En 2014, los biólogos de plantas del Departamento de Agricultura de California informaron un descubrimiento alarmante: las flores silvestres y las hierbas nativas, cultivadas en viveros y luego plantadas en sitios de restauración ecológica en California, fueron infectadas Phytophthora tentaculata , un patógeno mortal de plantas exóticas que causa la pudrición de la raíz y el tallo.
Si bien los ecologistas desconfían de los patógenos de plantas exóticas transmitidos en plantas ornamentales importadas, esta fue la primera vez en California que se encontraron estos microorganismos en plantas nativas utilizadas en los esfuerzos de restauración. Su presencia en sitios de restauración aumentó la posibilidad aterradora de quela restauración, en lugar de devolver los sitios perturbados a su belleza natural, en realidad podría estar introduciendo patógenos de plantas mortales, como los relacionados con la muerte súbita del roble, en la naturaleza.
El nuevo trabajo de un equipo de UC Berkeley en la Facultad de Recursos Naturales muestra por primera vez cuán extendida y mortal puede ser la amenaza de los patógenos de los viveros de restauración.
El equipo encuestó a cinco viveros de plantas nativas en el norte de California y descubrió que cuatro albergaban especies exóticas o no nativas Phytophthora patógenos. Se demostró que las cepas de los patógenos de viveros de plantas nativas eran a veces más agresivas que las cepas encontradas en la naturaleza, y algunos de ellos están desarrollando rápidamente resistencia a los fungicidas que pueden usarse para controlarlos, encontraron los investigadores.
Trabajando con viveros de restauración en todo el estado, los investigadores mostraron que las nuevas técnicas de manejo, junto con los nuevos métodos para detectar patógenos, pueden ayudar a estos viveros a limitar la propagación de patógenos exóticos.
"Algunos de estos proyectos de restauración cuestan decenas de millones de dólares, pero, por supuesto, su valor real es mucho mayor, debido a la gran cantidad de servicios que proporcionan ecosistemas naturales saludables, incluido el apoyo a la biodiversidad animal y vegetal, proporcionando una buena calidad del agua y el aire,y sitios de recreación agradables ", dijo Matteo Garbelotto, especialista en extensión cooperativa y profesor adjunto de ciencias ambientales, políticas y gestión en UC Berkeley.
"Dichos servicios están muy disminuidos en los ecosistemas afectados por enfermedades de plantas exóticas, mientras que la escorrentía y la erosión del agua, el establecimiento de plantas y animales exóticos e incluso incendios forestales más calientes pueden aumentar junto con brotes de enfermedades en ecosistemas naturales", dijo Garbelotto.
Los patógenos evolucionan para burlar a los fungicidas
Las bacterias que enferman a los humanos evolucionan constantemente para resistir los antibióticos diseñados para combatirlos, y se ha documentado la resistencia a los fungicidas en microbios que causan enfermedades en las plantas agrícolas. Garbelotto y su equipo querían saber si el uso generalizado de fungicidas en los nativosy viveros de plantas ornamentales también podrían acelerar el desarrollo de resistencia a los fungicidas en los patógenos de las plantas.
Su investigación fue estimulada en parte por el descubrimiento de una nueva cepa del patógeno de la muerte repentina del roble en los bosques de Oregon que es altamente tolerante a un fungicida comúnmente conocido como fosfito, una de las principales armas utilizadas contra los parásitos de plantas en la naturaleza porquela aplicación no causa ningún efecto secundario ambiental negativo conocido.
Junto con un grupo de investigadores de Nueva Zelanda, decidieron estudiar la resistencia a los fungicidas de Phytophthora, un género de patógenos de plantas que pueden causar cancros letales y podredumbre de la raíz, a dos fungicidas importantes, incluido el fosfito.
Los investigadores reunieron numerosas muestras de Phytophthora de 11 especies presentes tanto en bosques como en viveros de plantas. Luego probaron la sensibilidad al fosfito de múltiples individuos por especie.
Si bien la mayoría de las especies analizadas en general aún eran sensibles al fosfito, las cepas de cuatro especies pudieron resistir los efectos de la sustancia química, informan los investigadores PLOS UNO . Estos incluyen Phytophthora ramorum , el parásito detrás de Sudden Oak Death en Norteamérica y Sudden Larch Death en Europa, y Phytophthora crassamura , una especie descubierta recientemente por los mismos investigadores de UC Berkeley en viveros de plantas nativas y sitios de restauración en California.
Algunas cepas dentro de cada una de estas cuatro especies, aunque genéticamente casi idénticas a las cepas aún susceptibles al fosfito, eran resistentes a él. La presencia de tolerancia química o sensibilidad química al comparar cepas casi genéticamente idénticas sugiere que el desarrollo de resistencia ocurrió relativamente recientemente, tal vez en respuesta al uso generalizado de fosfitos en viveros nativos y ornamentales, dijo Garbelotto.
"Estos patógenos se pueden inundar literalmente con estos químicos en las instalaciones de producción de plantas, y al comienzo del estudio, planteamos la hipótesis de que en tales situaciones estos patógenos se verían obligados a desarrollar resistencia", dijo Garbelotto. "De hecho, nuestra hipótesis era correcta, y descubrimos que algunos de ellos desarrollaron la capacidad de tolerar la exposición al fosfito ".
Si bien el fosfito aún puede ayudar a estimular el sistema inmunológico de una planta, esto puede no ser suficiente para detener la propagación de la enfermedad, dijo Garbelotto.
"Al presionar a estos patógenos para que desarrollen resistencia a los fosfitos, estamos eliminando el fosfito como una herramienta potencial para manejar estos brotes de enfermedades", dijo Garbelotto. "Además, la capacidad de desarrollar rápidamente tolerancia a un fungicida puede ser una indicación de que estoslos agentes patógenos pueden adaptarse rápidamente a nuevos entornos. Por lo tanto, pueden convertirse en organismos invasores formidables, infestando grandes extensiones de áreas naturales y causando enfermedades y mortalidad significativas de la flora nativa esencial ".
Un problema generalizado, pero reparable.
Desde el primer descubrimiento de Phytophthora en los sitios de restauración de California, la investigación realizada por el equipo de UC Berkeley y otros han rastreado la muerte de árboles y plantas silvestres hasta las cepas del patógeno que se origina en los viveros de plantas nativas, en lugar de cepas ya encontradas en la naturalezaSin embargo, pocos estudios han documentado cuán frecuente es el problema.
En un estudio reciente publicado en la revista Patología vegetal , los investigadores de UC Berkeley examinaron 203 plantas individuales en cinco viveros de restauración en California y encontraron que 55 de las plantas estaban infectadas con Phytophthora.
"Pudimos demostrar que este es un problema generalizado en California", dijo Garbelotto. "La mayoría de las existencias que utilizaron está infestada, y los niveles eran muy altos. Para algunas especies, más del 50 por ciento de las plantas nosotrosprobado fueron infectados "
El equipo luego trabajó con los viveros infectados para implementar nuevas mejores prácticas de manejo para tratar de limitar la propagación de la enfermedad sin el uso de fosfito u otros fungicidas. Estas pautas simples, que incluyeron un manejo más cuidadoso de la escorrentía de agua y el suelo para reducircontaminación cruzada, redujo la prevalencia de la enfermedad a casi cero un año después de la implementación.
"Pudimos demostrar que después de un año de seguir las pautas, esas instalaciones estaban libres de patógenos, y otras instalaciones que no siguieron las pautas todavía tenían los patógenos", dijo Garbelotto. "Como resultado de estos hallazgos,la gente ahora está poniendo mucho dinero y esfuerzo para asegurarse de que las plantas estén limpias, siguiendo pautas similares y asegurándose de que no se usen fungicidas para evitar el desarrollo de resistencia ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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