FUSARIOSIS
Gibberella zeae
(anamorfo Fusarium graminearum)*

Luis Javier Llanos

Introducción

La fusariosis de la espiga del trigo, causada por Gibberella zeae (anamorfo Fusarium graminearum), ocurre en todas la regiones cerealeras del mundo. Durante muchos años fue considerada una enfermedad de importancia secundaria. Sin embargo, debido al aumento de su frecuencia de aparición y severidad, se ha convertido en una de las principales enfermedades del trigo.

Su presencia ocurre principalmente en regiones de clima húmedo y de altas temperaturas, coincidiendo con los estadíos de floración. Las epidemias generalmente están asociadas a períodos de mojado de la espiga prolongados, >72 horas, durante la antesis, extendiéndose hasta la formación del grano lechoso-pastoso.
Por infectar la plantas a través de la anteras, es considerada una enfermedad de infección floral.

Los síntomas son fácilmente diagnosticados mediante la observación del blanqueamiento de espigas y espiguillas, y por la formación de una masa rosada salmón (macroconidios) sobre las estructuras florales.
Los daños causados por la enfermedad se manifiestan a través de la reducción del rendimiento , disminución del peso hectolítrico, del tenor proteico, reducción del poder germinativo y del vigor de las semillas, y por la presencia de micotoxinas que son nocivas para el hombre y los animales. De la enfermedades de los cereales de invierno, la fusariosis es la que presenta las mayores dificultades para su control, por lo que deriva en grandes pérdidas económicas ya que provoca la disminución de los precios en el trigo y diminuye notablemente la calidad panadera de las harinas.

Etiología

Los hongos causantes de la enfermedad son parásitos necrotróficos, no específicos, que pueden colonizar otros órganos de la planta. Tienen requerimientos simples y son omnipresentes como saprofitos. La baja humedad, normalmente es el factor limitante de este parasitismo.

Los cultivos de este hongo en medio de papa-dextrosa-agar son predominantemente rosa-rojizos con micelio de 3,5 x 10-14 µm y conidios en forma de hoz, de 2,5 x 35-63 µm,y comúnmente con 3 a 7 células. Estos conidios se caracterizan por presentar una célula basal, o pie, bien desarrollada.
Las lamidosporas, cuando son formadas, son globosas, midiendo de 10 a 12 µm de diámetro, simples o en cadena. Los peritecios, formados sobre las glumas de trigo son superficiales, grenarios y de coloración púrpura oscura a negro. Se forman a partir de un estroma, de forma ovoide, papilado, con diámetro de 150-350 µm. Poseen ascos insetos, conteniendo 8 esporas hialinas. Estas esporas miden de 3,5 x 17-25 µm, presentan de 0 a 4 septos, normalmente de 4 células. Los peritecios son formados con temperaturas de 5-35°C, presentando un óptimo de 29°C, a partir de la ocurrencia de alta humedad y baja incidencia de luz ultravioleta.


Microconidios

Macroconidios

Conidióforos
Fuente: FusKey - Fusarium Interactive Key

Hospedantes

El hongo Fusarium graminearum presenta una amplia gama de hospedantes. Las principales especies de interés económico susceptibles son: trigo, cebada, avena, centeno, maíz, trébol, alfalfa, batata, arroz y ray grass.

En este monografía se tomará como hospedador principal al trigo pan Triticum estivum.

Ciclo de la Fusariosis del Trigo

Fuentes de Inóculo y Supervivencia

Inóculo es cualquier estructura del parásito potencialmente infectiva. La fuente de inóculo es el lugar donde éste es producido o sobrevive. De esta manera los restos culturales son los principales reservorios de Gibberella zeae. El patógeno sobrevive en el campo en tallos altos y en espigas de trigo y malezas, después de la cosecha. La velocidad de descomposición de los restos del cultivo es importante para la supervivencia del hongo.

Por ser un hongo saprófito de bajos requerimientos nutricionales, sobrevive con facilidad en restos culturales de diferentes cultivos. El Fusarium presenta poca habilidad de sobrevivir como micelio y es por eso que, en poco tiempo, forma macroconidios y principalmente ascosporas, disminuyendo significativamente su biomasa. De esta forma necesita menor cantidad de nutrientes para su mantenimiento y, en consecuencia, los restos culturales son descompuestos con menor velocidad permitiendo un mayor período de supervivencia .

Las semillas infectadas de trigo son también fuentes de inóculo y pueden originar plantas enfermas.

Tipos de Inóculo

El término propágulo incluye todas las formas viables del hongo, incluidas ascosporas, macroconidios, hifas pequeñas partículas de materia orgánica conteniendo estructuras de reposo, tales como clamidosporas.

Las ascosporas se forman en el interior de peritecios de coloración púrpura a negra, los cuales se originan en un estroma sobre tejido o rastrojo de los hospedantes. Los macroconidios se forman en esporodoquios, sobre tejidos infectados. Los macroconidios pueden transformarse en clamidosporas de paredes gruesas cuando son incorporadas al suelo o cuando son inoculados en la espiga. La mayoría de las colonias de Fusarium originadas en placas de Petri, conteniendo medio selectivo, sobre las que se vertió una suspensión del suelo, se desarrollan a partir de hifas.

La naturaleza del inóculo para infectar espigas de trigo requiere diseminación aérea para que alcancen los sitios de infección. Por eso las ascosporas, y probablemente los macroconidios, sean los tipos más importantes de inóculos para las epidemias.

Diseminación del inóculo

Las ascosporas son producidas en mayor cantidad que los macrocondios. Observaciones efectuadas a campo revelaron que las ascosporas son dispersadas principalemente de noche. El viento es el principal mecanismo de transporte.

Las temperaturas óptimas para la descarga o liberación de las ascosporas está entre 11° y 23°C, con un óptimo a 16°C.
La liberación está regulada por la hidratación, principalmente por la estimulación del agua de la lluvia. Bajo clima seco las ascosporas no son liberadas.

Las ascosporas están adaptadas a la diseminación aérea activa y pasiva, y son raramente encontradas libres en el suelo. Las ascosporas son liberadas utilizando energía propia.

Salpicaduras de lluvia o lluvia con viento, constituyen los principales mecanismos de dispersión de los macroconidios. Los esporodoquios se forman en los residuos de cosecha dejados sobre la superficie del suelo y dan macrocondios.

Infección y colonización de Espigas

Después de la liberación del inóculo, las ascosporas son transportadas por el viento hasta alcanzar las espigas de los cereales, depositándose en las anteras e iniciando el proceso de infección. La fusariosis es una infección de la flores, las esporas se depositan dentro de la flor del trigo, causando aborto o impidiendo el desarrollo normal de los granos.

El Fusarium es un parásito necrófito, esto es, de hábito saprofítico, considerándose parásito de baja efectividad en tejidos vivos.

Las espigas son resistentes antes de la antesis , y se vuelven susceptibles durante el tiempo en el cual las anteras quedan adheridas externamente a las espigas.

Ciclo de la fusariosis del trigo
(Tomado de Melo Reis y Carmona)

Micotoxinas

Las micotoxinas son metabolismos producidos por los hongos, los cuales son tóxicos cuando son consumidos por el hombre o por los animales. Éstas se forman en los granos de trigo infectados. Para ser producidas, el hongo requiere humedad suficiente y temperatura adecuada para el crecimiento en los sustratos. La mayor acumulación de micotoxinas ocurre en granos húmedos durante el transporte y almacenamiento.

Micotoxicosis es el nombre dado a las enfermedades causadas en los animales que consumen granos infectados. Los efectos en el organismo animal son variables, desde la pérdida de apetito, rechazo al alimento, disminución de la eficacia alimentaria hasta la muerte. Las principales toxinas producidads por el Fusarium graminearum son:

Zearalenona y otras (ZEN): estas toxinas son producidas en espigas de trigo, en el campo o en el almacenamiento. Cuando los granos infectados son consumidos por cerdos, esos compuestos producen el síndrome estrogénico, caracterizado externamente por hinchazón y edematización de la vulva en hembras, y aumento de tamaño de las glándulas mamarias en machos jóvenes.

Deoxinivalenol, Nivalenol, Fusarenona-x (DON, NIV t FUS-X): constituyen un factor de rechazo del alimento que torna el producto poco palatable. Granos conteniendo hasta 5 % de infección ya son suficientes como para que el animal los rechace y no los consuma. El DEOXINAVALENOL, o toxina del vómito, causa vómitos prolongados. La toxina ZEARALENONA puede estar asociada al DON, produciendo el mismo síndrome. De todas la toxinas presentes el DON es la de menor toxicidad aguda, los síntomas en los seres humanos son similares a los de los animales.

Toxina T2 y otros Tricotecenos: en aves, la toxina T2 puede producir lesiones en los bordes de los picos, formación anormal de las plumas, reducción de la postura, huevos de cáscara fina, reducción de la ganancia de peso y muerte. Además se han observado en humanos afecciones de importancia, tales como cáncer, problemas de piel, trastornos neurológicos, abortos y otras.

Si bien el Codex Alimentarius no ha fijado valores límites para estas toxinas, en EE.UU y Canadá se establecieron valores máximos para la toxina DON, de 2 ppm en grano de trigo, y 1 ppm en harina de trigo. Los países de la Comunidad Económica Europea también fijaron estos valores.

A diferencia de otros géneros de hongos, que presentan especies con capacidad de desarrollo a bajos niveles de actividad de agua, el género Fusarium requiere un mínimo de entre 0,88 a 0,91 aw, lo que disminuiría los riesgos de desarrollo durante el acopio en condiciones de humedad y temperatura adecuadas.

Ensayos de indentificación

Determinación de la Vomitoxina o DON. A continuación se describirán dos de los métodos utilizados por los laboratorios de control.

Método Agri-Screen:
Este método es una prueba inmunoabsorbente ligada a enzimas, de competencia directa.
El proceso de extracción se realiza con una solución simple de agua. La toxina contenida en el filtrado se mezcla luego con el conjugado. Esta solución, a su vez, se transfiere a los pozos cubiertos de anticuerpo. Durante el proceso de lavado se elimina el conjugado sobrante junto con otras sustancias no deseadas y en el próximo paso se agrega el substrato al pozo. Como resultado de la presencia del conjugado ligado, empieza a desarrollarse el color dentro del pozo. La reacción se termina mediante el agregado del reactivo detenedor rojo y el color resultante se observa en la solución. Azul indica muestras negativas, rojo indica un positivo fuerte. Las lecturas de las muestras se comparan con las lecturas de los controles, para conocer el resultado en ppm.

Método por cromatografía en capa fina:
Determinación de la Toxina T2

El método se basa en la extracción de las micotoxinas con metanol agua, seguida de una limpieza de ampolla con isooctano o eter de petróleo y participación en cloroformo.

Luego de la separación de la capa orgánica , se deshidrata y se lleva a sequedad , se redisuelve , se siembra y se corre primeramente en el solvente  de limpieza (éter etílico:éter de petróleo) y posteriormente con el solvente de corrida (tolueno), se seca en el aire, observando a 365 nm. La confirmación de la toxina se realiza rociando la placa con ácido sulfúrico al 30% y 10 min a 100-105°C, aparece a 365 nm fluorescencia azul, se cuantifica desde 25 µg.

Aceptación de partida

La aceptación de partida del trigo se basa en un estándar de calidad comercial emitido por el SENASA (en Argnetina). El fusarium determina un “grano dañado” y tiene un límite de tolerancia del 3,00%.
Si alguno de los rubros de calidad es excedido se realizan las rebajas correspondientes al precio o se determina rechazar la partida.
El análisis es realizado por un Perito clasificador de cereales el cual toma una muestra representativa del lote, ya sea camión, barco, silo u otros. El análisis se realiza con una muestra representativa de 50 g la cual es analizada al visteo y se rige por la experiencia y conocimiento del Perito en poder determinar los granos con fusarium. Una vez aceptada la muestra se realizaran los análisis de laboratorio los cuales determinan niveles de calidad más específicos, necesarios para la producción de harina.

El informe de cosecha 2001/2002 en Argentina determinó un promedio a nivel nacional de índice de Fusarium del 2,04%.

Imágenes patológicas de Trigo y Maíz

Fuente: Alberta - Agriculture, Food and Rural Development
Fuente: Iowa State University


Bibliografía

• Fusariosis del Trigo, Erli Melo Reis, Marcelo Carmona, 1°edición Enero 2002

• Compendio de enfermedades del Trigo, V.Wiese, Michigan State University, Editorial Hemisferio sur.

• Fusarium Species, Nelton, Toussoun, Marasas, The Pensylvania State University, 1983

• VI Seminario Internacional sobre la calidad del Trigo Argentino, 9 de abril del 2002. Pontificia universidad Católica Argentina.

• Granotec Argentina, Centro tecnológico, Av. Chorroarín 965 Buenos Aires – Argentina. Tel: (54 – 11) 4554 – 1311

* El presente trabajo monográfico corresponde a los trabajos requeridos para la carrera de Ingeniería en Alimentos - Biología II - a cargo de la Prof. María Handel (UADE)

 

Enlaces de interés

• Enfermedades de la espiga de Trigo FUSARIOSIS o Golpe Blanco
• Ensayo de evaluación de funguicidas en el control del tizón de la espiga (Fusarium graminearum) del trigo. Balcarce/2001
• RFLP Subtraction: A Molecular Method For Identifying Fusarium Graminearum Strains
• The Pathogen that Causes Fusarium Head Blight: Fusarium graminearum
• Alberta Fusarium graminearum Management Plan
http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/100/110_632-3.html
http://www.agric.gov.ab.ca/agdex/100/110_632-1.pdf
• Mycotoxin production
• Management of Fusarium graminearum
• Appendix V : Management of Fusarium graminearum in cereal grains* and cereal grain products intended for use as feed
• Appendix II: Field Sampling For Fusarium Head Blight
• Long-Ranged Movement of Fusarium graminearum
• DEOXYNIVALENOL PRODUCTION BY FUSARIUM GRAMINEARUM ON WHEAT
• TOXINS DERIVED FROM FUSARIUM GRAMINEARUM, F. CULMORUM AND F. CROOKWELLENSE: ZEARALENONE, DEOXYNIVALENOL, NIVALENOL AND FUSARENONE X
• Genomic Efforts to Understand Fusarium Head Blight in Wheat
• Isolation and characterization of kinases in wheat heads following fungal infection by Fusarium graminearum.
• Detection of Fusarium species
• Use of food-borne bacteria to prevent growth and mycotoxin production by Fusarium graminearum
• TAXONOMY OF MYCOHERBICIDE SPECIES: Fusarium & Pleospora
• Fusarium interactive key
• Fusarium Stalk Rot
• Fusarium graminearum
• Fusarium spp. et Microdochium sp.
• Screening Maize for Resistance to Gibberella Ear Rot
• Differential gene expression in response to Fusarium graminearum early infection in Gibberella ear rot
• Fusarium graminearum Schwabe
• A STUDY ON PRESERVATION OF FUSARIUM GRAMINEARUM STRAIN AND ITS STABILITY OF PRODUCING ZEARALENONE
• Fusarium graminearum
• Use of a GFP Strain of Fusarium graminearum for Histological Investigation of Infected Barley
• MYCOTOXINS AND MYCOTOXICOSES
• Development of Fusarium Head Blight in Relation to Environment and Inoculum Fusarium graminearum Infection on Wheat Spikes: Early Events The Effect of Agronomic Practice on the Accumulation of Deoxynivalenol (DON) in Winter Wheat Fields in Ontario, 1996-97 Environmental Parameters of Ascospore Discharge in Gibberella zeae Variation in Fusarium graminearum Associated with Wheat Scab in North Carolina
• Feed fusarium-damaged wheat with caution
Observations of silk resistance to Fusarium graminearum in germplasm with resistance to Aspergillus flavus and Heliothis zeae
References
Interpretive Summaries
Guarding Against a Plant Disease Epidemic
IDENTIFYING RESISTANCE AND THE RELATIONSHIP BETWEEN SPIKELET SYMPTOMS AND KERNEL INFECTION IN Fusarium graminearum INFECTED SOFT RED WINTER WHEAT
Fusarium head blight in Canada
Pathogenicity and Virulence of Eight Fusarium graminearum Isolates Originating in Four Regions of Mexico
APPLICATION OF NATURALLY OCCURRING YEASTS AND BACTERIA TO REDUCE THE SEVERITY OF FUSARIUM HEAD BLIGHT
• Gibberella Stalk Rot of Corn
• Application of Fungicides for Suppression of Fusarium Head Blight (Scab)
• Fusarium Head Blight (Scab) of Small Grains
• Tri-State Swine Nutrition Guide
• Improved Evaluation of Fusarium Graminearum Ear Mould Tolerance and Assessment of Differential Mycotoxin Accumulation in Corn (Zea Mays L.) Hybrids
• Wheat breeding for resistance to Fusarium diseases, especially to Fusarium graminearum Schw.
• L A B O R A T O R Y
• Fusarium Graminearum, the Head Scab Fungus: An Update on Genetics and Genomics
• Fusarium graminearum Genomics
• Kingdom Eumycota Phylum 4 - Dikaryomycota Subphylum 1 - ASCOMYCOTINA - the ASCOMYCETES
• POSSIBLE ROLE OF TRICHOTHECENE MYCOTOXINS IN VIRULENCE OF FUSARIUM GRAMINEARUM ON MAIZE
• INHERITANCE OF RESISTANCE TO FUSARIUM GRAMINEARUM IN WHEAT
• Fusarium Head Blight Of Wheat And Barley
• CORN STALK ROTS
• Soybean Is a Host for Fusarium Graminearum
• Reaction of seedling roots of 14 crop species to Fusarium graminearum from wheat heads
• Impact of trichothecenes on Fusarium head blight [Fusarium graminearum] development in spring wheat (Triticum aestivum)
• Vegetative compatibility among Fusarium graminearum (Gibberella zeae) isolates from barley spikes in southern Manitoba
• Fusarium Head Blight (FHB), Scab, Pink Mold or White Heads
• Head Blight Gradients Caused by Gibberella zeae from Area Sources of Inoculum in Wheat Field Plots
• Diseases and Management Practices
• Alexander, Nancy J.
• Fusarium graminearum inoculation methods on barley
• Temperature and moisture requirements for infection of spring wheat by Fusarium graminearum
• Fusarium mycotoxins in cereal grains
• REUNIÃO DA COMISSÃO SUL-BRASILEIRA DE PESQUISA DE TRIGO
• Numbers of Gibberella zeae Propagules on Wheat Heads
• Gibberella ear rot of corn
• Recent Advances in Wheat Head Scab Research in China
• RESTORATION OF WILD-TYPE VIRULENCE TO TRI5 DISRUPTION MUTANTS OF GIBBERELLA ZEAE VIA GENE REVERSION AND MUTANT COMPLEMENTATION
• CHOLINE UTILIZATION, A METHOD FOR SCREENING ORGANISMS FOR BIOCONTROL OF FUSARIUM HEAD BLIGHT OF WHEAT INCITED BY GIBBERELLA ZEAE
• A GENETIC MAP OF GIBBERELLA ZEAE (FUSARIUM GRAMINEARUM)
• Maize resistance to gibberella ear rot: symptoms, deoxynivalenol, and yield
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