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Identificado el hongo patógeno que afecta a los bosques de bambú

Artículo 13 de octubre de 2019 | 22:00 5 minutos
  • Dr. Luis Quijada

A finales de 2017, el proyecto del Dr. Luis Quijada "Código de barras ADN para el diagnóstico y monitoreo de fitopatógenos. Enfermedades forestales y turbo-taxonomía en Tympanidaceae como caso de estudio" fue elegido por la Fundación Ramón Areces para llevar a cabo su postdoctorado en el Herbario de la Universidad de Harvard. 

A finales de 2017, el proyecto del Dr. Luis Quijada "Código de barras ADN para el diagnóstico y monitoreo de fitopatógenos. Enfermedades forestales y turbo-taxonomía en Tympanidaceae como caso de estudio" fue elegido por la Fundación Ramón Areces para llevar a cabo su postdoctorado en el Herbario de la Universidad de Harvard. Quijada y colaboradores han resuelto casi 100 años de confusión sobre la identidad de un hongo patógeno poco conocido que afecta a los bosques de bambú. 

La aclaración de la identidad de este hongo bambusícola permitirá priorizar las acciones a tomar por parte de las administraciones federales, los estados y otras partes interesadas, tales como medidas de cuarentena para dicha especie, asegurando un comercio internacional más seguro para esta planta. En esta entrada nos cuenta los resultados de su investigación.

Autor: Dr. Luis Quijada

Los bosques son comunidades de plantas proveedoras de bienes y servicios para el bienestar humano. Sin embargo, actualmente han desaparecido cerca del 40% de su superficie. Uno de los problemas principales son los brotes de enfermedades fúngicas.

El cambio climático está correlacionado con su aparición, ya que aumenta la susceptibilidad de los huéspedes y afecta a la dinámica de los patógenos, contribuyendo a su establecimiento y distribución.

El 70% de las enfermedades que causan una mortalidad importante en los bosques, son producidas por hongos patógenos. Hay muchos ejemplos recientes de brotes fúngicos: la pudrición de las raíces (Phytophthora), la roya del pino blanco, chancros, etc. La mayor parte de los hongos patógenos pertenecen a Ascomycota, y entre ellos destacan los miembros de Leotiomycetes, causantes de enfermedades como: el mildiu, el moho blanco, la acrenosis del fresno, etc. Tympanidaceae (Leotiomycetes), es una familia asociada a enfermedades forestales como: chancros, lesiones de la corteza y xilema, necrosis internas, etc. Sin embargo, hasta el momento no se han tomado medidas para caracterizar sus especies y evaluar su patogenicidad. La identificación de especies es crucial para la transferencia de conocimiento en fitopatología, ya que ligan los nombres de las especies con su biología, rango de huéspedes, distribución y riesgos potenciales.

Fotos de Myriodiscus sparassoides (Bola-gelatinosa de Siam) a la izquierda y de diferentes especies del género Tympanis a la derecha.

Los bosques de bambú y los hongos bambusícolas

Los bambús son un grupo de plantas muy diversas a nivel mundial. Se distribuyen principalmente en áreas tropicales y subtropicales, siendo menos frecuentes en zonas templadas. Culturalmente es una planta muy importante en Asia, donde es utilizada para la fabricación de casas, como barrera para reducir la erosión del suelo, etc., siendo además refugio de especies amenazadas. Los hongos (Reino Fungi) que se desarrollan sobre estas plantas han sido denominados "hongos bambusícolas". Actualmente se conocen más de 1300 especies, la mayor parte pertenecientes al grupo Ascomycota (aquellos que desarrollan esporas dentro de estructuras en forma de saco denominadas ascas). Muchos de ellos son patógenos que producen malformaciones y problemas en el crecimiento de estas plantas. Leotiomycetes es una de las clases más diversas de Ascomycota, pero se conocen muy pocas especies que se desarrollen sobre bambú. Este hecho es sorprendente, ya que muchos linajes de Leotiomycetes son exclusivamente patógenos, como por ejemplo la familia Tympanidaceae, que afecta fundamentalmente a planifolios y coníferas de bosques templado-fríos (reino holártico).

Confusiones sobre la identidad de la "bola-gelatinosa de Siam"

La bola-gelatinosa de Siam (Gelatinomyces siamensis) es un hongo negro-grisáceo con aspecto cerebriforme, del tamaño de una pelota de golf y consistencia gelatinosa. Fue descrito recientemente por Sanoamuang y colaboradores (2013), en Tailandia, como un género nuevo para la ciencia, incluyéndolo en el orden Leotiomycetes y relacionándolo con el patógeno Collophorina, que había sido descrito previamente afectando a árboles frutales sudafricanos.

El estudio presentaba, no obstante, algunas deficiencias.  A nivel bibliográfico carecía de información importante sobre especies similares que se desarrollan en áreas geográficas semejantes, y a nivel genético existían problemas. Sus conclusiones sobre las relaciones con otras especies de Collophorina eran erróneas debido a que en Leotiomycetes, menos de un 30% de los géneros han sido secuenciados y publicados, por lo tanto, aún no se pueden establecer relaciones filogenéticas con certeza.

Dos años después de la publicación de Gelatinomyces siamensis, Baral (2015) señaló la posible confusión de Gelatinomyces siamensis con otras dos especies previamente descritas en la década de 1930; Myriodiscus sparassoides y Ascotremellopsis bambusicola. Ambas especies se desarrollan también sobre bambú en China. Sin embargo, estas afirmaciones no calaron en la comunidad científica y fueron ignoradas durante los años posteriores. La confusión se agrava aún más cuando en 2017, Parkash describe una nueva especie de hongo bambusícola para la India, Gelatinomyces conus.

Comparación microscópica de las Ascas y esporas de Myriodiscus sparassoides (arriba) y diferentes especies de Tympanis (debajo).

Turbotaxonomía en Tympanidaceae: un proyecto para la preservación de la biosfera

A finales de 2017 mi proyecto "Código de barras ADN para el diagnóstico y monitoreo de fitopatógenos. Enfermedades forestales y turbo-taxonomía en Tympanidaceae como caso de estudio" fue elegido por la Fundación Ramón Areces para llevar a cabo mi postdoctorado en el Herbario de la Universidad de Harvard. El proyecto propuesto se basa en la identificación de patógenos de la familia Tympanidaceae (clase Leotiomycetes) para ligar su identidad con secuencias de ADN, distribución geográfica y rango de plantas huéspedes afectadas a nivel mundial. La idea principal es permitir a cualquier investigador del mundo identificar dichas especies, más fácilmente, mediante códigos de barras genéticos. Esto implicaba la revisión de material de herbario, ya sea reciente o perteneciente a colecciones históricas, incluyendo el material utilizado por otros investigadores para describir las especies (Typus de herbario).

 

Resultados de las relaciones filogenéticas obtenidas a partir de secuencias de ADN dentro de la clase Leotiomycetes. En rojo, clado que contiene Tympanis y Myriodiscus dentro de la familia Tympanidaceae.

Nuestro proyecto y su conexión con el patógeno bambusícola Gelatinomyces siamensis

Durante el primer año del proyecto revisamos la morfología de Gelatinomyces siamensis así como varios taxones en Tympanidaceae, incluyendo especies del género Tympanis, el más diverso dentro de la familia. La revisión microscópica de Gelatinomyces siamensis, reveló errores en la descripción de su morfología. La especie fue descrita como poliesporada, es decir, con muchas esporas dentro de las ascas. Se observó que las ascas inmaduras poseían cuatro esporas globosas que germinaban para dar lugar a múltiples esporas pequeñas cuando las ascas estaban maduras.

Esto nos hizo sospechar, inmediatamente, sobre la posible relación entre Gelatinomyces y Tympanis, ya que esta característica había sido observada previamente en Tympanis. Los datos moleculares corroboraron nuestras sospechas. Al obtener las primeras secuencias de ADN de especies de Tympanis, observamos que las similitudes morfológicas y fisiológicas de ambos géneros, estaban también soportadas genéticamente. Por lo tanto, Gelatinomyces, el patógeno tropical asiático del bambú no estaba directamente relacionado con Collophorina, sino con Tympanis, el grupo de patógenos que afecta a coníferas y planifolios en ecosistemas frío-templados. Además, como resultado de la revisión bibliográfica corroboramos lo observado por Baral. Por tanto, el nombre correcto de "la bola-gelatinosa de Siam" es Myriodiscus sparassoides.

La misma especie fue publicada también como Ascotremellopsis bambusicola un año más tarde, y recientemente como Gelatinomyces siamensis. De esta manera, resolvimos la confusión de identidad de esta especie que había persistido durante más de 80 años. Asimismo, la especie descubierta para la India (Gelatinomyces conus) fue recombinada en el género correcto como Myriodiscus conus. Los resultados de esta investigación fueron publicados en la revista Forest Pathology durante el presente año 2019 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/efp.12532.

Las enfermedades forestales tienen un papel crítico en el mantenimiento del equilibrio de los bosques, así como en su funcionamiento y en su desaparición. La problemática es generalizada en todo el mundo, y afecta a una amplia gama de productos y servicios ofrecidos por los bosques (producción de madera, áreas verdes urbanas, protección de fauna, agua potable, obtención de energía, etc.). La aclaración de la identidad de este hongo bambusícola permitirá priorizar las acciones a tomar por parte de las administraciones federales, los estados y otras partes interesadas, tales como medidas de cuarentena para dicha especie, asegurando un comercio internacional más seguro para esta planta.

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