Diplomado: Introducción a la Normatividad, Biología y
Epidemiología de Plagas Reglamentadas

Módulo 2. Introducción a las Plagas Fitosanitarias
Subtema 2.2. Introducción a la Biología, epidemiología y manejo de
plagas

BACTERIAS
FITOPATÓGENAS

Tutor: Dr. Sergio Aranda Ocampo
saranda@colpos.mx

11 Noviembre 2013

www.senasica.gob.mx
¿Que es una bacteria fitopatógena?
Es un microorganismo PROCARIOTE unicelular, generalmente con un
tamaño de 1-2 μm, que no pueden verse a simple vista
Célula bacteriana fitopatógena: Unicelular, provista de una envoltura o
pared celular y membrana interna que contiene al citoplasma, cápsula
de polisacáridos. Un cromosoma circular constituido de ADN, plásmidos
(ADN) no integrados al cromosoma, flagelos, pilis.
¿Que diferencias estructurales existen entre una
célula procariota y una eucariota?
Célula ecuariota: Núcleo verdadero rodeado por una membrana y
contiene material genético (DNA + proteínas= cromosomas). Además,
contienen mitocondria (papel en la respiración), 2 tipos de ribosomas
(en citoplasma y mitocondrias) y cloroplastos (en células fotosintéticas).
Pared celular compuesta de celulosa y/o quitina pero NUNCA DE
PEPTIDOGLICANO.
Célula procariota: Caracterizadas por la ausencia de un núcleo
verdadero con una membrana. Material nuclear libre en la célula. No
contiene mitocondrias ni cloroplastos; contiene ribosomas pequeños.
Pared celular (cuando presentes) contiene peptidoglicano o polímeros
similares pero NUNCA DE QUITINA O CELULOSA
•

¿Cuál es su importancia como fitopatógenos?
Pueden causar enfermedades graves y económicamente dañinas. La
mayor parte de las plantas cultivadas pueden ser atacadas por una o
varios patógenos bacterianos y las pérdidas ocasionadas por éstas son
muy variables.

•

Algunas enfermedades causadas por bacterias constituyen factores
limitantes de algunos cultivos en determinadas zonas, debido a la
gravedad de los daños que causan, sus posibilidades de diseminación y
la carencia de métodos eficaces de control. Actualmente existen más de
60 especies bacterianas fitopatógenas reconocidas que incluyen
alrededor de 300 subespecies y patovares

•

El comercio global de plantas y sus derivados ha conducido a la
diseminación e introducción constante de nuevas enfermedades
bacterianas en los últimos años en diferentes países
En general, la importancia económica de
las enfermedades bacterianas….
 Varía de región en región (diferente impacto económico)
 Pérdidas directas: decremento en la producción
 Pérdidas indirectas: medidas de control

Elemplos: Erwinia amylovora, Xanthomonas arboricola pv. pruni, Ralstonia
solanacearum, Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus , Clavibacter
michiganensis subsp. michiganensis. Estos patógenos se consideran como
organismos nocivos de cuarentena en la Unión Europea (UE), para los que
existe legislación específica sobre medidas preventivas contra su
introducción y diseminación en diversos países.
¿Cómo se clasifican las bacterias fitopatógenas?
Existen 2 grandes grupos de bacterias fitopatógenas en función de los
componentes estructurales de la pared celular y origen filogenético

Gram positivas

Gram negativas
¿Donde se ubican
filogenéticamente los
Procariotes
fitopatógenos?
La mayoría de las bacterias
fitopatógenas son Gram
negativas,
clasificadas
dentro
del
Phylum
Proteobacteria, o Gram
positivas, en el Phylum
Actinobacteria y Firmicutes

Plant Pathogenic Bacteria:
Genomics and Molecular
Biology. Jackson (Ed.) 2009.

Gram negativas

Gram positivas
Las bacterias fitopatógenas se ubican en un Dominio
DOMINIO: Mayor nivel taxonómico

Clasificación Filogenética
Sistema de clasificación Tres-DOMINIOS (Carl Woese et al. 1990)
En la actualidad, la clasificación de procariontes
fitopatógenos se ha fundamentado en dos vías:
Clasificación Fenética: agrupación por similitudes fenotípicas y
genotípicas; no implica interacción evolutiva
Clasificación Filogenética: agrupación de acuerdo a sus
interacciones evolutivas; es más estable que la clasificación
fenética. Asume que la evolución del DNA, RNA, secuencias de
proteínas es igual a su significancia en la evolución ecológica,
fisiológica y metabólica

La combinación de ambas constituyen el ENFOQUE
POLIFÁSICO EN TAXONOMIA
CLASIFICACIÓN DE PROCARIONTES FITOPATÓGENOS
Géneros de importancia fitopatógena

•
•
•
•
•
•
•
•
•

Gram(-)
Pseudomonas
Acidovorax
Burkholderia
Ralstonia
Xanthomonas
Xylella
Agrobacterium
Erwinia
Pectobacterium

Gram (+)

Actinomycetes

•Corynebacterium
•Arthrobacter
•Clavibacter
•Curtobacterium
•Rathayibacter
•Rhodococcus
•Leifsonia

•Streptomyces
Mollicutes
•Phytoplasma
•Spiroplasma
•C. Liberibacter
¿Qué características distintivas tienen las bacterias
como fitopatógenos?

VENTAJAS:
Rápido porcentaje de
multiplicación
Infección rápida
Motilidad
Rápida progresión de
la enfermedad
¿Cómo penetran en la planta hospedante?
Las bacterias fitopatógenas carecen de estructuras especializadas de
penetración, por lo que la penetración en la planta hospedante ocurre
por dos vías:

1) ABERTURAS NATURALES
•
•
•
•
•
•

estomas
hidatodos
lenticelas
flores
nectarios
tricomas

2) HERIDAS
Una vez dentro de la planta hospedante……
• Un patógeno bacteriano puede ser:

– Necrotrófico (Mata las células del hospedante y se alimenta del
contenido)(i.e. Pectobacterium carotovorum, Dickeya chrysanthemi)
– Biotrófico (Require de un hospedante vivo para completar su ciclo
de vida)
• Bacterias fitopatógenas colonizan el apoplasto:

– En espacios intercelulares de varios órganos de las plantas
– En el xilema
– En el floema
¿Qué factores de virulencia producidos por bacterias
están involucrados en la patogénesis y que síntomas se
expresan en la planta?
POLISACÁRIDOS
Marchitez, infección vascular
Un tipo determinado
de síntoma puede ser
causado por más de
una bacteria
fitopatógena

ENZIMAS
Pudriciones blandas

Factores de virulencia
4 grupos principales

FITOHORMONAS
Proliferaciones, hiperplasia,
hipertrofia, agallas o tumores

También, una bacteria
fitopatógena dada,
puede causar
diferentes tipos de
síntomas

TOXINAS
Manchas foliares,
halos cloróticos
Síntomas característicos de una infección bacteriana
¿Cómo se diseminan las bacterias fitopatógenas?
DISEMINACIÓN CORTA DISTANCIA
a)

Agua

b)

Suelo

c)

Herramientas, equipo, maquinaria

d)

Insectos

DISEMINACIÓN LARGA DISTANCIA
a)

Insectos

b)

Contenedores, almacenamiento

c)

Movimiento de material infectado: semillas

d)

tubérculos, bulbos, frutos, trasplantes etc.

IMPORTANTE, SEMILLA Y MATERIAL PROPAGATIVO ASINTÓMATICO
¿Cómo prevalecen las bacterias fitopatógenas
como fuente de inóculo?

PREVALENCIA ENTRE ESTACIONES,
CICLOS
a)

Semilla infectada o infestada

b)

Plantas o partes de plantas infectadas

c)

Residuos de plantas, cosecha

d)

Hospedantes alternos

e)

Suelo

f)

Insectos
¿Cuáles es el concepto y estrategias de manejo
de las enfermedades bacterianas?

CONCEPTO: MANEJO PREVENTIVO

Uso de material libre (IMPORTANTE)
• Plantas, semillas, trasplantes certificados libre
del patógeno bacteriano
¿Qué estrategias de control de las enfermedades
bacterianas se consideran?

o Evitar o minimizar daño por heridas
o Control de insectos vectores
o Eliminación de hospedantes alternos
o Uso de resistencia
o Rotación de cultivos
o Control químico
o Control biológico
¿Qué prácticas de manejo son eficientes?

Prácticas más comunes: Medidas sanitarias
• Destrucción de material enfermo
• Incorporación de residuos
• Limpieza

de

herramientas,

embalajes
• almacenamiento adecuado

contenedores,
¿Por qué se considera difícil el control
de enfermedades bacterianas?

Difícil control
o Rápida reproducción
o Hibernación en sitios protegidos
o Rápida penetración
o Fácil diseminación

o Pocos esquemas de control químico efectivos
o Variantes patogénicas
o Desarrollo de resistencia
¿Cómo se detecta e identifica
una bacteria fitopatógena?
Análisis polifásico: combinación de tecnologías de
cultivo dependiente e independiente

Cultivo-dependiente

Cultivo-independiente
¿Qué estrategias existen para la detección e
identificación de una bacteria fitopatógena?
Ejemplos:

Métodos fenotípicos:
• Marcadores fenotípicos
• Perfiles nutricionales, fisiológicos
• Test sustratos enzimáticos miniaturizados: API, APYZYM

Métodos serológicos: anticuerpos monoclonales
Métodos Quimiotaxonómicos: perfiles de ácidos grasos
Técnicas moleculares: marcadores genéticos DNA
(amplificación parcial o total de genes de patogenicidad/virulencia,
ribosomales y plasmídicos)

Modulo 2 bacteria fiopatogenas dr aranda

  • 1.
    Diplomado: Introducción ala Normatividad, Biología y Epidemiología de Plagas Reglamentadas Módulo 2. Introducción a las Plagas Fitosanitarias Subtema 2.2. Introducción a la Biología, epidemiología y manejo de plagas BACTERIAS FITOPATÓGENAS Tutor: Dr. Sergio Aranda Ocampo saranda@colpos.mx 11 Noviembre 2013 www.senasica.gob.mx
  • 2.
    ¿Que es unabacteria fitopatógena? Es un microorganismo PROCARIOTE unicelular, generalmente con un tamaño de 1-2 μm, que no pueden verse a simple vista Célula bacteriana fitopatógena: Unicelular, provista de una envoltura o pared celular y membrana interna que contiene al citoplasma, cápsula de polisacáridos. Un cromosoma circular constituido de ADN, plásmidos (ADN) no integrados al cromosoma, flagelos, pilis.
  • 3.
    ¿Que diferencias estructuralesexisten entre una célula procariota y una eucariota? Célula ecuariota: Núcleo verdadero rodeado por una membrana y contiene material genético (DNA + proteínas= cromosomas). Además, contienen mitocondria (papel en la respiración), 2 tipos de ribosomas (en citoplasma y mitocondrias) y cloroplastos (en células fotosintéticas). Pared celular compuesta de celulosa y/o quitina pero NUNCA DE PEPTIDOGLICANO. Célula procariota: Caracterizadas por la ausencia de un núcleo verdadero con una membrana. Material nuclear libre en la célula. No contiene mitocondrias ni cloroplastos; contiene ribosomas pequeños. Pared celular (cuando presentes) contiene peptidoglicano o polímeros similares pero NUNCA DE QUITINA O CELULOSA
  • 4.
    • ¿Cuál es suimportancia como fitopatógenos? Pueden causar enfermedades graves y económicamente dañinas. La mayor parte de las plantas cultivadas pueden ser atacadas por una o varios patógenos bacterianos y las pérdidas ocasionadas por éstas son muy variables. • Algunas enfermedades causadas por bacterias constituyen factores limitantes de algunos cultivos en determinadas zonas, debido a la gravedad de los daños que causan, sus posibilidades de diseminación y la carencia de métodos eficaces de control. Actualmente existen más de 60 especies bacterianas fitopatógenas reconocidas que incluyen alrededor de 300 subespecies y patovares • El comercio global de plantas y sus derivados ha conducido a la diseminación e introducción constante de nuevas enfermedades bacterianas en los últimos años en diferentes países
  • 5.
    En general, laimportancia económica de las enfermedades bacterianas….  Varía de región en región (diferente impacto económico)  Pérdidas directas: decremento en la producción  Pérdidas indirectas: medidas de control Elemplos: Erwinia amylovora, Xanthomonas arboricola pv. pruni, Ralstonia solanacearum, Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus , Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. Estos patógenos se consideran como organismos nocivos de cuarentena en la Unión Europea (UE), para los que existe legislación específica sobre medidas preventivas contra su introducción y diseminación en diversos países.
  • 6.
    ¿Cómo se clasificanlas bacterias fitopatógenas? Existen 2 grandes grupos de bacterias fitopatógenas en función de los componentes estructurales de la pared celular y origen filogenético Gram positivas Gram negativas
  • 7.
    ¿Donde se ubican filogenéticamentelos Procariotes fitopatógenos? La mayoría de las bacterias fitopatógenas son Gram negativas, clasificadas dentro del Phylum Proteobacteria, o Gram positivas, en el Phylum Actinobacteria y Firmicutes Plant Pathogenic Bacteria: Genomics and Molecular Biology. Jackson (Ed.) 2009. Gram negativas Gram positivas
  • 8.
    Las bacterias fitopatógenasse ubican en un Dominio DOMINIO: Mayor nivel taxonómico Clasificación Filogenética Sistema de clasificación Tres-DOMINIOS (Carl Woese et al. 1990)
  • 9.
    En la actualidad,la clasificación de procariontes fitopatógenos se ha fundamentado en dos vías: Clasificación Fenética: agrupación por similitudes fenotípicas y genotípicas; no implica interacción evolutiva Clasificación Filogenética: agrupación de acuerdo a sus interacciones evolutivas; es más estable que la clasificación fenética. Asume que la evolución del DNA, RNA, secuencias de proteínas es igual a su significancia en la evolución ecológica, fisiológica y metabólica La combinación de ambas constituyen el ENFOQUE POLIFÁSICO EN TAXONOMIA
  • 10.
    CLASIFICACIÓN DE PROCARIONTESFITOPATÓGENOS Géneros de importancia fitopatógena • • • • • • • • • Gram(-) Pseudomonas Acidovorax Burkholderia Ralstonia Xanthomonas Xylella Agrobacterium Erwinia Pectobacterium Gram (+) Actinomycetes •Corynebacterium •Arthrobacter •Clavibacter •Curtobacterium •Rathayibacter •Rhodococcus •Leifsonia •Streptomyces Mollicutes •Phytoplasma •Spiroplasma •C. Liberibacter
  • 11.
    ¿Qué características distintivastienen las bacterias como fitopatógenos? VENTAJAS: Rápido porcentaje de multiplicación Infección rápida Motilidad Rápida progresión de la enfermedad
  • 12.
    ¿Cómo penetran enla planta hospedante? Las bacterias fitopatógenas carecen de estructuras especializadas de penetración, por lo que la penetración en la planta hospedante ocurre por dos vías: 1) ABERTURAS NATURALES • • • • • • estomas hidatodos lenticelas flores nectarios tricomas 2) HERIDAS
  • 13.
    Una vez dentrode la planta hospedante…… • Un patógeno bacteriano puede ser: – Necrotrófico (Mata las células del hospedante y se alimenta del contenido)(i.e. Pectobacterium carotovorum, Dickeya chrysanthemi) – Biotrófico (Require de un hospedante vivo para completar su ciclo de vida) • Bacterias fitopatógenas colonizan el apoplasto: – En espacios intercelulares de varios órganos de las plantas – En el xilema – En el floema
  • 14.
    ¿Qué factores devirulencia producidos por bacterias están involucrados en la patogénesis y que síntomas se expresan en la planta? POLISACÁRIDOS Marchitez, infección vascular Un tipo determinado de síntoma puede ser causado por más de una bacteria fitopatógena ENZIMAS Pudriciones blandas Factores de virulencia 4 grupos principales FITOHORMONAS Proliferaciones, hiperplasia, hipertrofia, agallas o tumores También, una bacteria fitopatógena dada, puede causar diferentes tipos de síntomas TOXINAS Manchas foliares, halos cloróticos
  • 15.
    Síntomas característicos deuna infección bacteriana
  • 17.
    ¿Cómo se diseminanlas bacterias fitopatógenas? DISEMINACIÓN CORTA DISTANCIA a) Agua b) Suelo c) Herramientas, equipo, maquinaria d) Insectos DISEMINACIÓN LARGA DISTANCIA a) Insectos b) Contenedores, almacenamiento c) Movimiento de material infectado: semillas d) tubérculos, bulbos, frutos, trasplantes etc. IMPORTANTE, SEMILLA Y MATERIAL PROPAGATIVO ASINTÓMATICO
  • 18.
    ¿Cómo prevalecen lasbacterias fitopatógenas como fuente de inóculo? PREVALENCIA ENTRE ESTACIONES, CICLOS a) Semilla infectada o infestada b) Plantas o partes de plantas infectadas c) Residuos de plantas, cosecha d) Hospedantes alternos e) Suelo f) Insectos
  • 19.
    ¿Cuáles es elconcepto y estrategias de manejo de las enfermedades bacterianas? CONCEPTO: MANEJO PREVENTIVO Uso de material libre (IMPORTANTE) • Plantas, semillas, trasplantes certificados libre del patógeno bacteriano
  • 20.
    ¿Qué estrategias decontrol de las enfermedades bacterianas se consideran? o Evitar o minimizar daño por heridas o Control de insectos vectores o Eliminación de hospedantes alternos o Uso de resistencia o Rotación de cultivos o Control químico o Control biológico
  • 21.
    ¿Qué prácticas demanejo son eficientes? Prácticas más comunes: Medidas sanitarias • Destrucción de material enfermo • Incorporación de residuos • Limpieza de herramientas, embalajes • almacenamiento adecuado contenedores,
  • 22.
    ¿Por qué seconsidera difícil el control de enfermedades bacterianas? Difícil control o Rápida reproducción o Hibernación en sitios protegidos o Rápida penetración o Fácil diseminación o Pocos esquemas de control químico efectivos o Variantes patogénicas o Desarrollo de resistencia
  • 23.
    ¿Cómo se detectae identifica una bacteria fitopatógena? Análisis polifásico: combinación de tecnologías de cultivo dependiente e independiente Cultivo-dependiente Cultivo-independiente
  • 24.
    ¿Qué estrategias existenpara la detección e identificación de una bacteria fitopatógena? Ejemplos: Métodos fenotípicos: • Marcadores fenotípicos • Perfiles nutricionales, fisiológicos • Test sustratos enzimáticos miniaturizados: API, APYZYM Métodos serológicos: anticuerpos monoclonales Métodos Quimiotaxonómicos: perfiles de ácidos grasos Técnicas moleculares: marcadores genéticos DNA (amplificación parcial o total de genes de patogenicidad/virulencia, ribosomales y plasmídicos)