efecto de la aplicación de peroxido de hidrogeno para la inducción

EFECTO DE LA APLICACIÓN DE PEROXIDO DE HIDROGENO PARA LA
INDUCCIÓN DE RESISTENCIA EN CHILE JALAPEÑO (CAPSICUM ANNUUM L.)
CONTRA LA ENFERMEDAD DE MARCHITEZ DEL CHILE OCASINADA POR
PHYTOPHTHORA CAPSICI.
(1)
Gómez Renaud, V. M. ; Torres-Pacheco, I. (2); Bárcena Romero A. R. (1); Cervantes
Landaverde, J. J. (1); Olvera Luna, A. (1); Quijas Martínez, J. (3); Rosales Cueto, L. L. (1).
(1)
Facultad de Química
(2)
Facultad de Ingeniería
Universidad Autónoma de Querétaro
(3)
Centro de Ciencias Agropecuarias
Universidad Autónoma de Aguascalientes
RESUMEN
Se aplicó de forma tópica la solución de peróxido de hidrógeno en plantas de chile jalapeño
plantadas en un sustrato que contenía una carga de zoosporas de P. capsici determinada para
lograr la infección y desarrollar la enfermedad de marchitez del chile; el material vegetal que se
empleó es una variedad sensible a esta enfermedad. Para probar la efectividad del tratamiento con
peróxido se hicieron comparaciones con otros tratamientos aplicados de la misma manera, los
tratamientos fueron ácido jasmónico (fitohormona bien conocida que regula señales en las vías de
defensa en plantas), y metan sodio junto con micorrizas y rizobacterias. Los resultados muestran
la efectividad de los tratamientos, sin embargo el estudio de la productividad de las plantas no se
concluyó por falta de tiempo.
INTRODUCCION
La enfermedad conocida como “marchitez del chile” (ocasionada por Phytophthora capsici)
provoca una muerte prematura de la planta. La infección ocurre en las raíces o en la base del
tallo, los primeros síntomas que se observan son el marchitamiento de las hojas sin cambios en su
color, que finalmente quedan colgadas de los peciolos. En la base del tallo aparece una mancha
marrón verdusca que se ennegrece de acuerdo con el grado de necrosis de los tejidos. Las raíces y
tallos afectados muestran una pudrición, también ocurre la caída de las flores y los frutos
anticipan su cambio a color rojo y se arrugan. Los tallos continúan erguidos con las hojas
colgantes y los frutos secos y arrugados.
En México se considera que la “marchitez del chile” es la enfermedad más importante de este
cultivo causada por hongos, se ha reportado su presencia en todos los estados productores de
chile donde las condiciones ambientales favorecen su desarrollo, particularmente en los estados
de Aguascalientes, Guanajuato, San Luis Potosí, Zacatecas, Durango, Sinaloa, Sonora,
Chihuahua, Querétaro, Hidalgo y Michoacán.
Desde el descubrimiento de esta enfermedad los trabajos para controlarla se han enfocado contra
Phytophthora tanto en el extranjero como en México, se han reportado numerosos trabajos a nivel
mundial sobre control químico.
Desde el año de 1966 se han desarrollado en México variedades resistentes a P. capsici. En la
década de los 80’s resurgió fuertemente esta estrategia de control con el descubrimiento de 19
criollos resistentes a P. capsici originarios del estado de Morelos. Entre ellos sobresalía el
“Criollo de Morelos-334” (CM-334) debido a que exhibía consistentemente un alto grado de
resistencia al patógeno, sin embargo esta planta tiene hojas estrechas, pelos gruesos en su
superficie y los frutos son pequeños y picantes. Estos materiales junto con algunos introducidos
de otros países fueron ampliamente usados en México y en el mundo para generar variedades
resistentes. Sin embargo, desafortunadamente no se ha alcanzado el éxito esperado y la
enfermedad sigue causando grandes pérdidas en el país (González-Chavira y col., 2002).
En condiciones favorables, Phytophthora capsici puede causar pérdidas del 60 al 100% de la
superficie de chiles cultivados; en los estados de Guanajuato, Aguascalientes y San Luis Potosí la
superficie de siembra de chile se ha reducido un 60% por causa de este problema (SAGARPA,
2004).
Por otra parte se conoce que las especies reactivas de oxígeno (ROS) son componentes comunes
de las respuestas de defesa en plantas contra patógenos, al entrar en contacto células o tejidos
vegetales con agentes microbianos ocurre una ráfaga oxidativa caracterizada por la rápida
generación de peróxido de hidrogeno (H2O2). Este puede actuar como señal local para la muerte
celular hipersensitiva y también como una señal difusible para la inducción de activación de
genes de defensa en células adyacentes. (Orozco, 2001). Estos genes codifican para proteínas
asociadas a patogénesis, genes que regulan la acumulación de compuestos fenil-propanoides y
genes que codifican para enzimas desintoxicantes de ROS. Adicionalmente, la formación
extracelular de ROS y la ráfaga oxidativa tienen un rol predominante en la ejecución de la muerte
celular como defensa en plantas (Pellinen, 2002).
MATERIALES Y METODOS
Microorganismo
Se empleó una cepa nativa de Phytophthora capsici.
Material vegetal
Capsicum annuum tipo Ancho variedad Jamaica bajo condiciones de invernadero, sembrado en
vertisol colectado en la zona del bajío (Silao, Gto.). El sustrato se colocó en bolsas de polietileno.
Inoculación de las plantas
Se emplearon tres niveles de inoculantes. Bajo: < 250 UFC, Medio: 500 UFC, Alto: > 1000 UFC.
Se empleó suelo que contenía 1000 UFC y se mezcló con fracciones de suelo estéril para lograr
las concentraciones de UFC deseadas.
Tratamiento con inductores de defensa
Para cada planta se suministraron 50 mL de solución con un aspersor. Peróxido de hidrógeno
(6mM), Metan sodio (500 Kg/Ha de suelo adicionado con micorrizas y rizobacterias), Ácido
Jasmónico (250 g/ 3L).
Recolección de datos
Las variables de respuesta consideradas fueron la altura, diámetro de planta y sanidad de la
misma. Las medidas fueron tomadas con un vernier, un flexómetro y un estándar de sanidad
respectivamente.
Análisis de datos
Los análisis estadísticos se realizaron con Statistical Discovery Software JMP.
RESULTADOS
Análisis de varianza y prueba de medias
Resultados de tratamientos con la variable altura.
Análisis de varianza
Source
DF
Sum of Squares
Tratamientos
3
2222.771
Repetición
2
1209.919
Error
714
47344.575
C. Total
719
50777.265
Medias de ANOVA
Level
Number
Mean
Std Error
1
180
53.3944
0.60695
2
180
51.0389
0.60695
3
180
54.8056
0.60695
4
180
55.6889
0.60695
Std Error uses a pooled estimate of error variance
Comparación de medias
Level
Mean
4
A
55.688889
3
A B
54.805556
1
B
53.394444
2
C
51.038889
Levels not connected by same letter are significantly different
Resultados de tratamientos con la variable diámetro
Análisis de varianza
Source
DF
Sum of Squares
Tratamientos
3
0.634460
Repetición
2
0.047901
Error
714
60.794230
C. Total
719
61.476591
Medias de ANOVA
Level
Number
Mean
Std Error
1
180
0.661278
0.02175
2
180
0.610833
0.02175
3
180
0.694167
0.02175
4
180
0.654167
0.02175
Std Error uses a pooled estimate of error variance
Comparación de medias
Level
Mean
3
A
0.69416667
1
A B
0.66127778
4
A B
0.65416667
2
B
0.61083333
Levels not connected by same letter are significantly different
Resultados de tratamientos con variable sanidad
Análisis de varianza
Source
DF
Sum of Squares
Tratamientos
3
3.87083
Repetición
2
3.80278
Error
714
388.12500
C. Total
719
395.79861
Medias de ANOVA
Level
Number
Mean
Std Error
1
180
3.16667
0.05495
2
180
3.28889
0.05495
3
180
3.10000
0.05495
4
180
3.25000
0.05495
Mean Square
740.924
604.960
66.309
Lower 95%
52.203
49.847
53.614
54.497
Mean Square
0.211487
0.023951
0.085146
Lower 95%
0.61858
0.56813
0.65147
0.61147
Mean Square
1.29028
1.90139
0.54359
Lower 95%
3.0588
3.1810
2.9921
3.1421
F Ratio
11.1738
9.1234
Prob > F
<.0001
0.0001
Upper 95%
54.586
52.231
55.997
56.881
F Ratio
2.4838
0.2813
Prob > F
0.0597
0.7549
Upper 95%
0.70398
0.65353
0.73687
0.69687
F Ratio
2.3736
3.4978
Upper 95%
3.2746
3.3968
3.2079
3.3579
Prob > F
0.0691
0.0308
Std Error uses a pooled estimate of error variance
Comparación de medias
Level
Mean
2
A
3.2888889
4
A
3.2500000
1
A
3.1666667
3
A
3.1000000
Levels not connected by same letter are significantly different
Resultados de altura y nivel de tratamiento
Análisis de varianza
Source
DF
Sum of Squares
Nivel de Inóculo
2
1523.369
Repetición
2
1209.919
Error
715
48043.976
C. Total
719
50777.265
Medias de ANOVA
Level
Number
Mean
Std Error
1
240
51.7500
0.52913
2
240
54.2458
0.52913
3
240
55.2000
0.52913
Std Error uses a pooled estimate of error variance
Comparación de medias
Level
Mean
3
A
55.200000
2
A
54.245833
1
B
51.750000
Levels not connected by same letter are significantly different
Resultados para diámetro y nivel de inoculo
Análisis de varianza
Source
DF
Sum of Squares
Nivel de Inóculo
2
0.739439
Repetición
2
0.047901
Error
715
60.689251
C. Total
719
61.476591
Medias de ANOVA
Level
Number
Mean
Std Error
1
240
0.700208
0.01881
2
240
0.628667
0.01881
3
240
0.636458
0.01881
Std Error uses a pooled estimate of error variance
Comparación de medias
Level
Mean
1
A
0.70020833
3
B
0.63645833
2
B
0.62866667
Levels not connected by same letter are significantly different
Resultados de sanidad para nivel de inoculo
Análisis de varianza
Source
DF
Nivel de Inóculo
2
Repetición
2
Error
715
C. Total
719
Medias de ANOVA
Level
Number
Mean
1
240
3.28750
2
240
3.18750
3
240
3.12917
Std Error uses a pooled estimate of error variance
Comparación de medias
Level
Mean
1
A
3.2875000
2
A B
3.1875000
3
B
3.1291667
Sum of Squares
3.07778
3.80278
388.91806
395.79861
Std Error
0.04761
0.04761
0.04761
Mean Square
761.685
604.960
67.194
Lower 95%
50.711
53.207
54.161
Mean Square
0.369719
0.023951
0.084880
Lower 95%
0.66329
0.59175
0.59954
Mean Square
1.53889
1.90139
0.54394
Lower 95%
3.1940
3.0940
3.0357
F Ratio
11.3355
9.0031
Prob > F
<.0001
0.0001
Upper 95%
52.789
55.285
56.239
F Ratio
4.3558
0.2822
Prob > F
0.0132
0.7542
Upper 95%
0.73713
0.66559
0.67338
F Ratio
2.8291
3.4956
Upper 95%
3.3810
3.2810
3.2226
Prob > F
0.0597
0.0309
Levels not connected by same letter are significantly different
DISCUSIONES Y CONCLUSIONES
Los análisis estadísticos revelan que los tratamientos con niveles bajo y medio más efectivos con
el metan sodio inoculante, pero para tratamientos con niveles altos el peróxido revela una
efectividad similar al metan sodio inoculante tanto. Las variables que se toman en cuenta hasta
ahorita son el diámetro de la planta y su altura junto con su nivel de sanidad; sin embargo, falta
determinar la eficiencia de la planta para la producción de fruto, la enfermedad de marchitez del
chile se hace notar durante la etapa de floración y fructificación de la planta, sin embargo hace
falta más tiempo para determinar ese parámetro.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
González-Chavira, M. M.; Torres Pacheco, I.; Guzmán Maldonado, H., “Patógenos involucrados
en la marchitez del chile” Proceedings of the 16th International Pepper Conference Tampico,
Tamaulipas, Mexico. November 10 – 12., 2002.
Orozco-Cárdenas M.; Narváez-Vásquez, J.; Ryan, C. “Hydrogen Peroxide Acts as a Second
Messenger for the Induction of Defense Genes in Tomato Plants in Response to Wounding,
Systemin, and Methyl Jasmonate”. The Plant Cell. 13, 179–191. 2001.
Pellinen, R.; Korhonen M. S.; Tauriainen, A.; Palva, E.; Kangasjärvi, J. “Hydrogen Peroxide
Activates Cell Death and Defense Gene Expression in Birch”. Plant Physiol. 130, 549-560. 2002.
SAGARPA. Anuario Estadístico. 2004.