Manuel Peláez P. Fernando Gil V.

(U. Caldas - Cenicafe)

EVALUACIÓN DE LOS COMPONENTES DE LA RESISTENCIA INCOMPLETA A (Hemileia vastatrix Berk & Br.). EN PROGENIES DE CATURRA x HIBRIDO DE TIMOR Y DETERMINACION DE SU EFECTO EN LA DINAMICA DE LA ROYA DEL CAFETO.

La Roya del cafeto llegó al

continente americano en 1970 y

fue motivo de preocupación y

alarma entre los mejoradores

genéticos del Brasil y Colombia,

los cuales observaban como la

base genética de los cultivares

utilizados en América era

limitada. Deeste diagnóstico se

adelantaron estudios con el fin

de ampliar la base del

germoplasma existente hasta el

momento, el cual era

susceptible a la roya, principal

enfermedad de este cultivo.

. Goncalves , 1978

Conceptos fundamentales sobre

resistencia genética “ La resistencia en las plantas podría estar conferida por

factores genéticos, heredados por herencia mendeliana,

gobernada por genes dominantes o genes para la

resistencia, en cultivares agronómicamente aceptables”.

Bifen, 1905

“ Este tipo de resistencia se asocia siempre como una

herencia simple cuya respuesta se denomina, resistencia

hipersensible en la planta”.

Stackman, 1915

“La teoría "gen por gen", en donde a cada gen de la

planta que controla la respuesta a la infección,

corresponde un gen de virulencia del patógeno”.

Flor, 1953.

Resistencia Completa e Incompleta

“ Cuando el proceso de infección de un patógeno tiene

compatibilidad genética básica con un hospedante, se

presenta la enfermedad, por tanto, se dice que hay

susceptibilidad; todo lo contrario sucede cuando el

proceso de infección sufre algún grado de restricción

presentandose resistencia ”.

Torrez, 1996

Resistencia completa. Cuando se interrumpe el proceso infectivo, se

explica con base en que las razas de determinado patógeno actúan de manera diferente sobre cultivares diferenciales.

Resistencia incompleta. La reacción presenta un efecto dilatorio del proceso infectivo que reduce la tasa de infección.

Atributos de la Resistencia

Completa (RC)

Es gobernada por la interacción "gen a gen”,

entre el patógeno y el huésped

La planta es resistente a una raza del patógeno

y a otras, no

Normalmente es monogénica u oligogénica

Estar gobernada por uno o pocos genes.

Está reforzada por genes mayores.

Impide el establecimiento del patógeno.

Reduce la cantidad de inóculo vital.

Es una resistencia cualitativa.

Es afectada por la presión de selección

Atributos de la Resistencia

Incompleta (RI)

La planta reacciona de manera uniforme

contra todas las razas del patógeno, no siendo,

más resistente a una raza que a otras.

Tiene un efecto residual que, entra a operar

cuando deja de actuar la resistencia completa.

Es una resistencia parcial, incompleta que

disminuye el avance o progreso de la

epidemia.

Está gobernada por genes menores.

Es una resistencia cuantitativa.

Es afectada por el ambiente (erosión genética)

Componentes de Resistencia

Incompleta

La teoría epidemiológica sugiere diversos

procedimientos para determinar el efecto

cuantitativo de la resistencia incompleta, los

cuales son sustentados en la medición de

componentes, tales como:

Relación de infección

Períodos de incubación y latencia

Tasa de esporulación

Crecimiento de la lesión y período infeccioso.

Niveles de infección

. A

2

2

2

B

I

5

1

D Q 3 4

B I 5 3

B I 7 4

B

I

7

1

2

C

A

T

U

R

R

A

B

I

1

2

0

C

x

2

1

8

8

B I 7 3

Diferentes Grados de RI

Susceptibles Resistentes

Dendrogramas en laboratorio y campo (Conglomerados jerárquicos de resistencia incompleta)

Derivados de Caturra x Híbrido de Timor

Fase de laboratorio

. .

A

2

2

2

B

I

5

1

3

4

B

I

5

3

B

I

7

4

B

I

7

1

2

C

A

T

U

R

R

A

B

I 1

2

0

C

X

2

1

8

8

B

I

7

3

N

R

7

5 1

Resistentes Susceptibles

Diferentes Grados de RI

Fase de campo

. .

A

2

2

2

B

I

5

1

D

Q

3

4

B

I

5

3

B

I

7

4

B

I

7

1

2

C

A

T

U

R

R

A

B

I

1

2

0

C

x

2

1

8

8

B

I

7

3

N

R

7

5

1

(Conglomerados de Ri de las progenies) x (Defoliación natural en campo) (Conglomerados de Ri de las progenies) x (Defoliación natural en campo)

A222 Bi120 BI51 BI53 BI712 BI73

BI74 CAT CX2188 DQ34 NR751

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

NOV ENE MARZO ABRIL MAYO

MESES

T. SUSCEPTIBLE

T. RESISTENTE

. 2

2 A

2

2

2

B

I 5

1

D

Q

3 4

B

I 5

3

B

I 7

4

B

I 7 1

2

C

A

T

U

R

R

A

B

I 1

2

0

C

X

2 1

8

8

B

I 7

3

N

R

7

5

1

**** R

*** MR

-

** MS

* S

Comparación dendrográmica de RI en campo

con respecto a la curva de defoliación en los

derivados (C x H.T.)

Niveles de RI: * Susceptible ** Medianamente Susceptible *** Medianamente Resistente **** Resistente

Resistencia durable en el cultivo de café.

Con el descubrimiento del “Híbrido de

Timor” (Híbrido espontáneo de C. arabica

x C. canephora), con resistencia completa

al patógeno debido al factor SH6 asociado

con otros factores dominantes,

probablemente poligenes provenientes

del C. canephora, se abrieron nuevas

posibilidades de obtener materiales

resistentes a la roya a través del cruce con

las variedades tradicionales de C.arabica,

Los grupos fisiológicos de resistencia

derivados de C. canephora presentan un

amplio número de factores genéticos de

resistencia a la roya y pueden además

estar asociados con tolerancia a

nemátodos y sequía.

Alvarez, 1985

A

B

C

D

Resistente

RI. alta

RI. baja

Susceptible

E

F

Niveles de Resistencia Incompleta encontrados en laboratorio

T. Susceptible

T. Resistente

Figura 6. Materiales con diferentes niveles de RI, observados en laboratorio 20 días después de la inoculación A. Progenie con resistencia completa, ausencia

de lesiones B. Progenie con RI alta, aborto de infecciones C. Progenie con RI intermedia, aumento de la frecuencuia de infección y de la producción de

urediniosporas D. Progenie con RI baja, aumento del tamaño de lesión y densidad de esporulación E. Testigo resistente y F. Testigo susceptible.

incidencia baja

Retardo de la

Buen balance de

[ Periodo de

incubación

retardado

[ Tamaño de

lesión

pequeño

[ Baja

frecuencia de

infección

[ Poca esporulación

[ Baja densidad

de esporulación

[ Tasa de

[ epidemia

[ follaje

Resistencia incompleta alta determinada en campo

Resistencia completa a la enfermedad determinada en campo

4Ausencia de lesiones o

4Presencia de clorosis

4El proceso de infección

es abortado

4La enfermedad

no afecta el

follaje

4No hay

incidencia de la

enfermedad

4La severidad es

inócua

Resistencia completa a la enfermedad determinada en campo

4 Ausencia de lesiones o

4 Presencia de clorosis

4 El proceso de infección es abortado

4 La enfermedad

no afecta el follaje

4 No hay

incidencia de la enfermedad

4 La severidad es

inócua

4 Alta frecuencia de infeción

4 incubación y latencia temprana del hongo

4 Alta densidad y producción de urediniosporas

4 Pobre foollaje

4 Alta incidencia y severiridad

Resistencia incompleta baja determinada en campo

4 Lesiones grandes

MATERIALES Y MÉTODOS

LOCALIZACIÓN

MATERIAL VEGETAL

AISLAMIENTO, MANEJO Y CONSERVACION DEL INOCULO

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

ESTIMACION DE VARIABLES

ANALISIS DE LA INFORMACION

PROGENIES F3, F4 Y F5 PROVENIENTES DE LOS CRUZAMIENTOS DE C X H.T.

(INTRODUCCIÓN CIF1343), CON VARIACION POR RESISTENCIA

INCOMPLETA A Hemileia vastatrix.

Código Progenitor Reacción al ataque de

H. vastatrix*

Localización en el banco de

germoplasma

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

A. 222

BI. 51

BI. 53

BI. 73

BI.74

NR. 751

DQ. 34

BI. 712

CATURRA

CX2188

BI120

S

R

R

R

R

(Testigo R)

MR

MS

(TestigoS)

R

R

1446

1404

1405

1465

1406

1089

1796

1209

CAT

1020

1209

S: Susceptible R: Resistente

MR: Medianamente Resistente MS: Medianamente Susceptible

Castillo y Alvarado (1997).

MATERIAL VEGETAL

AISLAMIENTO, MANEJO Y CONSERVACION DEL INOCULO

AISLAMIENTO MANEJO Y CONSERVACION DEL INOCULO

Pruebas de viabilidad de las urediniosporas (método Cadwell & Stone.)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Fase de laboratorio (CENICAFE)

Fase de campo (Estación experimental Naranjal)

24+/- 2°C 100 % H.R. X 48 hrs

24+/- 2°C 100 % H.R.

24+/- 2°C 100 % H.R.

Alternancia por 12 hrs de luz artificial y Oscuridad / x 45 días

Fase de laboratorio

(Leguizamón, 1983)

1

2

3

Hojas inoculadas

5 P:M Inicio de la inoculación

15 hrs más tarde retiro de bolsas

Fase de campo

(Jaramillo, 1985)

Estimación de variables

Fases: laboratorio

y campo

Frecuencia de infección Periodos de incubación Periodo de latencia Tamaño de la lesión Indice de infección Densidad de esporulación Periodo esporulante Producción de urediniosporas Porcentaje de defoliación Incidencia Nivel de severidad

ESCALA DE CALIFICACION DE REACCIONES CRECIENTES DE INFECCION DE Hemileia vastatrix Berk

y Br. (Leguizamón, 1983).

CALIFICACION DESCRIPCION

0 Ausencia de lesiones visibles

1 Aparición de pequeñas manchas decoloradas

2 Aumento de la superficie de las pequeñas manchas

y decoloración más pronunciada

3 Tendencia de las manchas a coalescer e

intensificación de la decoloración

4 Aparición de las primeras esporas

5 Esporulación inferior al 25% de la mancha

6 Esporulación entre 25 y 50% de la mancha

7 Esporulación superior al 50% de la superficie de l

a mancha

Escala de diametros para cuantificación de lesiones por gota

(Villegas, 1985)

Frecuencia de Infección (FI):

Número medio de lesiones por hoja (en cada planta) /

total de gotas inoculadas por hoja. Se tomó como lesión

aquella gota que después de inoculada presento grados

2 (Leguizamón, 1985)

Periodo de incubación (PI):

Número de días necesarios para que el 50% de las

unidades de observación presenten lesiones, grado 3 en

la escala de Leguizamón (1985).

Periodo de latencia (PL):

Número de días que se necesitaron para que el

50% de las unidades de observación, culminara el

proceso de esporulación, grado 4 (aparición de

las primeras urediniosporas), en la escala de

Leguizamón (1983, 1985).

Periodo esporulante (PE):

Tiempo entre el periodo de latencia y la necrosis

de la lesión o la caída de la hoja.

Tamaño de lesión (TDL):

Una vez las lesiones alcanzaron su periodo de latencia,

sobreponiendo en las lesiones esporuladas (grado 4 escala de

Leguizamón, 1983) un acetato en el cual se encontraba una

escala de diámetros de la lesión en milímetros. Transformada

posteriormente en área (Villegas, 1985).

Indice de infección (II):

Calculado mediante la siguiente expresión matemática

desarrollada por Leguizamón (1983).

En donde:

n = Número total de inoculaciones por hoja.

ni = Número de lesiones correspondientes al grado i.

i = Valor de 0 a 7 correspondiente a la calificación de

reacciones tipológicas de cafeto al ataque de H. vastatrix

n

iå ini

7xnII =

Densidad de esporulación (DE):

La cantidad de urediniosporas por unidad de área.

Producción de urediniosporas por

pústula (PRU):

Una vez culminada la fase terminal de la infección se

determinó la producción de urediniosporas en cada

lesión inducida.

No. Nudos x 2 - No. hojas presentes

% de defoliación (PDD) = --------------------------------------------------------- x 100

No. de nudos x 2

No. de hojas con roya

Incidencia de Roya (IR) = --------------------------------------- x 100

No. de hojas presentes

Porcentaje de defoliación e incidencia de roya

Análisis estadístico de la información:

Intensidad de la enfermedad y la tasa de incidencia para la fase lineal de la

epidemia

4 Evaluación descriptiva de los componentes de resistencia incompleta en el

tiempo : (II, PI, PL, FI,TDL, DE, PRU).

4 Se calculo efecto de los materiales, bajo un análisis multivariado de

componentes estadísticos principales.

4 Se aplicó un método jerárquico aglomerativo sobre los materiales.

4 Sé compararon las medias estadísticas mediante la prueba de Tukey, al 5%.

4 Finalmente con la tasa de incidencia de la enfermedad en campo sé corroboró

la hipótesis de trabajo.