Estudio de la interacción planta – patógeno en clones comerciales de Hevea brasiliensis presentes en jardines clonales de Colombia, susceptibles y resistentes al mal suramericano de la hoja del caucho

El mal suramericano de las hojas del caucho es considerado uno de los limitantes más importantes para el cultivo de Hevea spp. en Centro y Sur América. Esta enfermedad es causada por el hongo Microcyclus ulei. En condiciones ambientales favorables reduce en un 50% la producción de látex o causa la muerte de clones susceptible. Existe resistencia al patógeno en diferentes especies de Hevea pero con baja productividad, sin embargo se sabe muy poco de los mecanismos moleculares asociados. El objetivo de este estudio fue contribuir con el conocimiento de los mecanismos moleculares involucrados en la interacción Hevea spp. – M. ulei. Para tal fin se evaluó la expresión diferencial génica de tres clones RRIM 600 (susceptible), FX 3864 (resistente parcial) y IAN 710 (resistente total), durante las primeras horas de la infección (0, 24, 48 y 144) en condiciones controladas, inoculados con el aislamiento GCL009 aislado y caracterizado en este trabajo. Se aplicó cDNA-AFLPS utilizando 13 combinaciones de oligos con 2 y 3 bases de selección. Se seleccionaron amplímeros expresados diferencialmente que posteriormente fueron secuenciados, se asignó función a las secuencias consenso obtenido mediante Blastx y tBlastx contra las bases de datos NCBI, TIGR y Phytozome. La validación de la expresión se realizó mediante qRT-PCR aplicado a 12 genes seleccionados, en RRIM 600, FX 3864 y FX 2261 (resistente total) este último con respuesta hipersensible. Se encontraron 99 bandas expresadas diferencialmente a partir de las cuales se obtuvieron 49 secuencias, se asignó función al 84%. Dentro de los genes más relevantes se encontró un dominio LRR con similaridad a Cf-5 de Lycopersicum esculentum, una secuencia con similaridad a una proteína NBS de Euphorbia eusula, sobreexpresada desde las 24h en FX 2261 y a las 144h en FX 3864. Una secuencia con similaridad a ECP-5 de Clasdosporium fulvum la cual fue detectada en el genoma de M. ulei y se sobreexpresó en RRIM 600 y FX 3864 a las 24, 48 y 144 hpi, en FX 2261 la expresión se inhibió desde las 48 h. Los resultados obtenidos en esta investigación permiten sugerir que una proteína de M. ulei podría ser un efector el cual sería reconocido específicamente por una proteína de Hevea. / Abstract. The South American leaf blight is considered one of the most important limiting factors for the growth of the natural rubber tree (Hevea spp.) in Central and South America. This disease is caused by the fungus Microcyclus ulei, which under favorable environmental conditions reduces the production of latex up to 50% or the eventual death of susceptible clones. Several species of Hevea have resistance to this pathogen, however, these species have low productivity, and in addition there is limited knowledge of the molecular mechanisms associated with the resistance. The objective of this research was to study the molecular mechanisms involved in the interaction between Hevea spp. and M. ulei. For this purpose, the differential gene expression of three clones RRIM 600 (susceptible), FX 3864 (partial resistant), IAN 710 (total resistant), was evaluated during the first hours of infection (0, 24, 48 and 144 hpi) in controlled conditions after inoculation with the GCL009 isolate, isolated and characterized in this work. Was performed by applying the cDNA-AFLP protocol using 13 combinations of oligonucleotides with 2 and 3 bases of selection. Differentially expressed amplimers were eluted and sequenced. Function of the sequences obtained was then assigned via Blastx and tBlastx nucleotides against the databases NCBI, TIGR and Phytozome. Validation of the expression was performed by qRT-PCR applied to 12 genes selected in RRIM-600, FX 3864 and FX 2261(total resistant) this latter with hypersensitive response. Ninety nine differentially expressed bands were found from which 49 sequences were obtained, was assigned function to 84% of these. Among the most relevant genes was found LRR domain similar to Cf-5 of Lycopersicum esculentum and a sequence with similarity to a protein NBS from Euphorbia eusula, that was overexpressed at 24 h in FX 2261 and at 144 h FX 3864. A sequence with similarity to ECP-5 Clasdosporum fulvum which was detected in the genome of M. ulei was overexpressed on RRIM 600 and FX 3864 at the 24, 28 and 144 hpi, and on FX 2261 the expression was inhibited at 48 h. The results obtained in this research suggest that a protein of M. ulei could be an effector which would specifically recognized by a protein of Hevea.Doctorad

Revisión sobre el hongo microcyclus ulei, agente causal del mal suramericano de la hoja del caucho

El hongo ascomycete Microcyclus ulei es el agente causal del SALB que es una de las enfermedades más importan­tes del árbol de caucho natural (Hevea brasiliensis) en América Latina y ha sido responsable de numerosas pérdidas económicas. Este hongo ha presentado alta variabilidad fisiológica y se sugiere su alta adaptabilidad, dentro de los mecanismos asociados a su virulencia se ha descrito la tolerancia al HCN. Se han obtenido clones de Hevea resistentes mediante mejoramiento genético, sin embargo, aun no son bien conocidos los mecanismos asociados a ésta. Un mayor conocimiento de este patógeno permitirá el desarrollo de nuevas estrategias de control así como el mayor entendimiento de los mecanismos asociados a resistencia del hospedero. Palabras clave: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis.The Microcyclus ulei Ascomycetes fungus is the causal agent of south-American leaf blight (SALB), this being one of the most important diseases affecting the natural rubber tree (Hevea brasiliensis) in Latina-America and has been responsible for numerous economic losses. This fungus has presented high physiological variability, suggesting its great adaptability. HCN tolerance has been described as being one of the mechanisms associated with its virulence. Resistant Hevea clones have been obtained by genetic improvement; however, the mechanisms associated with this are still not well known. Greater knowledge of this pathogen will lead to developing new control strategies and better understanding of the mechanisms associated with host resistance. Key words: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis

Revisión sobre el hongo microcyclus ulei, agente causal del mal suramericano de la hoja del caucho

The Microcyclus ulei Ascomycetes fungus is the causal agent of south-American leaf blight (SALB), this being one of the most important diseases affecting the natural rubber tree (Hevea brasiliensis) in Latina-America and has been responsible for numerous economic losses. This fungus has presented high physiological variability, suggesting its great adaptability. HCN tolerance has been described as being one of the mechanisms associated with its virulence. Resistant Hevea clones have been obtained by genetic improvement; however, the mechanisms associated with this are still not well known. Greater knowledge of this pathogen will lead to developing new control strategies and better understanding of the mechanisms associated with host resistance. Key words: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis.El hongo ascomycete Microcyclus ulei es el agente causal del SALB que es una de las enfermedades más importan­tes del árbol de caucho natural (Hevea brasiliensis) en América Latina y ha sido responsable de numerosas pérdidas económicas. Este hongo ha presentado alta variabilidad fisiológica y se sugiere su alta adaptabilidad, dentro de los mecanismos asociados a su virulencia se ha descrito la tolerancia al HCN. Se han obtenido clones de Hevea resistentes mediante mejoramiento genético, sin embargo, aun no son bien conocidos los mecanismos asociados a ésta. Un mayor conocimiento de este patógeno permitirá el desarrollo de nuevas estrategias de control así como el mayor entendimiento de los mecanismos asociados a resistencia del hospedero. Palabras clave: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis

Revisión sobre el hongo microcyclus ulei, agente causal del mal suramericano de la hoja del caucho

El hongo ascomycete Microcyclus ulei es el agente causal del SALB que es una de las enfermedades más importan­tes del árbol de caucho natural (Hevea brasiliensis) en América Latina y ha sido responsable de numerosas pérdidas económicas. Este hongo ha presentado alta variabilidad fisiológica y se sugiere su alta adaptabilidad, dentro de los mecanismos asociados a su virulencia se ha descrito la tolerancia al HCN. Se han obtenido clones de Hevea resistentes mediante mejoramiento genético, sin embargo, aun no son bien conocidos los mecanismos asociados a ésta. Un mayor conocimiento de este patógeno permitirá el desarrollo de nuevas estrategias de control así como el mayor entendimiento de los mecanismos asociados a resistencia del hospedero. Palabras clave: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis.The Microcyclus ulei Ascomycetes fungus is the causal agent of south-American leaf blight (SALB), this being one of the most important diseases affecting the natural rubber tree (Hevea brasiliensis) in Latina-America and has been responsible for numerous economic losses. This fungus has presented high physiological variability, suggesting its great adaptability. HCN tolerance has been described as being one of the mechanisms associated with its virulence. Resistant Hevea clones have been obtained by genetic improvement; however, the mechanisms associated with this are still not well known. Greater knowledge of this pathogen will lead to developing new control strategies and better understanding of the mechanisms associated with host resistance. Key words: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis

Genómica de hongos fitopatógenos como herramienta para el desarrollo de estrategias de manejo

Los patógenos más devastadores de los cultivos agrícolas son los hongos, su manejo ha variado en el tiempo, este se ha dado de acuerdo al desarrollo del conocimiento de cada época y a la cultura. En las últimas dos décadas el desarrollo vertiginoso de las plataformas de secuenciación masiva y la bioinformática ha permitido la generación cientos de secuencias de genomas completos de hongos incluidos los fitopatógenos, abriendo la puerta para mejorar estrategias de manejo existentes  y generar nuevas. Los hongos son considerados los patógenos más devastadores de las plantas causando el 60% de las pérdidas, a pesar de que solo el 10% de los hasta ahora descritos puede colonizar plantas vivas (Aslam et al., 2017); es decir, solo un pequeño número es considerado patógeno de especies vegetales.  El  manejo de enfermedades causadas por estos, en cultivos de importancia económica, siempre ha sido un reto que afrontar por el hombre desde la aparición misma de la agricultura. Las estrategias se han dado de acuerdo al desarrollo del conocimiento de cada época y a la cultura. Los primeros reportes escritos de enfermedades son mencionados en algunos textos griegos antiguos  de Homero (1000 años a.C.); también aparecen en el antiguo testamento (750 años a.C.) y fueron documentadas de manera similar a como se abordaron  las guerras y las enfermedades humanas. Los  primeros agentes causales a los que se les atribuyeron las pérdidas de los cultivos  fueron las divinidades a manera de  castigo, y el manejo se daba a través de ofrecimiento de sacrificios a los dioses  para que se apaciguaran y de esta forma evitar el daño de los cultivos a causa de mildeos, royas entre otras plagas. También los textos de Homero señalan la posibilidad de manejarlas con el uso del azufre, y Demócrito (470 años a.C.) recomendaba el uso de aceite de oliva para contrarrestar los tizones (Agrios, 2005)

Revisión sobre el hongo Microcyclus ulei, agente causal del mal suramericano de la hoja del caucho

El hongo ascomycete Microcyclus ulei es el agente causal del SALB que es una de las enfermedades más importan­tes del árbol de caucho natural (Hevea brasiliensis) en América Latina y ha sido responsable de numerosas pérdidas económicas. Este hongo ha presentado alta variabilidad fisiológica y se sugiere su alta adaptabilidad, dentro de los mecanismos asociados a su virulencia se ha descrito la tolerancia al HCN. Se han obtenido clones de Hevea resistentes mediante mejoramiento genético, sin embargo, aun no son bien conocidos los mecanismos asociados a ésta. Un mayor conocimiento de este patógeno permitirá el desarrollo de nuevas estrategias de control así como el mayor entendimiento de los mecanismos asociados a resistencia del hospedero

A review of the Mycrocylus ulei Ascomycetes fungus, causative agent of South American rubber-leaf blight Revisión sobre el hongo Microcyclus ulei, agente causal del mal suramericano de la hoja del caucho

The Microcyclus ulei Ascomycetes fungus is the causal agent of south-American leaf blight (SALB), this being one of the most important diseases affecting the natural rubber tree (Hevea brasiliensis) in Latina-America and has been responsible for numerous economic losses. This fungus has presented high physiological variability, suggesting its great adaptability. HCN tolerance has been described as being one of the mechanisms associated with its virulence. Resistant Hevea clones have been obtained by genetic improvement; however, the mechanisms associated with this are still not well known. Greater knowledge of this pathogen will lead to developing new control strategies and better understanding of the mechanisms associated with host resistance.&#13; &#13; Key words: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis.<br>El hongo ascomycete Microcyclus ulei es el agente causal del SALB que es una de las enfermedades más importan­tes del árbol de caucho natural (Hevea brasiliensis) en América Latina y ha sido responsable de numerosas pérdidas económicas. Este hongo ha presentado alta variabilidad fisiológica y se sugiere su alta adaptabilidad, dentro de los mecanismos asociados a su virulencia se ha descrito la tolerancia al HCN. Se han obtenido clones de Hevea resistentes mediante mejoramiento genético, sin embargo, aun no son bien conocidos los mecanismos asociados a ésta. Un mayor conocimiento de este patógeno permitirá el desarrollo de nuevas estrategias de control así como el mayor entendimiento de los mecanismos asociados a resistencia del hospedero.&#13; &#13; Palabras clave: Microcyclus ulei, SALB, Hevea brasiliensis

Primer reporte de susceptibilidad del clon de caucho natural FX-3864 a Microcyclus ulei en la altillanura colombiana

South American Leaf Blight (SALB), caused by Microcyclus ulei (anamorph Fusicladium macrosporum), is an endemic major disease of the rubber tree (Hevea brasiliensis) in America. As well as in other crop systems, its management on rubber plantations relies on plant genetic resistance availability, among other means. FX 3864 is a rubber tree clone widely planted in Colombia due to its production capability and disease resistance. During 2010 SALB symptoms developed in commercial crops at the Meta region of Colombia. Crop traps located nearby the plantations showed mean disease severity levels of 5.78%. Once the causal organism was microscopically confirmed as responsible for the diseased tissue, their origin was characterized by molecular means using 4 microsatellites specific to the rubber tree. The procedure confirmed that FX 3864 was the clone of origin of the leaf tissue. SALB occurring over FX 3864 implies the need to redirect crop disease management measures to be followed on the new development areas of rubber cultivation, warning growers about potential hazards of disease incidence. El mal suramericano de las hojas (SALB), enfermedad endémica del caucho (Hevea brasiliensis), es causado por Microcyclus ulei (forma imperfecta Fusicladium macrosporum) y constituye el principal limitante del cultivo en América, área donde el microorganismo patógeno es endémico. En forma semejante al de otros cultivos agrícolas, el manejo de esta enfermedad está condicionado a la disponibilidad de resistencia genética en el hospedero. En razón de su productividad y condición de resistencia genética, el clon FX 3864 ha sido ampliamente plantado en zonas con diferente potencialidad epidémica a la incidencia del SALB en Colombia, particularmente las denominadas de “no escape” a la enfermedad. Durante el 2010, plantaciones con el clon FX 3864 en fase productiva presentaron síntomas de SALB en zonas de escape ubicadas en la altillanura colombiana (departamento del Meta). En parcelas trampa ubicadas en áreas aledañas a los cultivos se estableció que la severidad promedio de la enfermedad alcanzó niveles de 5,78% en este clon. Verificada la causalidad de la enfermedad mediante observaciones al microscopio se procedió a confirmar el origen del material sobre el cual se desarrollaban las lesiones, utilizando marcadores moleculares (4 microsatélites específicos). Los resultados de la prueba permitieron confirmar la susceptibilidad del hasta hace poco resistente clon FX 3864 al SALB en Colombia. Se sugiere tomar en consideración la nueva condición de este clon y, en concordancia, reorientar los programas de fomento del cultivo advirtiendo a los agricultores sobre los riesgos potenciales de ocurrencia de la enfermedad en las nuevas áreas programadas.

Groups with common expression profiles.

<p>Each graph corresponds to a hierarchical clustering of transcripts. X-axis: Clone 1 samples at 0 and 48 hpi, clone 2 at 0 and 48 hpi. Y-axis: centered median of log2 (FPKM). The blue line corresponds to the average expression values per group. Gray lines represent individual transcripts. The number of transcripts per group is shown in the upper left part of each graph.</p