Enfermedades Causadas Por Virus, Viroides y Fitoplasmas en Cultivos Agrícolas

Los virus, tanto los que afectan a los animales, humanos, bacterias y plantas, son partículas pequeñísimas invisibles al ojo humano y al microscópico compuesto convencional. Se dice que son partículas debido a que no poseen células vivas, pero a pesar de esto y de su tamaño, pueden causar daños severos a los organismos vivos. Su estructura es básica y simple, se conforman de un fragmento de hebra de ácido nucleico, ya sea ADN o ARN envuelto en una cápsula de proteína. Generalmente ese ADN contiene información para codificar tres o poco más de tres proteínas. Son parásitos obligados completamente, esto quiere decir que necesitan un tejido vivo para poder replicarse; antes de que este tejido vivo muera, un porcentaje de las partículas virales tendrán que migrar a otro organismo, para esto, se valen de vectores ya que por sí mismas, no pueden movilizarse. En el caso específico de las plantas, los virus tienen la capacidad de causar enfermedades altamente infecciosas, si a esto sumamos el ciclo corto de la planta y el que la planta poco puede defenderse de la infección, puede dar como resultado pérdidas importantísimas en el rendimiento de los cultivos. Por otra parte, los viroides, son considerados estructuras primitivas posiblemente precursoras de los virus. A diferencia de la partícula viral, los viroides no poseen una capa o cápside de proteína, poseen solo un fragmento de ARN generalmente más pequeño que el que poseen los virus, este ARN puede estar en forma cíclica y no codifica proteínas. Las infecciones por estos agentes son menos comunes que las ocasionadas por virus y son exclusivas de plantas, hasta el momento no se han encontrado viroides atacando animales o humanos.

Los fitoplasmas, son células procariontas vivas y se consideran una forma de vida intermedia entre los virus y bacterias, pertenecen a la clase mollicutes y son parásitos obligados de plantas y otros organismos.

Los Virus.

Estructura de la partícula viral.

A diferencia de otros patógenos de las plantas, como las bacterias y los hongos, los virus no están constituidos por células. Además de estar entre los patógenos más pequeños, los virus también forman uno de los grupos más simples. Están formados por partículas que miden menos de 2000 nanómetros (nm +). Mediante el microscopio electrónico de transmisión se ha determinado que los virus presentan las siguientes formas: Varilla rígida. Virus Mosaico del Tabaco (VMT), Varilla flexible. Virus Y de la papa (VYP), Poliédrica. Virus Mosaico del Pepino (VMP), Bacilo. Virus Amarillamiento Necrótico de la Lechuga (VANL).

En una partícula viral se pueden encontrar: ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y lípidos. Los ácidos nucleicos poseen su información genética, es decir ácido ribonucleico (ARN) o ácido desoxirribonucleico (ADN) (ARN en la mayoría de los virus; ADN en los geminivirus y caulimovirus).

La cápsula protéica (cápside) está compuesta por subunidades (capsómeros). La cápside funciona como una “caja de seguridad” que protege al ácido nucleico de la degradación lítica del interior de la célula vegetal. A la partícula completa, ácido más proteína se le denomina virión. El ácido nucleico se ubica en la parte central de la partícula. En el caso de virus de varilla el ARN está organizado como una hélice larga.

Replicación

Los virus no tienen la capacidad de reproducirse por sí mismos, se valen de la maquinaria celular del hospedero para poder perpetuarse, este proceso es conocido como replicación. Para que la replicación de un virus pueda llevarse a cabo, deberá forzosamente de existir una célula susceptible a la infección que reconozca la partícula viral y la ingrese a su interior, recordemos que los virus son selectivos, para cada virus hay una cantidad específica de plantas que pueden reconocerlo y por lo tanto ser infectadas. La replicación ocurre en 10 pasos que a continuación se resumen:

1. Aproximación o acercamiento de la partícula viral infecciosa a la superficie de la célula blanco en el huésped (planta).
2. Adsorción: Es el encuentro o unión entre el virión y la célula blanca; el virus aporta las proteínas de unión y, por otro lado, las células aportan los receptores de membrana.
3. Penetración o entrada del virión: se realiza a través de procesos de endocitosis, se fusiona la membrana plasmática con la envoltura viral.
4. Desnudamiento: es el proceso de remoción de la cápside viral que permite la liberación del ácido nucleico e interacción con la maquinaria biosintética de la célula vegetal.
5. Transcripción o replicación: Este paso requiere la formación de un ARNm a partir de una molécula de ADN o la formación de una cadena de ARN complementario. La mayoría de los virus de ADN se multiplican en el núcleo de la célula vegetal.
6. Traducción: Es el proceso por el cual se sintetiza una cadena polipeptídica a partir de la información genética presente en el ARNm. El ARNm es traducido en proteínas durante dos periodos de tiempo: traducción de proteínas tempranas (con función enzimática o reguladora de la función celular) y traducción de proteínas estructurales.
7. Replicación del material genético: Durante esta fase tiene lugar la síntesis de ARN o ADN viral.
8. Síntesis proteica tardía: Durante esta fase del ciclo infeccioso se sintetizan proteínas estructurales del virión.
9. Ensamblaje: Durante esta fase hay organización de las proteínas y ácidos nucleicos tendientes a la formación de viriones maduros.
10. Liberación: En esta fase ocurre la salida de los viriones infectantes. La liberación puede darse de dos formas: en gemación, que produce infecciones latentes y la lisis celular, que provoca la ruptura irreversible de la célula. Este daño puede ser visible en la planta en forma de síntomas.

Patogénesis

La patogénesis viral son las interacciones entre; partícula de virus, la planta, el ambiente, los vectores y el ser humano en un sistema agrícola.

Abarca los siguientes puntos.

1. Ingreso de la partícula viral a un hospedero susceptible.
2. Replicación para aumentar su población.

iii. Diseminación desde el sitio de entrada hasta los tejidos objetivo, donde se produce la infección y el daño a tejidos celulares, órganos o la planta completa.

1. Diseminación y persistencia en el ambiente. En este punto, el virus puede persistir en el ambiente a través de residuos de cosecha, en el suelo, las semillas o en insectos vectores.
2. Transmisión a nuevos hospederos recomenzando un nuevo ciclo.

Sintomatología causada por virus fitopatógenos.

Los síntomas en las plantas causados por infecciones virales pueden ser de dos tipos: locales o sistémicos. Los síntomas en infecciones locales se desarrollan muy cerca de donde ocurrió la entrada del virión a la planta.

Los síntomas sistémicos son resultado de la traslocación de la infección de la zona de entrada del virión a otros tejidos y órganos de la planta, para que el avance del virus en la planta pueda llevarse a cabo, los viriones se movilizan a través de plasmodesmos auxiliados de proteínas de movimiento de origen viral.

Los síntomas más comunes son los siguientes:

– Enanismo:

– Amarillamientos:

– Deformación de la lámina foliar:

– Manchas anulares, jaspeados, mosaicos, etc., sobre hojas.

– Síntomas en los frutos: disminución de la cantidad de frutos, disminución en tamaño, necrosis, deformaciones, decoloraciones

– Síntomas en flores como necrosamiento, deformaciones de sépalos y pétalos y variegados.

Algunas enfermedades virales de importancia económica.

– Virus de la Marchitez Manchada del Tomate (TSWV).

– Virus Mosaico del Pepino (CMV).

– Virus del Rizado Amarillo del Tomate (TYLCV).

– Virus Mosaico del Tabaco (TMV)

– Virus Jaspeado del Tabaco (TEV).

– Virus del Mosaico Clorótico del Chile Dulce (VMCCD).

– Virus Huasteco del Chile (PHV).

– Virus del mosaico de la calabaza. (SqMV).

– Virus Y de la patata. (PVY)

– Virus de la Tristeza de los Cítricos (VTC).

– Entre otras

Métodos de control y prevención.

Desafortunadamente, debido a que los virus no tienen vida, es imposible que exista un compuesto viricida. Lo recomendable siempre será la prevención. Algunas estrategias que han demostrado ser útiles en el manejo de las enfermedades virales son:

– Desinfección de suelos, sustratos, plásticos, cintas de riego, agua.

– Desinfección de semilla.

– Cultivo de tejidos.

– Variedades resistentes.

– Desinfección de herramientas utilizadas en la manipulación de plantas.

– Manejo de insectos vectores.

– Nutrición adecuada de la planta.

– Resistencia Sistémica Inducida de la planta al virus (Ver tema 3).

Viroides.

Los viroides son ARNs infecciosos capaces de producir numerosas enfermedades vegetales de importancia económica. Estos patógenos son similares a algunos virus ya que sus genomas contienen ARN, pero difieren de los virus de ARN en dos aspectos fundamentales: primero, los viroides no poseen cápside proteica, segundo, los viroides no producen ningún tipo de proteínas cuando infectan a una célula vegetal.

Manejo de Virus, viroides y Fitoplasmas: Resistencia Sistémica Inducida.

La Resistencia Sistémica se refiere a la producción por parte de la planta de moléculas exógenas denominadas inductores o agentes inductores que, cuando son reconocidas por moléculas endógenas, tienen la función de activar o aumentar el nivel de resistencia de las células vegetales, tanto a nivel local como en puntos distantes al sitio de infección, así como de participar de otras actividades fisiológicas.

La infección del tejido vegetal provocada por cualquier microorganismo, tanto patógeno como no patógeno, inicia una serie de complejos procesos en las interacciones fisiológicas, los cuales originan respuestas características a nivel celular, tisular y de órganos vegetales, que se traducen en diferentes mecanismos de defensa. Estos mecanismos pueden ser clasificados en relación a la penetración del patógeno en:

A). Pre-formados (Pasivos). Las sustancias están presentes en la planta en altas concentraciones en los tejidos sanos antes del contacto con el patógeno. Implican defensas tanto estructurales como bioquímicas, a seguir:

– Estructurales: Constituyen verdaderas barreras físicas a la penetración y/o colonización del patógeno. Incluyen la formación de cutícula, tricomas, estomas y fibras/vasos conductores.

– Bioquímicos: Involucran sustancias capaces de inhibir el crecimiento del patógeno o generar condiciones adversas para su sobrevivencia en los tejidos del hospedante. Estos son los fenoles, alcaloides glicosídicos, lactosas insaturadas, glicosídos fenólicos y cianogenéticos, inhibidores proteicos, fototoxinas, quitinasas y β-1, 3 glucanasas.

B). Post-formados (activos o inducidos): Las sustancias se encuentran ausentes o presentes en bajos niveles antes de la infección, siendo activadas en respuesta a la presencia del patógeno.

– Estructurales: halos, engrosamiento de la pared celular, lignificación, suberinas, glicoproteínas ricas en aminoácidos hidroxiprolina (HRPG) y glicina (GRP), capas de corcho, capas de abscisión y tilosis (formación de callos).

– Bioquímicos: fitoalexinas, proteínas relacionadas a la patogénesis, especies activas de oxígeno y fototoxinas.

Los mecanismos incluyen además la muerte celular por reacción hipersensible, acumulación de metabolitos secundarios con actividad antimicrobiana, acumulación de enzimas hidrolíticas y la deposición de substancias de refuerzo que evitan el avance del patógeno, entre otros.

Teniendo este contexto en nuestras mentes, Grupo Fagro desarrolló Virus-Stop®, Complejo inductor de resistencia anti-viral en plantas.

Virus-Stop®

Virus-Stop® es un producto alternativo muy complejo y moderno para lograr una mayor resistencia y tolerancia al ataque, diseminación y daños provocados por virus en los cultivos. El producto está enfocado para su aplicación en los principales cultivos frutales y hortalizas de mayor importancia comercial.

Integra una amplia gama de componentes relacionados con los mecanismos naturales que han desarrollado las plantas y variedades resistentes a virus. Muchos de sus componentes son de origen natural humana y que no tiene restricciones para su empleo en la agricultura conforme a la normatividad internacional vigente.

Su composición se basa en:

• Activadores de proteínas de resistencia
• Precursores de ácido shikimico
• Terpenoides
• Inductores de mecanismos de defensa vegetal
• Alcaloides de autodefensa
• Compensadores fisiológicos y metabólicos
• Aceites limpiadores de estiletes de chupadores
• Compuestos emulsificantes
• Ácidos fúlvicos

Los Beneficios que Virus-Stop® trae al será aplicado varían entre:

• Disposición de callosa, síntesis de lignina y fitoalexinas para sellar las regiones de infección del virus
• Producción y utilización de los agentes de resistencia sistémica adquirida (Silicilatos, proteínas antioxidantes, etc.)
• Acción repelente e insecticida para insectos chupadores
• Limpieza de estiletes de insectos chupadores
• Síntesis de compuestos inductores de resistencia
• Reactivación del crecimiento de la planta en zonas no infectadas
• Síntesis de quitinasas.

Cambios Estructurales

Autor: Ing. Rodrigo Pedraza  Larios. Departamento de Desarrollo Técnico, Fagro