La roya del tallo, llamada así por las pústulas ennegrecidas que infectan los tallos de las plantas, causó devastadoras epidemias de cultivos y hambrunas durante siglos antes de ser domesticados por fungicidas y genes de resistencia.
Sin embargo, desde el cambio de siglo, han surgido nuevas cepas agresivas, como la 'Ug99', detectada por primera vez en Uganda en 1999, que infectan variedades de trigo ampliamente cultivadas. Estas enfermedades amenazan con dispersar billones de esporas de hongos patógenosen vientos en países y continentes. La pérdida económica mundial actual por la roya del tallo del trigo es de aproximadamente US $ 1 mil millones al año.
El temor es que estas cepas aerotransportadas y altamente virulentas podrían extenderse desde sitios conocidos a algunas de las regiones de 'granero' más importantes del mundo, como el Punjab en el sur de Asia, donde estas cepas aún no se han detectado.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Cambridge, la Oficina Meteorológica del Reino Unido y el CIMMYT Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo han adaptado sistemas de modelado previamente utilizados para pronosticar, dispersión de cenizas de volcanes en erupción y radiación de accidentes nucleares NOMBRE, para predecir cuándo y cómo es más probable que se propaguen Ug99 y otras cepas similares.
La investigación, publicada hoy en la revista Plantas naturales cuantifica por primera vez las circunstancias rutas, horarios y tamaños de brotes bajo las cuales las peligrosas cepas de la roya del tallo representan una amenaza de dispersión a larga distancia del este de África a las grandes áreas productoras de trigo en India y Pakistán.
Los resultados resaltan el papel de Yemen como un 'trampolín' potencial para la transmisión de la enfermedad entre continentes. El escenario clave para la propagación de la enfermedad es desde Yemen directamente a Pakistán o India. En caso de un brote grande en los resultados del este de Yemenindica un 30% de posibilidades de que ocurra la transmisión.
Otro escenario importante para la propagación de la roya del trigo es desde Yemen a través de los países del Medio Oriente, en particular Irán, hasta Asia Central y del Sur. Si Irán sufriera un brote moderado de Ug99, más de 1000 hectáreas, entonces las esporas probablemente se extenderíana Afganistán, y desde allí potencialmente más al norte de las llanuras de Pakistán e India. Sin embargo, la transmisión a lo largo de esta ruta se limita a un período de tiempo relativamente corto en marzo y abril, antes de que el trigo se coseche típicamente en el sur de Asia.
"Nuevas razas de roya del trigo están amenazando al trigo en todo el mundo, y necesitamos saber qué áreas están en riesgo", dijo el autor principal, el profesor Chris Gilligan, del Departamento de Ciencias de las Plantas de Cambridge.
"De nuestro trabajo, ahora creemos que si comenzamos a ver Ug99 u otras nuevas cepas de óxido de trigo en Yemen a principios de la primavera, entonces se deben tomar medidas de inmediato para mitigar el riesgo de una mayor propagación".
Sin embargo, el trabajo de modelado también ofrece algunas noticias alentadoras: la transmisión de la enfermedad por el aire desde los países de África Oriental directamente al sur de Asia es altamente improbable, con eventos de transmisión posibles solo en menos de un día al año.
El equipo científico utilizó encuestas de enfermedades de campo del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo y datos meteorológicos de la Oficina Meteorológica del Reino Unido como aportación clave para el marco de modelado.
"Esta investigación nos ha permitido obtener las primeras estimaciones cuantitativas de las frecuencias de transmisión de esporas en el aire a largo plazo para diferentes escenarios de brotes. Compilamos evaluaciones de riesgo para la dispersión de patógenos desde lugares clave de enfermedades a países productores importantes de trigo. Estas evaluaciones pueden informar eficazmenteestrategias de vigilancia y control ", dijo Marcel Meyer de Cambridge, primer autor del estudio.
El equipo dice que su trabajo, que incluye animaciones de dispersión de esporas en 3-D y un catálogo de tendencias de dispersión que indica direcciones probables, frecuencias, cargas de patógenos, proporciona nuevas formas de crear conciencia, comunicar riesgos e informar a los actores agrícolas.
Su marco de modelado se puede aplicar como una herramienta para analizar riesgos en caso de que se descubran nuevas cepas de enfermedades en otras áreas geográficas. Esto ya ha ayudado a estimar los riesgos de dispersión de sitios de otras enfermedades en Europa y Siberia. En el trabajo en curso, el equipoestá desarrollando un sistema de alerta temprana que pronostica el riesgo de herrumbre en Etiopía, el país productor de trigo más grande del este de África.
"La experiencia combinada de las ciencias de las plantas y las ciencias de la dispersión atmosférica ha brindado herramientas innovadoras que destacan los riesgos y apoyan la gestión del potencial devastador de estas enfermedades", dijo el Dr. Matthew Hort, coautor de la Oficina Meteorológica del Reino Unido.
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