Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 La Agalla de Corona del duraznero en Cochabamba The Crown Peach Gall in Cochabamba Mario Coca Docente de la FCAPFyV-UMSS Responsable Laboratorio de Fitopatología del Departamento de Fitotecnia E mail: [email protected] Resumen El Valle Alto es una de las microregiones importantes de producción de durazno de Cochabamba. Después de más de 20 años, las plantaciones comerciales de duraznero han crecido hasta alrededor de 1500 ha y el 70% de los productores de esta zona tienen, en este frutal, su principal actividad económica. La importancia del duraznero, comienza a partir de los programas de frutales en la Estación Experimental “San Benito”, en los años setenta, siendo el punto de difusión en la zona del Valle Alto de Cochabamba y otras regiones de Bolivia. El manejo de plagas, enfermedades y heladas, son algunas de sus principales limitantes, siendo la agalla de corona (Agrobacterium tumefaciens), la enfermedad que causa reducción de la producción, hasta la muerte de las plantas afectadas. En el Valle Alto, esta enfermedad tiene distribución generalizada, en algunos lugares más que en otros. Desde los años ochenta, se han realizado ensayos para su control con agroquímicos, bactericidas, estiércoles y A. radiobacter (K84). Sin embargo, se detectó cepas de A. tumefaciens resistentes al antibiótico de A. radiobacter y las formulaciones comerciales dejaron de comercializarse. Desde el inicio del control de la enfermedad en el Valle Alto, no se ha desarrollado una estrategia de manejo integral de esta enfermedad con visión de sostenibilidad de largo plazo. Palabras clave: Fitopatología; frutales; bacterias; Agrobacterium tumefaciens Abstract The Upper Valley of Cochabamba is one of the most important micro regions of peach production in Cochabamba. After more than 20 years, the commercial peach plantations have grown to about 1500ha, being this fruit the main economic activity for the 70% of the producers in this zone. The importance of this fruit begins in the seventies, with fruit programs carry out in the Experimental Station of San Benito, as the point of diffusion the area of the Upper Valley of Cochabamba and other regions of Bolivia. Pests, diseases and frost management are some of the main constraints, being the crown gall (Agrobacterium tumefaciens) the disease causing the reduced production even the death of affected plants. In the Upper Valley, this disease has a widespread distribution, in some places more than others. Since the eighty years, tests for its control have been performed with agrichemicals, bactericides, manures and A. radiobacter (K84). However, strains of A. tumefaciens resistant to A. radiobacter antibiotic were detected therefore, commercial formulations ceased their commercialization. Since the disease control’s initiation in the Upper Valley, a strategy of integral management of this disease has not been developed with a vision of sustainability at long-term. Keywords: Plant Pathology; fruits; bacteria; Agrobacterium tumefaciens 2 Área: Actualidad Nacional Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 IntroduCCIón En Bolivia, la producción frutícola se encuentra localizada principalmente en los valles interandinos de los departamentos de La Paz, Tarija, Chuquisaca, Potosí, Santa Cruz y Cochabamba (Cuadro 1). Estos valles conforman micro regiones con características de clima y suelo, aptas para la producción de frutales, en particular, el duraznero. hectáreas de huertos comerciales de duraznero, siendo los municipios de San Benito, Arbieto, Tarata y Cliza, los que destacan por su importancia. En las comunidades de estos municipios, el cultivo del duraznero, es la principal actividad económica. Se estima que el 70% de sus habitantes tienen como actividad principal al cultivo de esta especie frutal. En el departamento de Cochabamba, la producción frutícola es una actividad tradicional y se cultiva en todo el valle de Cochabamba (valle bajo y alto), Mizque, Pocona, etc. El crecimiento de la superficie cultivada en los últimos años (Figura 1), es el resultado de un proceso de confluencia de varios factores sociales, económicos y las características de clima y suelo favorables para el cultivo del duraznero. El Valle Alto es una de las micro regiones más extensas de Cochabamba; que comprende las provincias Esteban Arce, Germán Jordán y Punata. Al presente se estima que existe alrededor de 1500 Al presente, la producción de durazno del Valle Alto, es una característica regional, reconocida en toda Bolivia, como los duraznos de San Benito del Valle Alto de Cochabamba. Cuadro 1. Municipios y localidades, en orden de importancia, donde se cultiva duraznero en Bolivia. Área: Actualidad Nacional 3 Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 Figura 1. Superficie cultivada con duraznero en Bolivia para el periodo 2000 a 2009. Fuente: Adaptado de INE, 2011 (www.ine.gob.bo) ProduCCIón teCnIfICada deL duraznero El mejoramiento del cultivo del duraznero comienza a partir de la Estación Experimental San Benito, en los años setenta, con la generación de variedades como la Gumucio Reyes y Esequiel Saavedra, de técnicas para el manejo cultural, para el manejo de plagas, enfermedades y sistemas de riego, etc. Este periodo inicial de generación de tecnología, para la producción tecnificada del duraznero en el Valle Alto, ha significado el inicio del crecimiento de los huertos comerciales. En este periodo inicial, de crecimiento todavía lento, por el cambio que debía experimentar el sistema agrícola, de su vocación tradicional de valles productores de granos y maíz para Cochabamba y Bolivia, a un sistema productor de frutales, gradualmente iría consolidándose. Diferentes proyectos de la cooperación internacional, estatales y privados, han promovido este desarrollo, lo que ha significado generar un impacto regional que en pocos años se convertiría en una expectativa nacional. A partir de entonces, comienza un proceso de difusión de la tecnología para la producción del duraznero, hacia el interior del Valle Alto, como hacia otros valles de 4 Bolivia. En la actualidad, la tecnología para la producción del duraznero, se ha convertido en una “necesidad”, porque sin ella, la producción no sería la misma. LImItantes en La ProduCCIón Al presente, la producción de durazno en el Valle Alto, tiene limitaciones de orden técnico y climático. Entre ellas se encuentra la incidencia de plagas, enfermedades y heladas. Estos factores han llegado a convertirse en verdaderas limitantes para la producción. La “arañuela”, es una plaga conocida, pero, cada vez mas incontrolable; la “mosca de la fruta”, que hasta hace pocos años atrás se consideraba inexistente en el Valle Alto, hoy es una nueva y emergente plaga (SENASAG, 2009) que se encuentra en fase de expansión y en un mediano plazo podría convertirse en una plaga incontrolable, con serias consecuencias para la fruticultura de la región. Actualmente, con las técnicas desarrolladas, las enfermedades comunes como el Oídio, la Monilia o la Viruela, sus efectos nocivos pueden ser disminuidos, pero, la Agalla de Corona se ha convertido en una enfermedad que está causando severos Área: Actualidad Nacional Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 presencia de hospedantes alternos y principales (especies dicotiledóneas y monocotiledóneas) (Stafford, 2000). daños en las plantaciones de duraznero. Los productores y las instituciones han experimentado alternativas de manejo, pero con resultados poco alentadores, entre tanto, la enfermedad continúa siendo diseminada y afectando a la producción. Una vez que la bacteria ha sido introducida a un huerto (vía plantas contaminadas, riego o materiales contaminados) su erradicación es “difícil”. La enfermedad aGaLLa de Corona La denominación Agalla de Corona, se debe a la formación de tumores de diferente tamaño, que se localizan en el cuello de la planta, aunque también se forman en distintas partes de la raíz e incluso, en algunas especies, en la parte aérea de la planta (Fotografías 1 y 2). La Agalla de Corona, también conocida como la enfermedad de las heridas, es causada por la bacteria Agrobacterium tumefaciens (Fotografía 3). El género Agrobacterium es un grupo de bacterias Gram Negativas del suelo y varias especies causan enfermedades en las plantas. Tiene distribución mundial y causa severas pérdidas en una amplia variedad de especies ornamentales (crisantemos, rosas, álamo, etc.) y frutales (manzana, cereza, damasco, ciruelo, pera, durazno, etc.), en viveros y plantaciones. Esta bacteria es nativa del suelo, y puede permanecer por muchos años o casi indefinidamente, en dependencia de la Los tumores están formados por células hiperplásicas e hipertróficas, producidas a partir de la planta, debido a una sobreproducción de hormonas de crecimiento. Estos tumores, en los lugares donde se encuentren, tallo o raíz, gradualmente obstruyen los vasos conductores, lo que causa un mal funcionamiento y gradual debilitamiento, hasta causar el colapso o muerte de la planta. 1 Fotografías 1 y 2. Síntomas característicos de Agalla de Corona en duraznero. Foto tomada de: Matthysse, 2006 Fotos: Mario Coca 2 Fotografía 3. Célula de A. tumefasciens vista al microscopio de transmisión electrónica. Área: Actualidad Nacional 5 Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 PatoGénesIs de A. tumefaciens El proceso de infección ocurre en el suelo, cuando se causan heridas en el tallo o raíz, ya sea por causas imprevistas o descuido durante las prácticas culturales o de manejo como podas, transplante, etc. La multiplicación excesiva de células para la formación de tumores, es una consecuencia de la sobreproducción del ácido Indol Acético (IAA) y Citokininas por las células de la planta. Esta es una consecuencia de la transformación genética causada por las células de la bacteria A. tumefaciens, que ocurre a través de la inserción e integración de un segmento de ADN del plásmido de la bacteria, denominado T-ADN, en el ADN genómico de las células de la planta del lugar de infección. Este segmento (TADN), contiene genes que codifican la producción de IAA y Citokininas. Cuándo las células son transformadas, estas producen hormonas en cantidades anormales, ocasionando una excesiva proliferación y deformación de células en el lugar de la herida. Con el tiempo, estas células forman la agalla, que puede alcanzar a varios centímetros de diámetro y volumen. Puede llegar a formarse una masa negruzca y degradarse gradualmente, hasta en algunos casos puede desprenderse de la planta. Pero, como las células de la planta han sido transformadas, estas continuarán produciendo hormonas, hasta que su fisiología todavía se encuentre en funcionamiento, de manera que cuantas veces sean desprendidas las agallas o tumores de la planta, en un corto periodo de tiempo, nuevamente comenzarán a formarse. A este fenómeno que ocurre en la naturaleza, se ha denominado Ingeniería Genética Interkingdom, pues se trata de una ingeniería que ocurre en la naturaleza desde una bacteria (Procarionte) a una planta (Eucarionte). En la actualidad, A. tumefaciens, es utilizada en los laboratorios de Ingeniería 6 Genética, como “vector” para la inserción de segmentos de ADN de una en otra especie vegetal, para dar lugar a vegetales modificados genéticamente. ControL y PersPeCtIvas deL manejo de A. tumefaciens Desde los años ochenta al presente se realizaron trabajos de investigación orientados al control de la Agalla de Corona (E.E. San Benito, 1980). En general, se ensayaron diferentes agroquímicos, bactericidas, uso de estiércoles, utilizándose también la cepa no patogénica Agrobacterium radiobacter (K84). De las experiencias locales, entre los productores, el uso de estiércol de cerdo u oveja, por ejemplo, ha demostrado algún efecto de reducción en los síntomas en plantas donde se extirparon las agallas y se las trató con estos estiércoles, sin embargo, no resultaron efectivas en huertos comerciales debido al rebrote de las agallas y la necesidad de continuos tratamientos. El uso del A. radiobacter, introducido a Bolivia entre 1980 (Jaimes, 1982), resultó una de las alternativas más efectivas y prácticas para el control de la Agalla de Corona. El A. radiobacter (K84), es conocido por su capacidad de producir antibióticos que inhiben el desarrollo de A. tumefaciens y tiene el mismo mecanismo que A. tumefaciens, para la inserción e integración de un segmento de plásmido (pAgK84 que codifica la producción e inmunidad al Agrocin 84) a las células de la planta (Lacroix et al., 2006). Esta bacteria fue utilizada en países productores de frutas de Europa y USA, por su alta efectividad de control de A. tumefaciens y fue comercializada con diferentes nombres, Norbac 84-CTM, GalltrolTM, Nogall TM,DiegallTM, Agrocin 84, etc. No obstante de estar funcionando como el más eficiente bio- Área: Actualidad Nacional Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 controlador de A. tumefaciens, estudios científicos realizados, en campo y laboratorio, en Europa y otros países, demostraron la existencia de cepas de A. tumefaciens resistentes al antibiótico de A. radiobacter (K84). Por las implicaciones que podrían surgir debido al uso del A. radiobacter (K84), los productos comerciales salieron de circulación, quedando de esta manera la Agalla de Corona, nuevamente sin una alternativa efectiva de control. En la actualidad fueron desarrolladas otras alternativas de menor riesgo como el A. radiobacter (K1026), pero que se trata de un organismo genéticamente modificado, que está siendo utilizado en algunos países europeos, USA y Latinoamérica (Penyalver et al., 2000). Sin embargo, ante la difusión inevitable de la Agalla de Corona en los últimos 20 años, los daños que ha causado en la producción y la ausencia de otras medidas de control, los agricultores por si mismos desarrollaron algunas prácticas locales como la extirpación de las agallas, la utilización de diesel o estiércol de cerdo como cicatrizante, etc., con efectos relativos. También algunas instituciones desarrollaron el uso de bacterias benéficas como el “Biobacillus” para aplicar sobre la herida cuando la agalla es extirpada o también al momento del transplante (Navia et al., 2009). Está demostrado que la alternativa mas eficiente y práctica de control de la Agalla de Corona, es el uso integrado de varias practicas y técnicas. A este conjunto de prácticas y técnicas orientado a reducir los daños causados por la Agalla de Corona, se denomina “Manejo”. Varias medias fueron sugeridas, por ejemplo, Navia et al., (2009), indican las siguientes: • Uso de material libre de la enfermedad, o cuando se trata de porta injertos, el uso del G*N (Garfield * Nemared) por su tolerancia a la Agalla. • Evitar terrenos infestados, evitar heridas al realizar labores culturales y manejo del huerto y evitar la diseminación por el agua de riego. El manejo de la Agalla de Corona, es una estrategia que busca reducir el impacto de las enfermedades en el mediano y largo plazo, a través de la aplicación integrada de un conjunto de prácticas de exclusión, erradicación, protección y resistencia. En los enfoques del “control” de la Agalla de Corona, desarrollados desde la época de la E.E. San Benito, se buscaron únicamente alternativas químicas y biológicas (uso de A. radiobacter), pero, no una estrategia integrada con visión de sostenibilidad de largo plazo. Las iniciativas para el manejo o control de Agalla de Corona, luego del cierre del IBTA, quedaron libradas a la iniciativa aislada de productores y de la cooperación de instituciones públicas y privadas, nacionales e internacionales. En la actual situación de ausencia de una estrategia regional, el manejo de la enfermedad en el Valle Alto, se muestra precario, y por tanto, vulnerable. Esta situación está permitiendo la sustitución de la demanda de durazno del mercado local y nacional por la introducción de esta fruta de otras regiones y otros países como Chile. En conjunto, el problema de la Agalla de Corona, por su impacto en la producción, la ausencia de una estrategia de manejo regional y la sustitución de la producción por las introducciones e importaciones, en el mediano plazo, podría precipitar el colapso del cultivo del duraznero en el Valle Alto de Cochabamba. ImPaCto de La aGaLLa de Corona Recientemente se ha utilizado la metodología PCR para la diagnosis de Agalla de Área: Actualidad Nacional 7 Revista de Agricultura, Nº 50 - Octubre 2011 Corona en la producción de plantines en viveros, capaz de detectar a la bacteria en falsos negativos (Cubero et al., 2002), así como para estudiar el movimiento de la bacteria dentro de la planta (Cubero, et al., 2006). Utilizando esta metodología, se ha demostrado la migración de la bacteria dentro de la planta, como un fenómeno complejo, pero además que es un método eficiente y sensible para seleccionar plantas libres de infección latente por la bacteria (Cubero et al., 2006). Esta metodología sensible y precisa y más ventajosa con relación a la convencional, también fue desarrollada en Bolivia por PROINPA, a partir de muestras de suelo y planta (Castillo, 2010). Según Castillo (2010), la metodología PCR enfatiza una detección precoz y precisa de la enfermedad, que permite: • Prevenir la producción de plantas enfermas y por tanto la difusión de la enfermedad a través de la comercialización de material contaminado. • Apoyar en el establecimiento de nuevos huertos en suelos limpios y con plantas sanas. Cubero, J., Lastra, B., Salcedo, C., Piquer, J. and López, M. 2006. Systemic movement of Agrobacterium tumefaciens in several plant species. Journal of Applied Microbiology 101 (2006) 412-421. Castillo, J. 2010. Diagnóstico molecular de la Agalla de Corona en durazneros. Documento para técnicos. Fundación PROINPA. Cochabamba, Bolivia. 2 p. E.E. San Benito. 1980. Informe anual 1979-80. E.E. San Benito. 1980. Informe técnico E.E. San Benito (1979-80). Jaimes, V. 1982. Control de la agalla de corona con Agrobacterium radiobacter (K84). 1982. Tesis de grado Facultad de Ciencias Agrícolas y Pecuarias, Universidad Mayor de San Simón. Cochabamba, Bolivia 68 p. Lacroix, B., Tzfira, T., Vainstein, A., Citovsky, V. 2006. A case of promiscuity: Agrobacterium’s endless hunt for new partners. Trends in Genetics, Vol. 22 - 1:2937. Mc’Cullen, C., Binns, A. 2006. Agrobacterium tumefaciens and plant cell interactions and activities required for inter kingdom macromolecular transfer. Ann. Rev. Cell. Dev. Biol., 22:101-127. Matthysse, A. 2006. The genus Agrobacterium. Prokaryotes 5:91–114. • Garantizar la inocuidad del material vegetal utilizado para realizar injertos. Navia, O., Álvarez, V., Plata, G., Gandarillas, A. 2009. Manejo Integrado de la Agalla de Corona en duraznero. Ficha para técnicos. Fundación PROINPA. Plataforma Frutas de Valle. PIC Consorcio Andino. Cochabamba, Bolivia. 8 p. • Ayudar a conservar un óptimo estado sanitario de suelos y agua de riego en invernaderos, viveros y huertos frutales. Penyalver, R., Begonya, V., Lopez, M. 2000. Use of the genetically engineered Agrobacterium strain k1026 for biological control of crown gall. European Journal of Plant Pathology. 106:801-810. • Apoyar a la comercialización de plantines ya que su diagnóstico permite certificar material para los servicios nacionales de certificación de calidad sanitaria de material vegetal. SENASAG. 2009 Informe técnico del SENASAG regional Cochabamba. En: Taller de información interinstitucional de la plataforma frutales del Valle Alto de Cochabamba. referenCIas CItadas Cubero, J., van der Wolf, J. van Beckhoven, M., López, M. 2002. An internal control for the diagnosis of crown gall by PCR. Journal of Microbiological Methods 51, 387-392. 8 Stafford, A. 2000. Crown gall disease and Agrobacterium tumefaciens: A study of the history, present knowledge, missing information, and impact on molecular genetics. The Botanical Review. Vol. 66 (1): 99-118. Área: Actualidad Nacional