Productos biológicos y resistencia varietal como estrategias para el manejo de enfermedades caudas Pyricularia oryzae, Xanthomonas oryzae y Burkholderia glumae en cultivo de arroz.

1. Productos biológicos y resistencia varietal como
estrategias para el manejo de enfermedades
caudas Pyricularia oryzae, Xanthomonas oryzae y
Burkholderia glumae en cultivo de arroz.
Universidad Centroccidental
Lisandro Alvarado
Decanato de Agronomía
Posgrado de Fitopatología
Fundamentos de Combate de Enfermedades
Lic. Sáez Deilyn
Cabudare, Julio de 2015

2. •Principal cultivo
alimenticio
Población
Mundial
•980 mil toneladas
de arroz,
cosechados en 196
mil hectáreas
Producción en
Venezuela
•Guárico
•Portuguesa
•Cojedes,
•Apure
•Barinas
Estados
Productores en
Venezuela
•Inhibición de la
germinación de la semilla,
añublo de la panícula,
pudrición de vainas,
esterilidad de flores y
aborto del grano
Pérdidas en la
Producción
Cultivo de Arroz
Enfermedades más importantes se
encuentran aquellas causadas por
hongos y bacterias
(Cottyn, 2009)
(Cottyn et al., 2009)
(Fevearroz, 2014) (Nandakumar et al., 2009)
(Fevearroz, 2014)
Reduce la
producción de
grano y generan
manchado
Perdidas en el
cultivo hasta de
un 60%

3. Problemática del cultivo de Arroz
El cambio
climático
aumentó la
incidencia de la
Enfermedad
Zonas con altas
temperaturas y
alta humedad
favorecen la
multiplicación de
los patógenos
Aplicación de
productos
Químicos
Disminución la
Fungistasis del
suelo
Resistencia de los
Patógenos
Cultivares
comerciales
susceptibles
El nivel de daño de la
enfermedad (severidad) está
determinado por una
compleja interrelación entre
clima, variedad, manejo del
cultivo y cantidad de inóculo

4. Bacteriosis en el Arroz
Burkholderia glumae
Xanthomonas oryzae
Añublo Bacterial de la Panícula
El Tizón Bacteriano

5. Burkholderia glumae
Nombre Común: Añublo Bacterial de la Panícula
Tipo de Patógeno Bacteria aeróbica, Gram (-) no fluorescente en medio de cultivo
Distribución Se encuentra reportada en China, Corea ,India, Filipinas, Tailandia,
Estados Unidos, Panamá, Costa Rica, Republica Dominicana, Venezuela
y Colombia.
Cultivos
Hospedantes
Arroz, tomate, ají, berenjena y ajonjolí.
Síntomas Vaneamiento de la panícula, la cual presenta espiguillas de color
pajizo, decoloración del grano, raquis de color verde, la hoja bandera
mantiene su color verde.
Dispersión El principal vector de la enfermedad es la semilla contaminada, el agua
de riego, el viento, insectos voladores y residuos de cosechas.
Condiciones
Predisponentes
Temperaturas entre 32-37 °C, humedad relativa superior al 80%,
aplicaciones tardías y altas dosis de fertilización nitrogenada y la alta
densidad de siembra
(Guillén L, 2012)
Burkholderia glumae
Añublo Bacterial de la Panícula

6. Enferma
Sana
Burkholderia glumae
Añublo Bacterial de la Panícula
• Esta enfermedad amenaza la producción del arroz,
alimento básico para casi la mitad de la población
mundial.
• Causa pudrición de granos y plántulas.
• En campos severamente afectados ocasiona
pérdidas mayores al 75% de la producción.
• Actualmente es limitante económicamente en
Colombia, Nicaragua, Venezuela, Costa Rica,
Panamá y República Dominicana.
(Fevearroz, 2014)

7. Xanthomonas oryzae
Xanthomonas oryzae
Nombre Común: Tizón bacteriano del arroz o añublo (quemado) foliar
Tipo de Patógeno Bacteria aeróbica, Gram (-).
Distribución Ampliamente distribuida en las regiones productoras de arroz del
mundo, especialmente en Japón, Filipinas, Indonesia e India ,
Australia, Malasia, Norte América, el oeste de África, Rusia, América
Latina y la Región del Caribe.
Cultivos
Hospedantes
Arroz y otras Poaceas consideradas malezas .
Síntomas Estrías de aspecto húmedo y color amarillento en los márgenes de las
hojas, que al coalescer toman aspecto de quemado y se observa en la
parte superior de las hojas bordes ondulados, además la enfermedad
puede ocasionar la muerte total de la planta
Dispersión El principal vector de la enfermedad es la semilla contaminada, el agua
de riego, lluvia y residuos de cosechas.
Condiciones
Predisponentes
Temperaturas entre 25-30 °C, humedad relativa superior al 80%,
aplicaciones tardías y altas dosis de fertilización nitrogenada y la alta
densidad de siembra
(Guevara, et al., 1999)
El Tizón Bacteriano

8. Prácticas que favorecen el desarrollo de ambas
enfermedades
*Alto y frecuente uso de semilla susceptible.
*Monocultivo.
*Movimiento de semilla de una zona a otra.
*Malas prácticas en el uso de agroquímicos.
*Altas densidades de siembra.
(Fevearroz, 2014)

9. Estrategias no han
tenido éxito
(Gañán, 2011)
Uso de
mejoramiento
genético
(Saichuck et
al., 2011)
Antibióicos
(Fedearroz,
2010)
Productos
químicos
(Gómez, et al.
2010)
Estrategias Usadas

10. La Piricularia o Añublo
del Arroz
La Piricularia
El principal problema
fitopatológico en cultivos de
arroz en el Mundo.
Pyricularia oryzae
(Teleomorfo:
Magnaporthe oryzae)
Agente Causal
A. Lesiones causada en hoja, B. en el cuello de la
panícula por Pyricularia oryzae en una hoja de arroz.
(Scheuermann et al., 2012)

11. La Piricularia
Principal Enfermedad del Arroz
Amplia distribución
Poder destructivo
Condiciones
favorables
Ambiente
Planta
Patógeno Oryza sativa L
Alta Humedad HR 80%
Temperatura 22-29°C
Altas concentraciones de N
Riego
Ciclo de Patogénesis
(3 a 4 días)
Libera gran cantidad de
esporas (de 3.000 a 6.000
aprox.)
(Rossman et al., 1990).
(Rossman et al., 1990).

12. Variabilidad Genética y
Estructura Poblacional
Es altamente variable; cada linaje puede contener
muchos patotipos o razas diferentes.
Propuestas desde las mutaciones
hasta mecanismos parasexuales.
Utilizando rep-PCR se identificaron 17
linajes: VEN1, a VEN17, siendo el VEN1 y
VEN3 los de mayor frecuencia.
(González et al., 2014)
Consenso bastante alto (>70 %) en la
escala de Severidad, entre los aislados
inoculados, existiendo correspondencia
entre la respuesta genética y fenotípica.
(González et al., 2014)
Conformada por
decenas de familias
o linajes
Diversas
Hipótesis
Linajes en
Venezuela
Virulencia
Genética del Patosistema Patógeno- Hospedante

13. Mecanismo de Resistencia
Interacción
P. oryzae
X
O. sativa
Determinada por la
relación gen X gen
Ambas definidas
Fenotípicamente.
Existen dos tipos de resistencia
básica en el control de la
enfermedad
(Silve et al., 1992)
Parcial
Completa
Resistencia
En la actualidad, un total de 85 genes de resistencia a Piricularia y alrededor de 350
QTL han sido identificados y mapeados en el genoma del arroz.
(Scheyermann et al., 2012)

14. Especifica de la raza del patógeno
Reconocen el producto del gen de
avirulencia del patógeno.
Resistencia
Parcial
Cuantitativa
Permite la reproducción del hongo y es
inespecífica a las razas de este
Esta determinada por un mayor numero
de genes o QTLs (Quantitive Trait Loci).
Resistencia
Completa
Cualitativa
(Babujee y Ganamanickam, 2000)
Gobernada por uno o pocos genes de
resistencia en la planta. Dominantes o
recesivos.
Inhibiendo completamente la
reproducción del patógeno.
Caracterizandose por tener lesiones en
numero y tamaño reducido.
Mecanismo de Resistencia

15. Durabilidad de la Resistencia
• Es altamente variable.
• Puede ser influenciada por factores genéticos,
evolutivos y ambientales.
• El de mayor influencia pueden ser los mecanismos
de resistencia y la flexibilidad evolutiva del
patógeno.
Durabilidad
• Existen evidencia de que la evolución del patógeno
supera la rapidez de los genes de resistencia
incorporados.
(Hogenboom, 1993)

16. El objetivo es crear resistencia
durable a la enfermedad más
importante en el arroz causada
por el hongo Pyricularia oryzae
Técnicas de mejoramiento
Convencional.
Conservación del carácter por
transferir.
Suficiente número de retrocruces.
Selección del padre recurrente y el
padre donador.
RECUPERACIÓN DEL GENOMA DEL PADRE
RECURRENTE EN UN PROGRAMA DE
RETROCRUCE.
Mejoramiento para la Resistencia
(Hogenboon, 1993)
Se requiere satisfacer 3
condiciones:

17. Método de Retrocruzamiento
Forma de Hibridación
Recurrente
Una Característica Superior Una Variedad de Buen
Comportamiento
Sirve para Transferir
Caracteres Deseables
Por medio del cual
Resistencia a Pyricularia oryzae Excelente Calidad Industrial y
Características Agronómicas
Deseables.
Puede ser adicionada

18. Padre Recurrente Padre Donador
Resistente a Pyricularia oryzae
Excelente Calidad Industrial y
Características Agronómicas
Deseables.
Variedad Comercial
«Cimarrón»
Especie Silvestre
Oryza minuta
Desventaja: es Susceptible a
Pyricularia oryzae
Desventaja: variedad silvestre
(Guimarães et al, 1996)
(Arnao et al, 2006)
Mejoramiento para la Resistencia

19. Mejoramiento para la Resistencia
Las plantas de las generaciones
RC1F1, RC1F2, RC2F1,
RC2F2 y RC3F1…
(Arnao et al, 2006)
Serán evaluadas
por su resistencia a
Pyricularia oryzae
Seleccionan los
individuos
resistentes
Obtención
de la siguiente generación
para la
en cada
caso se
Resistentes

20. Uso de estrategias biológicas
Extracto
Vegetal de
Ruta
graveolens
Quitosano
Correa, 2005; Gómez, 2009; Riera,
2012; Jiménez y Ulacio, 2013.
Bautista et al., 2003; Angelova et al.,
2006; Falcón et al., 2007; Lárez, 2008.
PROMOTORES DE
CRECIMIENTO E
INDUCTORES DE
RESISTENCIA
FEDEARROZ, 2013
MIC

21. Uso de Extractos Vegetales
Extractos
vegetales
Combinó estrategias de manejo; extracto
etanólico de orégano silvestre, calcio y
Trichoderma y obtuvo plantas con mayor
altura y más vigorosas.
Encontró un efecto bio-estimulante con EE
de yuquilla que permitió a la planta tolerar
el ataque del patógeno.
Gómez (2009)
(Riera 2012)
Señalan que los extractos vegetales
pueden ser utilizados exitosamente en el
control o inhibición de bacterias y hongos
fitopatógenos.
Stauffer et al., 2000;
Rodríguez y Sanabria,
2005; Maselli et al., 2006,
2008; Pino et al., 2008)
Herramienta para integrar a un manejo
agroecológico del cultivo

22. Uso de Extracto Vegetal de
Ruta graveolens
El año 2007
FEDEARROZ
Recomendó el uso del
Ácido Oxolínico en
Colombia.
En el 2010
FEDEARROZ
Uso del bactericida con
base de Quinolonas,
demostró ser la mejor
opción para el control de
la bacteria.
Estudio el antibiótico (STARNER®) para
controlar a Burkholderia glumae en
condiciones in-vitro (Correa, 2005).
Alcaloides Sintetizados
Tienen estructuras química similares a
las Quinolonas de 1era Generación.
(Sampaio et al., 2012)

23. Cuadro 1. Grupos de metabolitos secundarios (MS) detectados y
cuantificados en el EE de R. graveolens.
Metabolitos
Secundarios
Presencia (+) Ausencia
(-)
Cantidad de MS
mg/mL de EE
Alcaloides (+) 1,9mg/mL
Flavonoides (+) 0,53mg/mL
Fenoles (-)
Saponinas (+)
Aceites Esenciales (+)
Fuente Naveda, G. (2010)
Establecimiento de un proceso de obtención de extracto
de ruda con alto contenido de fenoles

24. Metabolitos Secundarios presentes en
Extractos de Ruta graveolens
Alcaloides
Durante el desarrollo de los mecanismos
de defensas de las plantas
(Cowan., 1999)
Tienen la capacidad de intercalarse
con el ADN o la pared celular de los
patógenos
Afectar su normal funcionamiento
Quinolonas y Furoquinolonas,
Arborinina, Graveolina,
Graveolinina, Skimina,
Soforina, Cocusaginina

25. QUINOLONAS
Bloquea la actividad de la
subunidad A de la ADN
girasa bacteriana
(topoisomerasa II)
Interfieren en la replicación
del ADN al bloquear o inhibir
las enzimas topoisomerasa II
y IV, enzimas esenciales para
la topologia del ADN
La ADN girasa es un tipo de
topoisomerasa II y uno de los
blancos predilectos de las
quinolonas
Ambas enzimas son vitales para
la vida de la bacteria en el
sentido de que
la transcripción, replicación,
reparación y almacenamiento
del ADN depende
indirectamente del buen
funcionamiento de dichas
enzimas
Inhibir estas enzimas da
como resultado la
aniquilación de la
bacteria.
Mecanismos de acción de las Quinolonas

26. Uso de Quitosano
Crecimiento de las plantas (en la
estimulación de la germinación de
semillas, en el crecimiento de partes de la
planta como raíces, retoños y hojas).
Inducción de reacciones de defensa en
plantas.
Quitosano
(quitina desacetilada)
(Bhaskara et al., 1999 y
Lárez, 2008; )
(Pearce y Ride, 1982 y
Barkaet al., 2004)
Sensibilizándolas para responder
rápidamente al ataque de
patógenos
(Bautista et al., 2003; Angelova et al.,
2006; Falcón et al., 2007).

27. Quitosano
La interacción electrostática
entre el quitosano cargado
positivamente
(polielectrolito catiónico)
Con algunas bacterias con
membranas celulares
cargadas negativamente
Altera significativamente las
propiedades de barrera de la
membrana exterior del
microorganismo
La formación del complejo
polielectrolito bloquea
físicamente la membrana celular
externa del microorganismo
Impidiendo el flujo normal
de Nutrimentos
/desechos, provocando la
muerte bacteriana.
Mecanismos de acción del Quitosano

28. Posibles Resultados Esperados
Actualmente no hay trabajos asociados al uso de estas estrategias Biológicas en
el cultivo de arroz, pero de la revisión de la literatura se desprenden estos
posibles resultados.
Extracto Vegetal
de Ruta graveolens
y Quitosano
Promueven el
crecimiento
Número de plántulas
emergidas
Aumentan las variables
de producción
Aumentan el vigor de la
semilla
Disminuyen la
incidencia y la
severidad de la
enfermedad

29. La generación de cultivares con resistencia durable provee una
herramienta para mejorar sensiblemente la seguridad de
cosecha del cultivo, mejorar los rendimientos y reducir los
costos operativos mejorando la conservación del ambiente al
minimizar el uso de fungicidas.
Posibles Resultados Esperados

30. Implementación de un Manejo
Integrado del Cultivo
Irrigación y fertilizaciones adecuadas
Selección adecuada de fechas de siembra
Uso de prácticas culturales
Eliminación de residuos de cosecha Rotación de cultivos
Utilización de semilla certificada de excelente calidad
Tratamiento desde semillas más la
aplicación foliar preventiva
Uso de cultivares con resistencia parcial y
el uso de multilíneas.

31. «Del punto de vista de la sostenibilidad, es importante evitar la destrucción y
pérdida de los recursos naturales. Un campo de arroz donde la las Bacterias y los
hongos reducen un 80% de la producción es insostenible, ya que derrocha recursos
naturales valiosos como la tierra, los nutrientes y el agua. Por lo tanto, la
sostenibilidad tiene relación directa con la reducción de esas pérdidas; un cultivo
sano y conducido con buenas prácticas amigables con el ambiente es la mejor
contribución que podemos dar para un ambiente sostenible»
Gracias por su atención!!

32. Productos biológicos y resistencia varietal como
estrategias para el manejo de enfermedades
caudas Pyricularia oryzae, Xanthomonas oryzae y
Burkholderia glumae en cultivo de arroz.
Universidad Centroccidental
Lisandro Alvarado
Decanato de Agronomía
Posgrado de Fitopatología
Fundamentos de Combate de Enfermedades
Lic. Sáez Deilyn
Cabudare, Julio de 2015