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Caracterización fenotípica y molecular de aislamientos de Phytophthora cinnamomi obtenidos de huertos de aguacate del departamento de Antioquia, Colombia

Calle Henao, Cristina (2017) Caracterización fenotípica y molecular de aislamientos de Phytophthora cinnamomi obtenidos de huertos de aguacate del departamento de Antioquia, Colombia. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia -Sede (Medellín).

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Resumen

Resumen : La pudrición de la raíz o tristeza del aguacatero, representa una de las enfermedades más devastadoras del aguacate y es causada por Phytophthora cinnamomi Rands, un oomicete heterotálico que habita en suelos cálidos y húmedos e infecta el sistema radicular del árbol. En Colombia, poco se sabe acerca del fitopatógeno y su incidencia en los cultivos de aguacate (Persea americana), sin embargo, ha sido reconocido como el principal agente causal de la pudrición de raíz, por lo que la apuesta exportadora de este cultivo en el departamento de Antioquia, requiere de mejoras en las estrategias de manejo aplicadas en esta especie. El uso de árboles criollos resistentes o tolerantes a P. cinnamomi ha sido propuesto como portainjertos de la variedad Hass, para ello es necesario tener un mayor conocimiento genético y fenotípico de las poblaciones de este fitopatógeno en nuestro país con el fin de conseguir una resistencia duradera en este cultivo. En este trabajo se caracterizó una colección de 112 aislamientos de P. cinnamomi obtenidos de cultivos de aguacate de las subregiones productoras más importantes de aguacate en Antioquia. Estos aislamientos fueron caracterizados a nivel de colonia, en cuanto a su forma, crecimiento y tamaño, en condiciones de laboratorio, y fueron analizados con marcadores moleculares del genoma nuclear (secuencias de la región interna transcripta - ITS) y del mitocondrial (PCR-RFLP de regiones intergénicas). Las colonias de los aislamientos de P. cinnamomi, presentaron tres morfologías: roseta, la más abundante, estrella y sin patrón; con tasas de crecimiento entre 0.293 y 1.126 cm/d y diámetros de 3.31 a 7.97 cm. Se encontró que hay una baja diferenciación genética entre las subpoblaciones del departamento de Antioquia (FST = -0.01190, P >0.05 para el ITS; FST = 0.002, P >0.05 para las regiones intergénicas), lo cual podría explicarse por la predominancia de la reproducción clonal (92.8% de los aislamientos). No obstante, según un análisis bayesiano poblacional, los aislamientos se agruparon en cinco clusters (K=5) con los análisis de los marcadores mitocondriales y en cinco haplotipos según las secuencias de la región ITS. Dos haplotipos relevantes fueron obtenidos en Antioquia, uno de ellos se encontró asociado a cultivos de aguacate y a otros árboles madereros y ornamentales de secuencias de ITS del fitopatógeno obtenidas del GenBank de diversos países del mundo. Por otro lado, el segundo haplotipo solo se encontró asociado a cultivos de aguacate de Antioquia. Esto sugiere que las poblaciones del fitopatógeno pudieron tener dos orígenes en este departamento, el primero de otros hospederos y el segundo exclusivamente de cultivares de aguacate. El test de Neutralidad de Tajima mostró que las poblaciones de este fitopatógeno han permanecido de tamaño constante. Cuando fueron comparados con aislamientos de otros países y hospederos, se encontró que P. cinnamomi sí presenta una estructura poblacional (FST = 0.45709, P <0.000001) en el mundo, causada posiblemente por un distanciamiento geográfico. Dado que no se encontró una relación contundente entre las características morfológicas y moleculares estudiadas, se contempla la posibilidad de que sea la plasticidad fenotípica la que permita explicar la amplia distribución del fitopatógeno y su creciente rango de hospederos. Por lo tanto, se requieren estudios adicionales tanto fenotípicos (caracteres microscópicos, la sensibilidad a fungicidas y pruebas de patogenicidad) como moleculares, con marcadores adicionales, sobre poblaciones de toda Colombia., Abstract: The root rot or “la tristeza del aguacatero” represents one of the most devastating diseases of avocado and is caused by Phytophthora cinnamomi Rands, a heterothallic oomycete that inhabits the warm soak soils, infecting the root system of the tree. In Colombia, little is known about this phytopathogen and its incidence in the avocado crops (Persea americana). However, the phytopathogen has been recognized as the principal cause of the root rot. Antioquia´s growing and exporting avocado industries require an improvement of the management strategies applied on this species. The use of native trees that are resistant or tolerant to P. cinnamomi has been proposed as rootstock of the Hass variety. Therefore, a better understanding of the genetic and phenotypic information of the population´s species in Colombia is necessary in order to achieve durable resistances in this crop. In this work, a collection of 112 isolates of P. cinnamomi, obtained from the most important producer subregions of avocado in Antioquia, was characterized. These isolates were characterized in terms of shape, growth and size, under laboratory conditions, they were also analyzed with two molecular markers: nuclear (sequences of ITS region) and mitochondrial (PCR-RFLP of intergenic regions). Colonies of the P. cinnamomi isolates presented three morphologies: rosaceous, the most abundant, stellate and without pattern. The rate of growth varied between 0.293 and 1.126 cm/d, with colony diameters from 3.31 to 7.97 cm. Low genetic differentiation between the subpopulations of the Antioquia department (FST = - 0.01190, P > 0.05 for the ITS; FST = 0.002, P >0.05 for the intergenic regions) was found with a predominant clonal reproduction (92.9% of the isolates). Nevertheless, according to a population Bayesian analysis, the isolates were grouped in five clusters (K=5) with the analysis of the mitochondrial markers and in five haplotypes according to the sequences of the ITS region. Two relevant haplotypes were obtained in Antioquia, one of them associated with ITS sequences of strains found in GenBank associated with avocado crops, forest and ornamental trees obtained from different countries of the world. The second haplotype was found only associated with avocado crops in Antioquia. This suggests that the populations of the phytopathogen could have had two origins in Antioquia, the first one from other hosts and the second exclusively from the avocado tree. The Tajima's test of neutrality showed that the populations of this phytopathogen have remained of the same size. When isolates of Antioquia were compared to isolates from other countries and hosts, it was found that P. cinnamomi did present a population structure (FST = 0.45709, P <0.000001) in the world caused by a geographic separation. No relation between morphological and molecular characteristics analyzed was found, there is a possibility that the phenotypic plasticity would allow an explanation to the wide distribution of the phytopathogen and its increasing range of hosts. These findings require additional phenotypic (microscopic characters, fungicide sensitivity and pathogenic tests) and molecular studies, with other markers, on populations all over Colombia

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Saldamando Benjumea, Clara Inés and González Jaimes, Elena Paola
Información adicional:Magíster en Ciencias Agrarias
Palabras clave:Aguacate, Avocado, P. cinnamomi, morfología genética, morphology, genética, genetic, estructura poblacional, population structure, clonalidad, clonality
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 58 Plantas / Plants
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 63 Agricultura y tecnologías relacionadas / Agriculture
Unidad administrativa:Sede Medellín > Facultad de Ciencias Agropecuarias > Departamento de Ciencias Agropecuarias > Ingeniería Agronómica
Código ID:57762
Enviado por : Cristina Calle Henao
Enviado el día :05 Julio 2017 19:51
Ultima modificación:05 Julio 2017 19:51
Ultima modificación:05 Julio 2017 19:51
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