Enfermedades bacterianas en frutales, una realidad incomoda
Dra. Cecilia Ramos B., Académica Universidad de Las Américas (UDLA), Co-Fundadora Laboratorios Diagnofruit Ltda, Miembro SOCHIFIT y AMICH. cramosb@udla.cl
Héctor García O., Co-Fundador y Gerente Gral. Laboratorios Diagnofruit Ltda, Miembro SOCHIFIT y AMICH. hgarcia@diagnofruit.cl
Más de alguien podría señalar que bajo nuestra realidad hablar de bacterias es sencillo, debido a que es un capítulo más bien corto en los libros y cátedras de fitopatología; sin embargo, en la realidad es una de las áreas más complejas en términos de etiología, epidemiología y control, historia que se puede volver una verdadera pesadilla, cómo podremos ver más adelante.
Como ejemplo del impacto de las bacterias en la fruticultura moderna, dos enfermedades bacterianas han remecido mundialmente el rubro en los últimos años. La primera es conocida como Huanglongbing o Enfermedad del Dragón Amarillo, que ha generado un trabajo incansable y acelerado de muchos investigadores para revitalizar la industria de cítricos en USA y otros países donde las pérdidas han sido multimillonarias; el agente causal Candidatus liberibacter spp. aún lleva en su nombre un accesorio provisional “Candidatus” esto debido a que el microorganismo aún no se puede cultivar, lo que multiplica las dificultades de estudio. (1).
La segunda enfermedad, mucho más cercana a nuestra realidad, es el Cáncer Bacterial del Kiwi, causado por Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa), una enfermedad mucho más nueva que la anterior, descrita por primera vez en la década de los 80´s en Japón (2) y luego a mediados de los 90´s en Italia (3); sin embargo, en esas primeras detecciones la enfermedad no fue más que una problemática local presentando una virulencia leve a moderada. Una década más tarde la situación cambió de forma dramática, y comenzó una real crisis descrita por primera vez en Italia (4) pero muy rápidamente avanzó por todo el mundo transformándose en una pandemia diezmando exitosas y valoradas variedades como Hort16A; para tener una magnitud del problema, en Nueva Zelandia se han estimado pérdidas entre €330-400 MM en el periodo 2012-2021. Entonces, ¿Qué ocurrió? ¿Por qué una bacteria pasa de generar una enfermedad leve a una de carácter pandémico y extremadamente agresiva? La respuesta se torna compleja a medida que avanzamos en el conocimiento, un aspecto a considerar es que Psa posee variantes genéticas, en este caso caracterizadas como biovares, la primera detectada en Japón se denominó biovar 1 y la de la pandemia y que, además está en nuestro país fue denominada como biovar 3 (5), pero esto no termina ahí, pues a la fecha al menos 6 biovares han sido descrito. No obstante, esto solo responde una parte de la interrogante, entonces vale la pena preguntarse ¿estaba oculta en China (6) y lo que ocurrió fue que la insertamos, sin saberlo, en nuestros sistemas productivos a través de material contaminado? o ¿es una variante reciente muy adaptada? Si bien las respuestas aún no son determinantes, conocemos algunas estrategias que poseen las bacterias para adaptarse y que son cruciales para establecer programas de control eficientes.
BACTERIAS. EJEMPLOS DE ADAPTACIÓN A TRAVÉS DE LA COMUNICACIÓN
Sin duda, estos microorganismos poseen variadas técnicas para generar procesos que terminarán en progenies más adaptadas al entorno que quieren conquistar, a continuación, revisaremos rápidamente las más importantes.
Hace algunos años asistimos a un congreso mundial en Portugal donde había un espacio para Pseudomonas, y un poster llamaba poderosamente la atención, titulaba algo así: “Pseudomonas: Sexo, Drogas y Rock‘n Roll…” que hacía referencia a dos importantes mecanismos de adaptación, el primero la capacidad de transmitir información genética a través de “simples” pasos (sexo) y el segundo la adquisición de resistencia a biocidas (drogas). Las bacterias poseen un mecanismo de transferencia de información genética, que algunos mencionan como un símil a reproducción sexual, con la diferencia que la transmisión de genes es horizontal. Para que ocurra esto debe haber una bacteria donadora y otra receptora; ambas bacterias se conectan a través de un “pilus” (puente) y la donadora comparte un paquete de genes con la receptora, dentro de ese paquete puede ir información para, por ejemplo, resistir bactericidas, metales pesados, síntesis de nuevas moléculas etc. Los paquetes génicos más comunes en Pseudomonas son plásmidos y elementos conjugativos integrativos (7). De esta forma, una Pseudomónido puede pasar información clave a una bacteria recién llegada al ecosistema, independiente de su especie, asegurando con ello el éxito del proceso adaptativo de diversas poblaciones dentro de los huertos, debido a esto lo complicado del control.
A través de herramientas de análisis de última generación y para complicar aún más la situación, nos hemos dado cuenta de que las poblaciones, por ejemplo, en un cancro o flor atizonada, no solo están colonizadas por una especie de bacteria, sino que muchas especies coexisten y probables desequilibrios pueden terminar en la generación de una enfermedad en virtud del dominio de una o más especies patogénicas. En la figura 1 podemos observar un resumen de frecuencias de distintas especies bacterianas que detectamos en un solo cancro activo de cerezo, evidenciando como estas poblaciones co-existen, se comunican y cooperan para una colonización exitosa.
PRINCIPALES BACTERIAS FOTOPATÓGENAS PRESENTES EN FRUTALES EN CHILE
De acuerdo a la evidencia moderna, y a lo ya descrito, las bacterias actuarían formando bloques en los huertos; no obstante, existen aquellas altamente patogénicas que su sola presencia es una complicación en la producción sustentable.
Probablemente la especie más conocida es Pseudomonas syringae pv. syringae (Pss), la que afecta plantas de carozo, pepita, kiwis, entre otros; actualmente ha adquirido especial relevancia por su poder destructivo en cerezos, el cultivo con mayor proyección en Chile. Agente causal del Cáncer o Cancro Bacterial, Pss es capaz de llevar a la muerte a las plantas, pudiendo también ocasionar tizón de flores y mermando la producción en la temporada. Recientemente, detectamos una variante, Pseudomonas syringae pv. morsprunorum (Psm) (8), muy similar a Pss en términos de daños y que actualmente se encuentra bajo control oficial por parte del Servicio Agrícola y Ganadero (SAG). Si bien en Chile no existen estimaciones claras de pérdidas por Pseudomonas en cerezos, la literatura mundial menciona pérdidas de hasta 75%, por muerte de plantas (9).
Dentro de los Pseudomónidos, el capítulo referido a Psa bv.3 en kiwis cobra importancia debido a la pandemia que provocó y que arrasó con variedades de pulpa amarilla. También, como se mencionó, es común encontrar incluso de manera simpátrica a Pss y Pseudomonas viridiflava, esta última especie más asociada a Tizón de botón y/o flor, enfermedad capaz de generar pérdidas directas, cercanas al 40%, como lo registrado en la primavera de 2018 en la zona de Curicó.
El último grupo importante lo compone el género Xanthomonas, donde la especie Xanthomonas arboricola pv. juglandis (Xaj) es la que dirige los planes de manejo en nogales con el fin de evitar la aparición de Peste Negra, sobre todo en situaciones de primaveras húmedas y temperadas (10,11). En huertos de nogales de la zona sur de Chile se han registrados pérdidas hasta del 80% de la producción, transformándose este patógeno en una de las principales limitantes para una producción sustentable (12).
PUNTOS CRÍTICOS EN LA OBTENCIÓN DE UN ÓPTIMO Y SOSTENIBLE CONTROL DE BACTERIAS EN HUERTOS FRUTALES
Ya sabemos que las poblaciones de bacterias actúan en comunicación y se adaptan con relativa facilidad a los ecosistemas, por tal motivo han sido eficientes colonizadoras del planeta desde que apareció la vida, entonces no es poco esperable que el control sea complejo, por lo mismo es que debemos aprender a convivir con ellas y generar equilibrios como eje central de un manejo integrado.
De esta forma, siempre un huerto debe partir por generar un EQUILIBRIO NUTRICIONAL. Sin entrar a profundizar, el principal factor de alteración en la vida de postcosecha de un fruto muchas veces es la concentración de nitrógeno en éste, lo que generalmente viene aparejado con canopias densas y deficiente lignificación de brotes y troncos, lo que termina en fruta susceptible a pudriciones y una planta de menor vida útil por no ofrecer una resistencia natural a bacterias y hongos patógenos. Es así como el primer punto a chequear es el balance de macro y micronutrientes en plantas y frutos (13), realizando análisis de tejidos en distintos momentos de la temporada y de forma sistematizada, para poder comparar la data generada año tras año y definir el punto de equilibrio para cada huerto, relacionando vigor, producción, calidad de fruta, desarrollo de enfermedades, etc.
El segundo punto crítico a considerar es el BUEN DIAGNÓSTICO, esencial dentro de un marco de manejo integrado. Es fácil confundir ciertas enfermedades y síntomas, como, por ejemplo, un cancro de origen bacterial y otro causado por hongos como Cytospora (falso cáncer), lo que provoca un escaso éxito en el control. Para obtener un buen diagnóstico los análisis de laboratorio son fundamentales y hoy la biología molecular a nuestro servicio nos entrega mayor certeza de encontrar el real agente causal de una enfermedad. Para que el diagnóstico cumpla su función debe ser oportuno, y en este sentido la toma de muestra debe realizarse en el momento en que aparecen los primeros síntomas. Un ejemplo clásico es lo que ocurre con la Mancha Necrótica en cerezos causada por Pseudomonas; hemos observado que luego de un par de semanas la recuperación de aislados patogénicos es casi nula, a medida que las temperaturas aumentan la bacteria disminuye su presencia.
El tercer punto crítico es el diseño de un PROGRAMA FITOSANITARIO adaptado a cada realidad. Qué productos y cuándo utilizarlos son incógnitas sobre las que trabaja un buen programa para controlar bacterias, considerando manejos anti-resistencia y bajo impacto sobre el medio ambiente. En términos clásicos, tanto Pseudomonas y Xanthomonas son controlados mayoritariamente en campo con cobres y antibióticos, aunque la tendencia moderna se inclina a incorporar a su vez el biocontrol y uso de elicitores como apoyo a los anteriores.
COBRE, VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UN ANTIGUO ANTIMICROBIANO
A fines del siglo XIX comenzó la historia moderna del uso de cobre para control de patógenos en plantas, cuando se observó que vides aplicadas con cobre disminuían ataques de mildiú. En Chile, utilizamos diversas formulaciones en base a este metal, que son utilizadas en mayor o menor medida para el manejo de Pseudomonas y Xanthomonas. Su actividad se basa en la liberación de Cu+2, también llamado cobre iónico, el cual es capaz de intoxicar las células y generar el efecto bactericida [HG1] esperado. De esta forma, existe una cinética de liberación que será más rápida en virtud de la formulación utilizada, la cantidad inicial depositada, presencia de compuestos en el vegetal que actúan como acomplejadores de Cu y el clima (precipitaciones). A modo de ejemplo, sulfato de cobre pentahidratado libera más rápido Cu+2 en altas proporciones, en comparación de lo que genera una aplicación de hidróxido de cobre, pero este último otorgaría una liberación más extendida, este dato es clave para determinar qué tipo de cobre utilizar y cuándo aplicar, considerando siempre que se trata de un uso preventivo y que actuará como protectante del tejido tratado.
Poblaciones de Pseudomonas y Xanthomonas tolerantes a cobre han sido previamente detectadas en Chile (10,11,14), lo que sumado a la eventual dificultad de ciertos cobres de liberar Cu+2 en el momento adecuado, categorizan a este elemento con una baja efectividad, debiendo aplicarse en forma consecutiva en la temporada con el fin de aumentar el control. A partir de esto se genera una nueva complicación, el cobre intoxica las plantas y su entorno, se acumula en el suelo y altera la microbiota de forma considerable. Estas y otras consideraciones negativas sobre el cobre impulsaron la generación de una normativa de la Unión Europea (Reg no. 473/2002) la cual fija una reducción progresiva que podría llegar a 5 kg/ha/año de cobre total para los próximos años. En un estudio (15) que evaluó la contaminación de suelos de la zona central por distintos metales pesados, destacan los resultados obtenidos desde muestreos de Regiones de Valparaíso y O’Higgins, donde se detectaron concentraciones altas de cobre, de 200 y 176 mg kg-1 respectivamente, muy ligados a ciudades de alta actividad minera o agrícola; se considera que el promedio de Cu en la corteza terrestre es de 60 mg kg-1 (16).
BACTERICIDAS ESPECÍFICOS, ¿CUÁNDO UTILIZARLOS?
Desde una perspectiva histórica, el uso generalizado de bactericidas específicos en la fruticultura se originó con el Fuego Bacteriano, enfermedad causada por Erwinia amylovora en frutales de pepita. Su baja toxicidad y relativa alta eficacia han hecho de estreptomicina una herramienta fundamental para el control de la enfermedad. Como era de esperar, comenzaron a aparecer poblaciones resistentes a estreptomicina lo que impulsó el uso de otras moléculas como oxitetraciclina. Cálculos realizados en USA en 2009, señalan que solo el 0,12% del volumen de total de antibióticos utilizados están asociados a la fruticultura, cifra que reflejaría el bajo impacto con relación al uso clínico en humanos y productivo en animales (17).
En Chile, tres formulaciones son las autorizadas y utilizadas para control de bacterias, estreptomicina & oxitetraciclina, gentamicina & oxitetraciclina y kasugamicina. Formular en mezcla dos activos tiene por objetivo disminuir la selección de las poblaciones, evitar la aparición de individuos resistentes, y como resultado aumentar la eficacia del control sobre los distintos patógenos en campo, de esta forma se debe privilegiar el uso de formulaciones en mezcla.
Una de las limitaciones del cobre, tal como se comentó, es su capacidad de intoxicar tejidos susceptibles, es por este motivo que en floración no es utilizado; sin embargo, este estadio fenológico, es el periodo en que aumentan las condiciones favorables para Pseudomonas y Xanthomonas, debido a la susceptibilidad del cultivo, es un momento de estrés para la planta, y también en función de condiciones favorables para el crecimiento bacteriano en primavera (alta humedad y temperaturas) lo que en progresión significa que, a medida que avanza la floración hay mayor presencia de bacterias, aumentando el riesgo de daños, según hemos podido cuantificar las últimas temporadas (Fig. 3).
En huertos susceptibles y/o de alta producción, durante una primavera temprana con pronóstico de lluvias o alta humedad relativa, la flor debe ser protegida y aquí es donde estos bactericidas trabajan bien, considerando estas herramientas como un pilar fundamental para la mantención de la sanidad del huerto. Sin embargo, un factor para considerar: aplicaciones de estreptomicina en plena flor aumentan la abscisión de fruto en nogal, por lo que no son recomendadas (18) para el control de Xaj.
En estudios de caracterización de respuesta’ in-vitro’ a bactericidas específicos por parte de aislados patogénicos de Pss y Psm rescatados de cerezos, hemos observado una mejor ‘performance’ de gentamicina & oxitetraciclina por sobre otros estándares, como el caso de estreptomicina & oxitetraciclina y muy superior a kasumigacina (Fig. 4), al observar y cuantificar un mayor halo inhibitorio en antibiogramas de disco (Kirby-Bauer) lo que nos hace proyectar un mejor control en huerto, pensando en , por ejemplo, aplicaciones de flor.
CONSIDERACIONES FINALES Y PROYECCIONES SOBRE EL CONTROL DE BACTERIAS
El control moderno de bacterias en huertos de frutales se debe generar bajo las directrices del manejo integrado, de esta forma lo primero es alcanzar el equilibrio nutricional, disminuir vigor, evitar los estragos de las heladas, exceso de radiación sobre los troncos, ataque de insectos xilófagos y nematodos, en resumen, todo lo que susceptibilice y genere heridas en la madera.
Al mismo tiempo, y tan importante como lo anterior, se deben mencionar dos actividades que deben ser puestas en práctica. La primera es el buen diagnóstico, debemos saber si el huerto está siendo víctima de Bacterias o de patógenos que causan sintomatología similar, muestreo de tejidos sintomáticos deben ser llevados a laboratorio, al igual que un médico realiza exámenes a su paciente. La segunda actividad se construye con el diagnóstico, y es la generación o actualización del programa fitosanitario. Como ya analizamos la PREVENCIÓN es fundamental para derrotar a las bacterias, por lo tanto, debemos tener un plan base para etapas críticas como floración, caída de hojas o podas y un plan dinámico para condiciones predisponentes, como eventos de heladas.
Sin duda, evitar la adquisición de resistencia a cobre y bactericidas específicos en las poblaciones de bacterias de nuestros huertos debe ser el principal eje de nuestro programa fitosanitario luego de asegurar una eficacia preventiva a todo evento. Como primera recomendación, debemos bajar la carga de aplicaciones en nuestros huertos, utilizando la idea del párrafo anterior: fijar aplicaciones en fenologías críticas y el resto solo a condición predisponente. La rotación de activos es crucial, en el caso de antibióticos nos encontramos que todos aquellos que poseen registro para uso en frutales bloquean el proceso de síntesis de proteínas, por lo tanto, la posibilidad de rotación es limitada en términos de variar el mecanismo de acción; sin embargo, a diferencia de la estreptomicina, la gentamicina se une a varios sitios del ribosoma; por tanto, se necesitan varias mutaciones en el cromosoma bacteriano para generar mutantes espontáneos resistentes a la gentamicina (19). Al mismo tiempo, la formulación de bactericidas en mezcla es una estrategia antiresistencia muy efectiva. De esta forma Agrygent Plus ®, compuesto de gentamicina & oxitetraciclina, se transforma en una herramienta fundamental para el control de bacterias de forma efectiva en el programa base.
En la búsqueda de programas fitosanitarios de menor impacto, hoy miramos con mucha más atención y recomendamos el uso del control biológico para disminuir la presión de inóculo de bacterias y hongos, de esta forma hemos podido comprobar el poder de control en ensayos in-vitro de productos como Mamull® y Coraza® y Nacillus®, que irán a apoyar el programa base en etapas críticas, como brotación, poda y caída de hojas. Para finalizar, debemos generar plantas más fuertes, que resistan ataques de patógenos y hoy existen herramientas que elevan las defensas, diversos quitosanos y otros compuestos activadores de la ruta de la Resistencia Sistémica Adquirida deben ser considerados dentro de un esquema integral de manejo de enfermedades.
Referencias biobliográficas
1. Merfa, M. V., Pérez-López, E., Naranjo, E., Jain, M., Gabriel, D. W., & De La Fuente, L. (2019). Progress and obstacles in culturing ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’, the bacterium associated with Huanglongbing. Phytopathology, 109(7), 1092-1101.
2. Serizawa, S., Ichikawa, T., Takikawa, Y., Tsuyumu, S., & Goto, M. (1989). Occurrence of bacterial canker of kiwifruit in japan. Japanese Journal of Phytopathology, 55(4), 427-436.
3. Scortichini, M. (1994). Occurrence of Pseudomonas syringae pv. actinidiae on kiwifruit in Italy. Plant Pathology, 43(6), 1035-1038.
4. Balestra, G. M., Mazzaglia, A., Quattrucci, A., Spinelli, R., Graziani, S., & Rossetti, A. (2008). Bacterial canker on Actinidia chinensis. Informatore Agrario, 64(38), 75-76.
5. Miranda, E.; García, H.; Pedroso, I. y Ramos C. (2018)-. Estudio filogenético de aislados chilenos de Pseudomonas syringae pv. actinidiae en Actinidia spp. XXVI Congreso Sociedad Chilena de Fitopatología Universidad Austral de Chile Valdivia, Noviembre 2018.
6. Butler, M. I., Stockwell, P. A., Black, M. A., Day, R. C., Lamont, I. L., & Poulter, R. T. (2013). Pseudomonas syringae pv. actinidiae from recent outbreaks of kiwifruit bacterial canker belong to different clones that originated in China. PloS one, 8(2), e57464.
7. Zhao, M., Butler, M., Taiaroa, G., & Poulter, R. (2017, September). Conjugation in Pseudomonas syringae pv. actinidiae (Psa). In IX International Symposium on Kiwifruit 1218 (pp. 327-332).
8. García, H., et al. (2021). First Report of Bacterial Canker Caused by Pseudomonas syringae pv. morsprunorum Race 1 on Cherry in Chile. Plant Disease on line. https://doi.org/10.1094/PDIS-11-20-2524-PDN
9. Spotts R., Wallis K., Serdani M., and Azarenko A. (2010). Bacterial Canker of Sweet Cherry in Oregon—Infection of Horticultural and Natural Wounds, and Resistance of Cultivar and Rootstock Combinations. Plant Disease, 94:3, 345-350
10. Moya-Elizondo, E., Auil, P., Oyarzúa, P., & Gerding, M. (2018). RESISTENCIA AL IÓN COBRE DE Xanthomonas arboricola pv. juglandis EN NOCEDALES DE LA REGIÓN DEL BIOBÍO. Chilean journal of agricultural & animal sciences, 34(1), 3-11.
11. Esterio, M., Auger, J., Agurto, L. & Pérez, E. (2006). Resistencia de “Xanthomonas arboricola” pv. “juglandis” al ion cobre en Chile. Fitopatología, ISSN 0430-6155, 41(3): 93-101.
12. Moya, E. (2017). Los desafíos del control de peste negra en el sur. Redagricola Chile, Mayo 2017.
13. Dordas, C. (2008). Role of nutrients in controlling plant diseases in sustainable agriculture. A review. Agronomy for sustainable development, 28(1), 33-46.
14. Beltrán, M., Sagredo, B., Osorio, V., Millas, P., France, A., y Lemus, G. (2019). Caracterización del agente causal del cáncer bacterial en cerezo. Redagrícola, nov 2019
15. Burgos, O. (2017). Distribución y evaluación de AS, CD, CU, NI, PB, SE y ZN, en suelos agrícolas de la Zona Central de Chile. INFORME DE PROYECTO DE TÍTULO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL. Universidad de la Santísima Concepción.
16. Rehman, M., Liu, L., Wang, Q. et al. (2019). Copper environmental toxicology, recent advances, and future outlook: a review. Environ Sci Pollut Res 26, 18003–18016.
17. Stockwell, V. O., & Duffy, B. (2012). Use of antibiotics in plant agriculture. Revue Scientifique Et Technique-Office International Des Epizooties, 31(1), 199-210.
18. Polito, V. S., Pinney, K., Buchner, R., & Olson, W. (2002). Streptomycin applications to control walnut blight disease can prevent fertilization and increase fruit drop. HortScience, 37(6), 940-942.
19. Stockwell VO, Duffy B. Use of antibiotics in plant agriculture. (2012) Rev Sci Tech. 31(1):199-210.