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AVANCES EN LA INVESTIGACIN DELA FUSARIOSIS DE LA ESPIGA DEL
TRIGO (FET) EN PARAGUAY
Ing. Agr. MSc. PhD. Andrea A. Arra A.
Docente InvestigadorCentro Multidisciplinario de Investigaciones TecnolgicasDireccin General de Investigacin Ciencia y Tecnologa
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - FACENUniversidad Nacional de Asuncin
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Qu es la Fusariosis de la Espiga?Enfermedad causada principalmentepor hongos del
complejo Fusarium graminearum / Giberella zeae(Ackermann et. al. 2002)
15 ESPECIES
F. graminearum, F. gerlachii, F. louisianense, F. asiaticum, F.
ussurianum, F. nepalense, F. mesoamericanum, F.
austroamericanum, F. vorosii, F. acaciae mearsii, F. boothii,F. cortaderiae, F. brasilicum y F. meridionale (Sarver et al.,
2011).
OTRAS ESPECIES
F. culmorum, F. avenaceum, F.poae entre otras
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Cul es la fuente de la enfermedad?
Semillas
Malezas
Restos de cultivo
COSMOPOLITAHEMIBIOTROFICO - POLFAGO
SISTEMA DESIEMBRADIRECTA
Fusarium
INIA, 2002
Cules son las condiciones para ledesarrollo de la enfermedad?
Lluvia constante 18-30 C Infeccin ocurre a travs de
las anteras en la antesis
(Ackermann et. al. 2002)
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Sntomas Blanqueamiento de espigas y espiguillas Color rosa Puntos negros Aborto de flores Granos chuzos, chupados, de bajo peso Granos blancos a gris claro
(Ackermann et. al. 2002)
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IMPACTO DE LA ENFERMEDAD
Variedad
Manejo
poca desiembra
Clima
Variables
Prdidas
Directas
Productor
Rendimiento
Industrial
Menorrendimiento
de harinaHarina
obscura
Destruccinde almidn y
protenas
Indirectas
Costos
Manejo
Investigacin
SaludCabaes et al 2007; Soriano et al 2007
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Deoxinivalenol
El deoxinivalenol (DON), produce exclusivamentetoxicidad aguda y no se acumula en el organismo.
Produce vmitos, anorexia, prdida de peso y
diarreas, en concentraciones altas necrosis del tractogastrointestinal, mdula sea y tejidos linfoides.
Al parecer estos metabolitos actuaran disminuyendo
la sntesis proteica de la planta y podran suprimir oretrasar la respuesta de defensa al ataque fngico.
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Medidas de control
Control de la Fusariosis de la Espiga
Gentico
Tolerancia
Resistencia
Cultural
Manejo decultivo
Qumico
Fitosanitarios
BiolgicoManejo
PostCosecha
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ControlBiolgic
o
Hongos
Bacterias
NO HAY PATGENOSRESISTENTES A ESTOS
BIOPRODUCTOS
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ControlG
entico
Resistencia
Resistencia I
INFECCIN
Resistencia IIINVASIN
Resistencia III
ACUMULACIN DON
FUENTES DE RESISTENCIA : CHINA, MXICO, BRASIL, ARGENTINA
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ANTECEDENTES
1972 Reduccin de superficie yrendimiento y 70% de prdidas
1975 Prdidas, Itapua 1, prdidas
menores
1976 Promocin de uso de fungicidas
1982 Incremento gracias a fertilizantesy fungicidas
1986 Autosuficiencia
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ANTECEDENTES
Quintana, en 1998, concluy que DON es la micotoxina de mayorrelevancia en el cultivo del trigo en Paraguay, encontrando en100% de las muestras analizadas de 0.247 a 10.13 ppm (Quintana,2004; Quintana y Morel, 2004).
F. avenaceum, F. equiseti y F. culmorum, en semillas de trigoestudiadas por Quintana y Morel en 2004, siendo Fusariumgraminearum la especie predominante con una frecuencia de90%.
Programa de Fortalecimiento a la Investigacin y Difusin delCultivo de Trigo, 2003
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ESPECIES DE FUSARIUMYMICOTOXINAS ASOCIADAS AL CULTIVO
DEL TRIGO EN ZONAS PRODUCTORAS DELA REGIN ORIENTAL DEL PARAGUAY
2012 - 2015
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MuestreoSeptiembre de 2012
Julio de 2013
Julio 2014
144 lneas
140 lneas
ITAPACANINDEYSAN PEDRO
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Coordinacin: Ing. Agr. MSc. PhD. Andrea Alejandra Arra
Investigadores
Farm. Bioq. MSc. JulianaMoura Mendes
Lic. Biol. MSc. DaniloFernndez Ros
Asesores Dr. Mohan Kohli
Dra. Rosa Oviedo deCristaldo
Dr. Lider Ayala Aguilera
Miembros de Equipo:Estudiantes de Postgrado: Ing. Agr. Cinthia Cazal
Ing. Agr. Lourdes Romero
Lic. Biol. Christian DujakColaborador: Ing. Agr. Pablo Arra
Estudiantes de Grado:Biologa: Sara, Karina, Natalia, CeciliaBiotecnologa: Lourdes, Sebastin, Miguel, Csar, Alba, Magali, Nyade.
ESTUDIO DE LOS PATGENOS PRESENTES Y BSQUEDA DE NUEVASFUENTES DE RESISTENCIA
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FUSARIOSISESPIGA
SELECCIN DEGERMOPLASMA
DE TRIGOTOLERANTE A LA
FUSARIOSIS DE LAESPIGA
Cinthia Cazal
SELECCIN DEGERMOPLASMA
DE TRIGOTOLERANTE A LAACUMULACIN
DE DON
Lourdes Romero
EXPRESINDIFERENCIAL DE
GENES ASOCIADOS A
LA DEFENSA EN ELPATOSISTEMATRIGO-
Complejo Fusariumgraminearum
Christian Dujak
Caracterizacindel patgeno
MAESTRA EN CIENCIASEN BIOTECNOLOGA
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Trillado Desinfeccin Micobiotas Purificacin
IDENTIFICACIN DE HONGOS PRESENTES
Barnett y Hunter, 1999
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Alcohol70%
Hipocloritode sodio
3%
Papel de filtro
PDA
25C 27 das
Purificados y por medio de diluciones seriadas se realizaroncultivos monospricos
PDA SNA
Morfologacolonias:
crecimiento ypigmentacin
Produccin declamidspora
Macroconidias:
Forma, tamao
Microconidias:Forma, tamao, Formacin
CLA
(Leslie y Summerell, 2006)
...IDENTIFICACIN DE ESPECIES DE FUSARIUM
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...IDENTIFICACIN DE ESPECIES DE FUSARIUM
Cultivos monoconidiales
SNA (Spezieller Nhrstoffarmer Agar)
Carnation Leaf-Piece Agar (CLA)
Leslie y Summerell 2008
600 aislamientosde Fusarium
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Incidencia in vitro Seleccin de lneas
Altamente susceptibles
Susceptibles
Moderadamente tolerantes
Tolerantes
Resistentes
I id i d i d F i T i I Vit C it
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INCIDENCIA DEFusarium graminearum, CAPITN MIRANDA, ITAPA,
2012
ACEPTADO PARA PUBLICACINIDENTIFICACION MOLECULAR DE ESPECIES Fusarium ASOCIADAS AFUSARIOSIS DE LA ESPIGA EN ITAPA, PARAGUAY
INCIDENCIA DE HONGOS DEL COMPLEJO Fusarium graminearumYACUMULACIN DE DEOXINIVALENOL EN LNEAS DE TRIGO
EN ARBITRAJE ACTUALMENTE
0% 1% 2% 3% 2%
2%4%
9%
77%
Incidencia de especies de Fusarium en Trigo In Vitro, CapitnMiranda, Itapa, 2012
Fusarium sp.
Fusarium equiseti
Fusarium verticilloides
Fusarium oxysporum
Fusarium avenaceum
Fusarium poae
Fusarium culmorum
Fusarium semitectum
Fusarium graminearum
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SELECCIN Y CARACTERIZACIN DE AISLADOS
Dinmica de crecimientoPDA EsporulacinSNA y CLA
Seleccin de Cepas
Altamente esporulanteMedianamente esporulantePoco esporulanteNo esporulante
RECONFIRMACIN DE IDENTIDAD
ANLISIS MOLECULARES
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AJUSTE DE TCNICAS MOLECULARES
EXTRACCION DNA
CTABDELLAPORTA
130 64 M 64 82 13082
AMPLIFICACIN
Regin de elongacin AlfaBeta tubulinaFgramFusariumgraminearum
DeoxinivalenolNivalenol3 acetil DON
Primer Secuencia
TrI 5F AGC GAC TAC AGG CTT CCC TC
TrI 5R AAA CCA TCC AGT TCT CAA TCT G
3NA GTG CAC AGA ATA TAC GAG C
3CON TGG CAA AGA CTG GTT CAC
3D15A ACT GAC CCA AGC TGC CAT C
3D3A CGC ATT GGC TAA CAC ATG
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60,5C58,5C56,5C60,5C58,5C56,5C 60,5C58,5C56,5C
Tri5F/Tri5R 3NA/3CON 3D15A/3D3A
CEPAS
64
82117130
CRECIMIENTO EN DIFERENTESCONDICIONES DE :
TEMPERATURA5 a 40C
ACTIVIDAD DEL AGUA - 0,82pH3,5 a 13
AJUSTE DE MEDIOS PARAESPORULACIN E INCULO
SELECCIN DE GERMOPLASMA DE TRIGO TOLERANTE A LA FUSARIOSIS
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SELECCIN DE GERMOPLASMA DE TRIGO TOLERANTE A LA FUSARIOSISDE LA ESPIGA
SELECCIN DE GERMOPLASMA DE TRIGO TOLERANTE A LAACUMULACIN DE DON
Seleccin de Lneas
5 Altamente susceptibles5 Susceptibles5 Moderadamente tolerantes5 Tolerantes5 Resistentes40 Resistentes
ENSAYO PREVIO DE VIRULENCIA1. Mtodo de Infeccin2. Cepa3. Combinaciones de cepas
ENSAYO SOBRE SUCEPTIBLE
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Ensayosdecampo Experimento I 25 lneas Resistencia I y II Pool de Cepas
Inyeccin
Aspersin
Algodn
Experimento II 25 lneas Resistencia III
Cepa pura Aspersin
Pool de cepas Aspersin
Experimento III 40 lneas R Resistencia II y III Pool de cepas Aspersin
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INFECCIN
INCULO
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ParmetrosEvaluados
Severidad
2 semanas
3 semanas
Acumulacin
DON
Cosecha
Respuesta
Defensa
0 horas
4 horas
8 horas
12 horas
24 horas
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TRILLADO CUANTIFICACINDONANLISIS
RESULTADOS
2DASELECCIN
LINEASANLISIS
EXPRESIN
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
M 150 M 217 M 65 B 8 D 118m150
MODERADAMENTE RESISTENTE
RESISTENTES
MODERADAMENTE SUCEPTIBLE
SUCEPTIBLE
ALTAMENTE SUCEPTIBLE
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Interaccin temprana Trigo-
Fusarium
1
2
3
4
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Determinar la respuesta de defensa a travs de la expresindiferencial de genes en el patosistema Trigo-Fusarium.
METODOLOGIA
SELECCIN DE
CEPAS (Fusariumgraminearum)
SELECCIN DELINEAS DE TRIGOSusceptible yResistente
Inoculacin LocalEtapa de Floracin (cepas #130F. graminearum)
1 x 10 conidias/ml por Aspersin
Ensayo ExperimentalInvernadero
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Muestreos :
0 hdi, 4 hdi, 8 hdi, 12 hdi y 24 hdi.
Foroud et al., 2012
Sntesis
a cDNA
-80C
-20C
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FIGURA 1.Expresin de genes NPR1 y PR-1 a las 24 hdi (horas despus de inoculacin)en las lneas 14FHB23, Misc. 104, Misc. 248 y Caninde11, (Fg) tratamiento 24 hs conFusarium graminearum, (T) testigo sin inoculacin. Las amplificaciones generadasfueron en PR-1 aprox. 805 pb y NPR1 aprox. 750 pb.
EXPRESION DE LOS GENES NPR1 Y PR1 ASOCIADOS AL AC.SALICLICO EN RESPUESTA DEFENSA
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RESPUESTA DE DEFENSA 24 hdi(horas despus de inoculacin)
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ACEPTADO
Aporte cientfico
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Aporte cientfico
EVENTOS
AUGM - PY 1 TRABAJOREUNION TRIGO - BR 3 TRABAJOS
REDBIO-ARG 2 TRABAJOS
LAT. FITOPATOLOGIA - PE 2 TRABAJOS
SEMINARIO TRIGO - PY 12 TRABAJOS Y PONENCIALAT. MICOTOXINAS - ARG 2 TRABAJOS
2013 23 TRABAJOS
PUBLICACIONES CIENTFICAS
Publicados 1
Aceptados 2
En arbitraje 3
PRONII 2 PRONII I, 2 CANDIDATOS
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POSIBILIDADESESTUDIO DE MECANISMOS DE RESPUESTA HOSPEDERO PATGENOANLISIS CUANTITATIVO DE FACTORES DE RESPUESTA
ESTUDIO DE PROTENAS RELACIONADAS A RESPUESTA DE DEFENSASOBRE EXPRESIN DE GENES DE RESPUESTA DE DEFENSAESTUDIOS DE CEPAS ATOXIGNICASESTUDIOS SOBRE SILENCIAMIENTO DE GENES DE PATOGENICIDADESTUDIOS DE EPIDEMIOLOGA Y MODELOS PREDICTIVOS
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GRACIAS
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