Usurbil, Spain
April 16, 2014
Scientists at the Basque Institute for Agricultural Research and Development, Neiker-Tecnalia, led by the Doctor in Biology José Ignacio Ruiz de Galarreta, have for the first time identified the existence in Álava-Araba of the two sexual types A1 and A2 of the fungus Phytophthora infestans, responsible for potato blight. The experts have been able to confirm that the crossing between the two types leads to variants that are more resistant to conventional fungicides and can survive in adverse conditions of temperature and humidity for months and even years on end.
The R&D centre’s experts warn of the possibility of crossing between types A1 and A2, which would lead to rapid, significant changes in the population of the Phytophtora infestans fungus with the appearance of new, more aggressive strains resistant to routine phytosanitary teatments. That is why Neiker-Tecnalia is carrying out surveying work in all the potato producing zones across Spain to study and characterise the blight populations in depth, and to monitor their evolution.
The blight cuts world potato production by approximately 15-20%, according to estimates by the International Potato Centre located in Lima (Peru) which reckons that the losses in Europe alone amount to over 1,000 million euros. Data like these have prompted Neiker-Tecnalia to explore the disease in depth in order to find out the types of races existing across Spain as a first step towards improving the effectiveness of the fight against this fungus.
Álava-Araba has been the place chosen to start the research. Over last summer Phytophthora infestans samples were collected in potato crops affected by the blight in five producing areas across Álava-Araba: Arkaute, Gauna, Heredia, Zuazo de San Millán and Iturrieta. Samples affected by the blight were taken from each area so that they could be identified. For this purpose, they were crossed with reference strains of the A1 and A2 type.
For there to be sexual reproduction between two strains, one has to belong to type A1 and the other to type A2. The type A1 reference strains were crossed in the laboratory with five isolates collected by the experts. Two of them produced oospores, so they belonged to type A2; specifically, they were the ones taken at Arkaute and Iturrieta. Then the five isolates were crossed with the A2 reference strain and the formation of oospores in three matings were obtained as the result. These were the strains gathered in Gauna, Heredia and Zuazo de San Millán, which were catalogued as type A1. These results were likewise confirmed by means of molecular techniques after the DNA had been extracted.
Sexual reproduction produces new races
The Phytophthora infestans fungus can also reproduce asexually, without being crossed. But the biggest problem for potato growers lies in sexual reproduction, since this produces new races of the fungus that attack the plants in a more virulent way and, at the same time, are more resistant to the treatments designed to eradicate them. Establishing that the A1 and A2 mating types exist in Álava-Araba leads to the possibility of sexual reproduction between different strains, even though they may be in very different zones, since the spores are able to move considerable distances thanks to the wind or irrigation water.
Neiker-Tecnalia has in recent years been detecting new races of the pathogen with a hitherto unseen aggressiveness and resistance to the main active ingredients of the fungicides currently existing on the market. The new races are, in turn, more resistant to climate conditions. As a general rule, Phytophthora infestans needs temperatures above 10º C and humidity above 90% in order to develop, while its development tends to be halted by temperatures over 27-30 ºC.
Control methods
Keeping an eye on the meteorological periods that encourage the development of the disease is helpful when it comes to picking the right moment for treatment. The current trend consists of comprehensively controlling the disease by combining the systems for predicting the periods during the year that are more advantageous as far as the disease and the application of fungicides are concerned. Neiker-Tecnalia experts recommend combining a range of fungicides with different active ingredients in order to prevent resistance appearing in the fungus caused by repeatedly using the same fungicide.
Plant lesions become visible on day five following an attack by the fungus. The symptoms can be seen firstly on the lower leaves where a light-green or yellow spot can be seen on the tips and edges of the leaves. This spot separates healthy tissue from dead tissue. The lesions then spread across the remaining surface of the leaf and can be seen in the form of dark green, grey-brown or black patches.
Neiker-Tecnaliak lehendabizikoz egiaztatu du patataren mildiua eragiten duen onddoa ugaltzeko A1 eta A2 tipoak daudela Araban
Neiker-Tecnalia Nekazaritza Ikerketa eta Garapenerako Euskal Institutuko zientzialariek (Eusko Jaurlaritzako Nekazaritza, Arrantza eta Elikadura Politikarako Sailburuordetzaren mende dago institutu hori), Jose Ignacio Ruiz de Galarreta doktorearen zuzendaritzapean, patataren mildiua eragiten duen Phytophthora infestans onddoaren A1 eta A2 sexu-tipoak identifikatu dituzte lehendabizikoz Araban. Teknikariek baieztatu ahal izan dute bi tipoen arteko gurutzaketak fungizida konbentzionalekiko erresistenteagoak diren aldaerak sortzen dituela, eta aldaera horiek tenperatura- eta hezetasun-kondizio okerrenetan bizirik iraun dezaketela hainbat hilabetez, edo hainbat urtez.
Zentro teknologikoko adituek ohartarazi dute A1 eta A2 tipoak gurutzatu daitezkeela, eta horrek aldaketa azkar eta garrantzitsuak eragingo lituzkeela Phytophtora infestans onddoaren populazioan, eta andui berri erasokorragoak eta ohiko tratamendu fitosanitarioekiko erresistenteagoak sortu. Horregatik, NEIKER-Tecnalia prospekzio-lan bat egiten ari da estatuan patata ekoizten duten eskualde guztietan, mildiu-populazioak aztertzeko eta karakterizatzeko, eta haien bilakaeraren jarraipena egiteko.
Mildiuaren gaixotasunak pataren munduko ekoizpenaren % 15-20 inguru murrizten du, Liman dagoen (Peru) Centro Internacional de la Papa zentroaren kalkuluen arabera, eta erakunde horrek kalkulatzen du Europan bakarrik 1.000 milioi euro baino gehiagoko galerak eragiten dituela. Horiek bezalako datuen ondorioz, Neiker-Tecnaliak sakon aztertu du patogenoa, estatuko geografian dauden arraza-motak ezagutzeko, onddoaren aurkako borrokan hobetzeko lehenengo urrats moduan.
Araba izan da ikerketa hasteko aukeratutako lekua. Joan zen udan Phytophthora infestans onddoaren laginak hartu zituzten mildiuak erasandako patata-laboreetan, arabar eskualdeko gune ekoizleetan: Arkauti, Gauna, Heredia, Zuhatzu Donemiliaga eta Iturrieta. Gune bakoitzetik mildiuak kaltetutako laginak hartu zituzten, identifikatzeko helburuarekin. Horretarako, A1 eta A2 tipoetako erreferentziazko anduiekin gurutzatu zituzten.
Bi anduien artean sexu-ugalketa gertatzeko, beharrezkoa da bat A1 tipokoa izatea eta bestea A2koa. A1 tipoko erreferentziazko anduiak laborategian gurutzatu zituzten, teknikariek jaso eta isolatutako bost laginekin. Horietatik bik oosporak sortu zituzten, hau da, A2 tipokoak ziren, zehazki Arkautin eta Iturrietan hartutako laginak. Ondoren, isolatutako bost haiek A2 erreferentziazko anduiarekin gurutzatu ziren, eta emaitza izan zen hiru gurutzaketetan oosporak sortu zirela. Gauna, Heredia eta Zuhatzu Donemiliagan jasotako anduiak dira, A1 tipoan katalogatu zirenak. Emaitza haiek baieztatu egin ziren, halaber, DNA atera eta gero egindako teknika molekularren bitartez.
Sexu-ugalketak arraza berriak sortzen ditu
Phytophthora infestans onddoa modu asexualean ere ugal daiteke, gurutzatu gabe. Baina patata-ekoizleentzako arazorik handiena sexu-ugalketa da, patatari modu erasokorragoan erasotzen dioten onddo-arraza berriak eragiten baititu, eta errotik desagerrarazteko tratamenduekiko erresistenteagoak direnak. Araban A1 eta A2 estalketa-motak daudela egiaztatzearen ondorioa da andui desberdinen artean sexualki ugaltzeko aukera dagoela, baita gune desberdinetan badaude ere, haizeak esporak eraman baititzake bata bestetik oso urrun dauden lekuak izan arren; ureztatzeko uraren bitartez ere garraiatu daitezke.
Azken urteotan, patogeno-arraza berriak detektatzen ari da Neiker-Tecnalia, lehenago ikusi gabeko erasokortasuna dutenak, eta merkatuan dauden fungiziden printzipio aktiboekiko erresistentzia dutenak. Arraza berriak, gainera, hobeto jasaten dituzte klimaren gorabeherak. Oro har, Phytophthora infestans onddoak 10 ºC-tik gorako tenperaturak behar ditu, eta % 90etik gorako hezetasuna, eta 27-30 ºC-tik gorako tenperaturek garapena eten ohi dute.
Kontrolatzeko metodoak
Gaixotasuna garatzeko aldeko garai meteorologikoak aukeratzeak lagundu egiten du tratamendua egiteko une egokia aukeratzen. Gaur egun, joera da gaixotasunaren kontrol integratua egitea, gaixotasuna garatzeko eta fungizidak ezartzeko egokienak diren urte-sasoiak iragartzeko sistemak konbinatuz. Neiker-Tecnaliako adituek gomendatzen dute printzipio aktibo desberdinak dituzten hainbat fungizida erabiltzea, onddoan behin eta berriz fungizida bera erabiltzeagatik agertzen den erresistentzia galarazteko.
Landarearen lesioak onddoaren erasoa gertatu eta bosgarren egunetik ikusi daitezke. Sintomak, hasieran, beheko hostoetan agertzen dira, eta hostoen punta eta ertzetan aureola berde edo hori bat antzeman daiteke. Aureola horrek ehun osasuntsua eta hildakoa bereizten ditu. Ondoren, lesioak hostoaren gainazalaren gainerako zatira hedatzen dira, eta kolore berde ilun, arre edo beltzeko orbanak agertzen dira.
Neiker-Tecnalia constata por primera vez la presencia en Álava de los dos tipos de reproducción A1 y A2 del hongo causante del mildiu de la patata
Científicos del Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, Neiker-Tecnalia, dirigidos por el doctor en biología José Ignacio Ruiz de Galarreta, han identificado por primera vez la existencia en Álava-Araba de los dos tipo sexuales A1 y A2 del hongo Phytophthora infestans, causante del mildiu de la patata. Los técnicos han podido comprobar que el cruzamiento entre ambos tipos produce variantes más resistentes a los fungicidas convencionales y puede sobrevivir en condiciones adversas de temperatura y humedad durante meses e incluso años.
Los expertos del centro tecnológico advierten de la posibilidad del cruzamiento entre los tipos A1 y A2, lo que daría lugar a cambios rápidos e importantes en la población del hongo Phytophtora infestans con la aparición de nuevas cepas más agresivas y resistentes a los tratamientos fitosanitarios habituales De ahí que Neiker-Tecnalia esté llevando a cabo una labor de prospección en todas las zonas de producción de patata del Estado para estudiar y caracterizar en profundidad las poblaciones de mildiu y realizar un seguimiento de su evolución.
La enfermedad del mildiu reduce aproximadamente entre un 15-20% de la producción mundial de patata, según estimaciones del Centro Internacional de la Papa, ubicado en Lima (Perú), que calcula en más de 1.000 millones de euros las pérdidas que produce tan solo en Europa. Datos como estos han llevado a Neiker-Tecnalia a investigar a fondo el patógeno con el fin de conocer el tipo de razas que existe en la geografía del Estado, como primer paso para mejorar la eficacia de la lucha contra este hongo.
Álava-Araba ha sido el lugar elegido para iniciar las investigaciones. Durante el verano pasado se recogieron muestras de Phytophthora infestans en cultivos de patata afectados por mildiu en cinco zonas productoras del territorio alavés: Arkaute, Gauna, Heredia, Zuazo de San Millán e Iturrieta. De cada zona se tomaron muestras afectadas con mildiu, con el objetivo de identificarlas. Para ello se cruzaron con cepas de referencia del tipo A1 y A2.
Para que exista una reproducción sexual entre dos cepas es necesario que una pertenezcan al tipo A1 y la otra al A2. Las cepas de referencia del tipo A1 se cruzaron en laboratorio con cinco aislados recolectados por los técnicos. De ellos, dos produjeron oosporas, por lo que pertenecían al tipo A2, concretamente, las tomadas en Arkaute e Iturrieta. A continuación se realizaron cruzamientos de los cinco aislados con la cepa de referencia A2, obteniendo como resultado la formación de oosporas en tres cruzamientos. Se trata de las cepas recogidas en Gauna, Heredia y Zuazo de San Millán, que fueron catalogadas como del tipo A1. Estos resultados fueron corroborados igualmente mediante técnicas moleculares previa extracción del ADN.
La reproducción sexual crea nuevas razas
El hongo Phytophthora infestans también puede reproducirse de forma asexual, sin cruce. Pero el mayor problema para los productores de patata se encuentra en la reproducción sexual, ya que da lugar a nuevas razas del hongo que atacan a la planta de forma más virulenta y, al mismo tiempo, resultan más resistentes a los tratamientos para su erradicación. La constatación de que en Álava-Araba existen los tipos de apareamiento A1 y A2 trae como consecuencia la posibilidad de reproducción sexual entre las distintas cepas, aunque se encuentren en zonas diferentes, pues las esporas pueden desplazarse a lugares muy distantes por efecto del viento o a través del agua de riego.
Neiker-Tecnalia está detectando en los últimos años nuevas razas del patógeno con una agresividad no observada anteriormente y resistentes a los principios activos de los fungicidas existentes en el mercado. Las nuevas razas, a su vez, son más resistentes a las condiciones climáticas. Como norma general, el hongo Phytophthora infestans requiere para su desarrollo temperaturas por encima de 10ºC y humedad superior el 90%, mientras que temperaturas superiores a 27-30ºC suelen detener su desarrollo.
Métodos de control
Observar los períodos meteorológicos favorables para el desarrollo de la enfermedad ayuda a elegir el momento adecuado para el tratamiento. La tendencia actual consiste en realizar un control integrado de la enfermedad mediante la combinación de sistemas de predicción de las épocas del año más propicias para la enfermedad y la aplicación de fungicidas. Los expertos de Neiker-Tecnalia recomiendan combinar diferentes fungicidas con principios activos distintos, para así evitar la aparición de resistencias en el hongo debidas al uso repetido de un mismo fungicida.
Las lesiones en la planta se hacen visibles al quinto día desde que se ha producido el ataque del hongo. Los síntomas se manifiestan inicialmente en las hojas inferiores, donde se aprecia una aureola verde clara o amarilla en las puntas y bordes de las hojas. Esta aureola separa el tejido sano del muerto. Posteriormente, las lesiones progresan hasta el resto de la superficie de la hoja y pueden visualizarse en forma de manchas de color verde oscuro, pardas o negras.
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