer a S. Von Broembsen y L. Littlefield por la revisión crítica del manuscrito. Esto es unapublicación de Oklahoma Agricultural Experiment Station, Project # OKLO 2052.

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