Clase3 Biología y Ecología microbiana VirBactHongNematBR2008

Profa. Ing. Agrón. MSc Protección Vegetal Carmen Elizabeth GarcÍa de Mora

UnesurSanta Bárbara de Zulia Enero 2008

Stromatolitos Stromatolitos (Depósitos minerales (Depósitos minerales formados por Cyanobacterias)formados por Cyanobacterias),, Bahía de los Bahía de los tiburones, Australia (Prescott, Harley, Klein, 2002)tiburones, Australia (Prescott, Harley, Klein, 2002)

Clase No 3Clase No 3Biología y Ecología Biología y Ecología

MicrobianaMicrobiana

Contenido Clase No 3: Biología:

Virus Bacterias Hongos Nematodos

Ecología microbianaPostulados kochRelación hospedante-parásito

Fig. 1.2Fig. 1.2 Esquema en el que se presenta la forma y el tamaño de Esquema en el que se presenta la forma y el tamaño de algunos microorganismos fitopatógenos en relación al tamaño de una algunos microorganismos fitopatógenos en relación al tamaño de una

célula vegetal. (Agrios, 2005)célula vegetal. (Agrios, 2005)

Fig. 1.1 Esquema comparativo de las funciones de las plantas Fig. 1.1 Esquema comparativo de las funciones de las plantas y la interferencia de las enfermedades. .Agrios, 2005y la interferencia de las enfermedades. .Agrios, 2005

Biología de microorganismos

fitopatógenosVirus Virus fitopatógefitopatógenosnos

Virus (latín) =Virus (latín) =Contagium vivum fluidum = toxina o veneno

Martinus Willem Beijerinck (1851 - 1931) Padre de la

Virología

Beijerinck descubrió los virus en 1898 probando a través de experimentos de filtración que elementos más pequeños que las bacterias eran la causa de la enfermedad del mosaico del tabaco. El llamó a estos nuevos patógenos:

Virus.

Wendell Stanley 1904-1971Purificación

(cristalización) del TMV, 1935, Premio nobel bioquímica

TMV unidad monomérica

Micrografía electrónica de partículasde TMV teñidas a

160,000x

Modelo esquemático de TMV. (1) ARN, (2) Capsomero, (3) Capside

VIRUS FITOPATÓGENOS

Partículas virales fuera del hospedante están inactivas, dentro de las células del hospedante vivas (allí se replican a expensas de la maquinaría celular de la planta).

Virus son parásitos obligados Microorganismos más pequeños conocidos:

diámetro de 30 nm, con hasta una longitud de 2000 nm=2 um

VIRUS VIRUS FITOPATÓGENOSFITOPATÓGENOS

Mayoría tienen forma de bastón a polihedrícos no pueden ser vistos bajo el microscopio de luz individualmente (son proteínas = transparentes), pero al agruparse pueden ser vistos como

inclusionesinclusiones

celularescelulares

• Virus en forma de bastón Virus del moteado del tabaco, TMV (36000 x); • Virus isométrico: virus del moteado clorótico del Caupí (100000 x);• Virus baciliforme: virus del amarillamiento necrótico del brocoli (28500 x)

Movimiento de los virus de célula a célula

Representación esquemática de la dirección y tasa de traslocación de un virus en una planta Fuente: Agrios. 2005

Ejemplos de virus y síntomas

inducidos

Virus de la tristeza de los cítricos (CTV). (A) Síntomas en árboles injertados sobre naranja agria; (B) Planta muerta por el CTV; (C) Huerto de naranjas con espacios de plantas muertas por el virus; (D) Síntoma de punteaduras en el tronco

CTV en frutos de naranja, CTV partículas virales, áfidos transmisores de CTV = Myzus persicae

CMV Virus del mosaico del pepino

Moteado y mosaico de la hoja de calabaza

Virus de la mancha anillada de la lechosa (PRSV)

Bacterias Bacterias fitopatógenasfitopatógenas

Bacterias: forma de bastón

flagelos0.6 - 3.5 μm de diámetro

Bacterias Bacterias fitopatógenas partes:fitopatógenas partes:

WikipediaWikipedia, 2008, 2008

Rerproducción bacteriana

Para ver algunas animaciones de reproducción bacteriana: cliquee sobre esta página realizada por estudiantes.

http://www.biologia.edu.ar/animaciones/in-ciclo.htm

Rerproducción bacteriana cont.

1 Célula bacteriana 10h

1 x 106 Células bacterianas = 1 colonia bacteriana

Clasificación de las bacterias de acuerdo a su reacción a

la tinción diferencial de pared de Gram

Disponible en:Disponible en:

http://www.iesbanaderos.org/html/departamentos/bio-geo/Apuntes/Bio/T16_Microb/4%20Bacterias.htmhttp://www.iesbanaderos.org/html/departamentos/bio-geo/Apuntes/Bio/T16_Microb/4%20Bacterias.htm

Consultado 12 enero 2009Consultado 12 enero 2009

Síntomas bacterianos en Síntomas bacterianos en una maleza (una maleza (SennaSenna sp sp) )

jardines Unesurjardines Unesur

Agentes causales Bacterias de los géneros: Procariotes: Poseen membrana celular y pared celular

Bacterias Gram (-) Enterobacteriaceae:

Pectobacterium (Erwinia) Serratia

Pseudomonadaceae: Acidovorax (Pseudomonas) Ralstonia (Pseudomonas) Xanthomonas

Rhizobiaceae: Agrobacterium

Bacterias Gram (+) Thallobacteria:

Clavibacter (Mycobacterium)

Hongos Hongos fitopatógenosfitopatógenos

Sigatoka amarilla: M. musicola. Fuente: García, Fuente: García, 20082008

Hongos Hongos fitopatógenosfitopatógenos

Fuente: García, 2008Fuente: García, 2008

Hongos características

O rganización del ta lo: filam entos vegetativos= h ifas --> ta lo com puesto de h ifas= m icelio .

Septos = tabique, puede estar presente o ausente en las h ifas:

M icelio s in septos = cenocítico

M icelio septado o tabicado

C recim iento h ifa l: crecim iento apical

Micelio = hifas

D iferenciación:

1. Estructuras adaptadas a funciones particu lares = H austorios, estructuras absortivas especia lizadas.

Fuente: Elaboración propia CGarcía, 2009Fuente: Elaboración propia CGarcía, 2009

Apresorium de una uredospora penetrando a través de un estoma de un estoma (Agrios, 2005)(Agrios, 2005)

2. Ramificación: 2. Ramificación: estructuras estructuras vegetativas y reproductivas --> vegetativas y reproductivas -->

diferenciación de hifas diferenciación de hifas ramificadas.ramificadas.

3. Agregación de 3. Agregación de hifas:hifas:

Para formar estructuras vegetativas

Cordones miceliales

Rizomorfos Esclerocios Manto: red

Hartig

Fuente: Elaboración propia Cgarcía, 2009Fuente: Elaboración propia Cgarcía, 2009

Hongo ascomicete-Claviceps purpurea

Carbon del Carbon del trigo: trigo: Tilletia Tilletia cariescaries

Organismos similares a Organismos similares a hongos (OSH): hongos (OSH): Protozoa y Protozoa y

StraminofilaStraminofila Investigar por parte de los estudiantes:Diferencias entre hongos verdaderos y

organismos sismilares a hongos (OSH): Protozoa y Straminofila. Cuatro diferencias al menos.

¿Porqué los fitopatologos estudiamos a los OSH?

Evolutivamente a cual grupo están más estrechamente emparentados los hongos verdaderos, a las plantas o a los animales y por qué?

Phytophthora infestans De Bary

EnfermedadPlanta enferma: planta cuyo desarrollo

morfológico y fisiológico ha sido alterado por la acción de un agente externo (microorganismo --- bacteria, hongo, virus, nemátodo)

Hospedante: Planta enferma o susceptibleEnfermedades infecciosas: Causadas por

agentes transmisibles.Patogenecidad: Capacidad de estos agentes de

causar enfermedad.Signos: Estructuras caraterísticas del

patógeno, sobre o dentro del hospedante.

Síntomas

Reproducción del patógeno

Alteraciones inducidas por el patógeno

Llegada del patógeno

Invasion de tejidosRespuestas metabólicas

Hospedante Patógeno

Postulados de KochPostulados de Koch Postulados a ser satisfechos para

asegurar que existe patogenecidad.

A. Un microorganismo esta asociado siempre con la enfermedad

B. El microorganismo debe aislarse en cultivo puro caracteres específicos

C. La inoculación del hospedante sano con el cultivo puro obtenido en B, bajo condiciones favorables, debe producir los síntomas de enfermedad

D. El microorganismo debe ser reaislado desde el hospedante inoculado y debe exhibir las mismas característicasd en cultivo, que aquel aislado en B.

y estudiarse sus

Robert, Koch 1876Robert, Koch 1876

Ecología y Ecología y simbiosis simbiosis

microbianamicrobianaECOLOGÍA MICROBIANA: ECOLOGÍA MICROBIANA: Estudio de las Estudio de las

relaciones microbianas con otros relaciones microbianas con otros organismos (factores bióticos) , organismos (factores bióticos) , incluyendo el medio ambiente no vivo incluyendo el medio ambiente no vivo (factores abióticos(factores abióticos).).

SIMBIOSIS: SIMBIOSIS: Vivir juntosVivir juntos, , resultado de resultado de esta relación puede ser positivo o esta relación puede ser positivo o negativonegativo

Mutualismo (+)Protocooperación (+)Comensalismo (+)Predación (-)Parasitismo (-)Amensalismo (-)Competencia (-)

Estas relaciones pueden variar influenciadas por los factores bióticos y abióticos

Gradiente de respuestas para una para una asociación micorrizíca (Jhonson et al., asociación micorrizíca (Jhonson et al.,

1997)1997)

GG

rara

didi

ee

ntnt

e e

dd

e e

rere

ss

pp

uu

ee

stst

aa

hhoonnggoo

Microorganismos son parte muy importante de los ecosistemas, colaborando en la autoregulación de las comunidades biológicas y su ambiente físico.

Microorganismos son importantes en las sucesiones y cuando sus poblaciones son disturbadas , se pueden predecir cambios en los ecosistemas.

Los ambientes extremos restringen los tipos de microorganismos capaces de sobrevivir y funcionar allí. Ejm. En ambientes extremos en pH, temperatura o presión.

Hebras de Ferroplasma creciendo en una mina abandonada a pH CERO =0 (Redding, Ca, EEUU).

(Prescott et al., 2002).

Gusano de tubo Gusano de tubo Riftia Riftia pachytilapachytila

Gusanos viven 2250 m bajo en nivel del mar en un risco hidrotermal de las islas Galápagos, Ecuador

Bacteria endosimbionte fija el CO2 y H2S en el interior del cuerpo del gusano. (Prescott et al., 2002).

Ecología y Ecología y simbiosis simbiosis

microbianamicrobiana Relaciones y niveles de parasitismo: Relaciones y niveles de parasitismo:

Biotrofos: crecen y se reproducen sólo dentro de hospedantes vivos. Ejm: Virus, Hongos (Hemileia vastatrix, Oidium)

Hemibiotrofos: crecen y se reproducen la mayor parte de su ciclo de vida en tejidos vivos, pero pueden vivir saprofíticamente en tejidos muertos del mismo hospedero. Ejm Bacterias pudriciones: Pectobacterium spp, Hongo sigatoka negra: Mycosphaerella fijiensis

Saprófitos facultativos: crecen y se reproducen en un hospedante vivo, también en sus tejidos muertos, pero también pueden hacerlo en otros tejidos en descomposición y en el suelo. Pueden sobrevivir muchos años en el suelo. Ejm: Bacteria: Agrobacterium tumefaciens, Hongo: Sclerotium rolfsii

Parásitos facultativos: viven y se reproducen en el suelo como saprófitos, pero pueden parasitar plantas vivas si las condiciones se lo permiten. Hongos: Cladosporium fulvum, Botrytis.

Ecología Ecología microbianamicrobiana

Rango de hospederos:Rango de hospederos:Una especie o varias especies de plantas Una especie o varias especies de plantas

relacionadas o nó.relacionadas o nó.Un órgano de la planta o toda la planta. Ejm: parasita Un órgano de la planta o toda la planta. Ejm: parasita

sólo las hojas: sólo las hojas: M. fijiensis.M. fijiensis.Plantas u órganos de la planta jóvenes ó madurosPlantas u órganos de la planta jóvenes ó maduros..

Relaciones Relaciones

hospedante-

hospedante-

patógenopatógeno

Fig. 1.1 Esquema comparativo de las funciones de las plantas Fig. 1.1 Esquema comparativo de las funciones de las plantas y la interferencia de las enfermedades. .Agrios, 2005y la interferencia de las enfermedades. .Agrios, 2005

Fuente: Blanchard y Tattar, 1981, modificado por García, 2009

inoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculación


inoculacióninoculación

Período Período

InfectivoInfectivo

inoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculación



Período de Período de incubaciónincubación

Expresión de Expresión de

síntomassíntomasColoniza

ción

Coloniza

ción

Período Período

InfectivoInfectivo


Período latentePeríodo latente





síntomassíntomas

Producción de Producción de inóculoinóculo

Coloniza

ción

Coloniza

ción

Período Período

InfectivoInfectivo







síntomassíntomas


Liberación deLiberación de inóculoinóculo

Período Período infecciosoinfeccioso

Coloniza

ción

Coloniza

ción

Período Período

InfectivoInfectivo







síntomassíntomas


Liberación deLiberación de inóculoinóculo

Período Período infecciosoinfeccioso

Sobrevivencia Sobrevivencia

Coloniza

ción

Coloniza

ción

inoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculacióninoculación

Período

Período

InfectivoInfectivo

inoculacióninoculacióninoculacióninoculación

Asignaciones trabajo Asignaciones trabajo domiciliariodomiciliario

Investigar notas Biología y Botánica general:Nombre comúnNombre científicoReglas de escritura para nombres científicosImportancia y utilidad en las ciencias agropecuarías.

Realizar una tabla de diferencias entre virus, bacterias y hongos (al menos 5 diferencias).

Preparar capítulos 1-5 (Agrios, 1988). Examen escrito teoría

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