CONTROL GENETICO DE ENFERMEDADES

MARIA DEL CARMEN GONZALES MIRANDA

HISTORIA

• El hombre cazador y recolector, selecciona plantas útiles• Comercio entre pueblos e intercambio de plantas• Vides americanas llevadas a Francia eran resistentes a

Plasmopara viticola, pero suceptibles a Dactylosphaeria vitifoliae (filoxera)

• Programas de mejora en siglo XIX, resistencia a Phytophthora infestans y roya de cereales.

• Mayor impulso con re-descubrimiento de leyes de Mendel en 1900

• En 1905 Biffen halló que resistencia a Puccinia striiformis era gobernada por gen recesivo simple

• Actualmente plantas genéticamente modificadas y transgénicas

CONTROL GENETICO DE ENFERMEDADES

• Se considera que uso de cultivares resistentes a enfermedades es el medio más económico, simple y efectivo para el control de enfermedades de las plantas

• Sin embargo no en todas los cultivos y para todas las enfermedades se dispone de cultivares resistentes

DEFINICIONES• Resistencia: propiedad de planta de impedir ingreso y/o

desarrollo de patógeno.• Suceptibilidad: incapacidad del planta de impedir ingreso

y/o establecimiento de patógeno• Tolerancia: planta suceptible, que con cantidad de

enfermedad que dañaría severamente a otra suceptible; su rendimiento y vigor son satisfactorios

• Escape: desarrollo de planta sin patógeno o es inefectivo• Patogenicidad: capacidad de producir enfermedad• Virulencia: gran capacidad de producir enfermedad• Avirulencia: poca capacidad de producir enfermedad• Agresividad: amplitud o rango de hospedantes

BASE GENETICA DE LA RESISTENCIA

No es posible generalizar el modo de herencia de la resistencia a enfermedades.

• Gobernada por genes• Un solo gen• Muy pocos genes• Muchos genes• Genes modificadores• Genes ligados • Resistencia a muchas o pocas razas• El numero de genes de resistencia y su forma

de herencia varia con el hospedante y el patógeno.

Variabilidad Genética del hospedante

• Variabilidad: Base de procesos de selección

• Mecanismos de variabilidad:

1.Generales:

a.Hibridación o reproducción sexual

b.Mutaciones

2. Especializadas:

VARIABILIDAD GENETICA DEL PATOGENO

• Mecanismos de variabilidad genetica:1. Generales:

a. Hibridación: Intervención de gametos. Sandía Eden, cruzada con African Citron ( Citrullus sp.), el híbrido Conqueror fue resistente a Fusarium oxysporum f.sp.niveum, pero con el sabor desagradable de African Citron

b.Mutación: Cambio brusco en el material hereditario. Rayos gamma en cultivar suceptible de arroz, para resistencia a Pyricularia oryzae

• Mecanismos de variabilidad genética:

2. Especializadas

A.En Hongos:

a.Heterocariosis

b.Parasexualidad

c.Heteroploidia

VARIABILIDAD GENETICA DEL PATOGENO

VARIABILIDAD DEL PATOGENO

A. En Hongos: a. Heterocariosis: Es la reunión de núcleos genéticamente

diferentes dentro de una células. Se produce por anastomosis de hifas de dos individuos genéticamente diferentes. Ascomycetos y Deuteromycetos. Botrytis cinerea en cultivos monospóricos, tres tipos de micelios. Nuevas razas. P.graminis f.sp.tritici , Fusarium spp, A.niger, P. recondita,etc.

b. Parasexualidad: Proceso mediante el cual existe recombinación genética en cualquier célula de las hifas. Ocurre la fusión ocasional de dos núcleos, se realiza plasmogamia, cariogamia, y haploidización. Se diferencia de ciclo sexual en que no hay secuencia específica o en determinada etapa del ciclo de vida. i.e P.infestans, Basidiomycetos y Ascomycetos

B. Bacterias:- Conjugación: Dos

bacterias compatibles entran en contacto y una recibe parte del material genetico de la otra, ssea cromosomico o no cromosomico (plasmido) factor sexual F+, contacto de células donadoras (macho) y receptoras( hembra)

VARIABILIDAD DEL PATOGENO

– Transformación: Una bacteria absorbe y reincorpora material genético de otra bacteria compatible que fue secretado y liberado por la ruptura celular o muerte de la bacteria donante. ADN libre se incorpora a célula bacteriana y produce cambio genético

VARIABILIDAD DEL PATOGENO

– Transducción: transferencia de material genético por medio de virus o bacteriófagos.

– Los bacteriófagos pueden transferir parte del material genético de una bacteria a otra.

VARIABILIDAD DEL PATOGENO

C. Virus:a. Recombinación: Dos cepas del mismo

virus se inoculan en una planta y se recuperan una o mas cepas virales diferentes a las iníciales.

D. Nematodos: reproducción sexual

VARIABILIDAD DEL PATOGENO

GENETICA DE LA INTERACCION HOPEDANTE PATOGENO

• Hipótesis del gen por gen: “Por cada gen condicionando REACCIÓN en el huésped hay un gen específico en el patógeno condicionando VIRULENCIA”. Flor, 1956

R S

S S

R_ rr

A_

aa

H O S P E D E D A N T E

PATÓGENO

Hipótesis del gen por gen para dos genes

R1 R2 R1r2 r1R2 r1 r2

• A1A1A2A2 R R R S

• A1A1 a2a2 R R S S

• a1a1A2A2 R S R S

• a1a1 a2a2 S S S S

CASOS DE INTERACCIÓN GEN POR GEN

ROYAS Linum - Melampsora liniZea – Puccinia sorghiTriticum – Puccinia reconditaAvena – Puccinia graminis avenaeHelianthus – Puccinia helianthiCoffea – Hemileia vastatrix

CARBONES Avena – Ustilago avenaeHordeum – Ustilago hordei

OTROS HONGOS Malus – Venturia inaequalisSolanum – Phytophthora infestansLycopersicon – Cladosporium fulvum

NEMÁTODOS Solanum – Heterodera rostochiensis

BACTERIAS Gossypium – Xhantomonas malvacearumLeguminosae - Rhizobium

VIRUS Lycopersicon - TMVSolanum – Virus X de la papa

HERENCIA DE LA RESISTENCIA

• Monogénica:– resistencia gobernada por un solo gen. i.e. R1, R2,…R10 para

P.infestans, encontradas en Solanum demissum; pr para P.terrestris

• Oligogénica:– unos pocos genes, es parecida a la monogénica

• Poligénica:– gobernada por muchos genes.– Difícil de contarlos e identificarlos individualmente. Solo se ve su

efecto en conjunto.– Influenciada por el ambiente– más estable que la monogénica– Su reacción no siempre de alta resistencia o inmunidad como

monogénica

RESISTENCIA VERTICAL

• Resistencia mayor para algunas razas y para otras no

• Resistencia perpendicular, específica, racial y puede asociarse a la herencia monogénica.

• Relacionada a reacciones de hipersensibilidad

• Fáciles de manejar, pero son demasiado específicos

RESISTENCIA HORIZONTAL

• Muchos genes difíciles de manejar

• Resistencia uniformemente distribuida contra todas las razas

• Resistencia parcial, no específica, resistencia de campo, de planta adulta o resistencia generalizada. En royas se usa: enroyamiento lento y enroyamiento tardío

RESISTENCIA HORIZONTAL

• En papa para Phytophthora infestans y royas de cereales se usan pautas como:– Menor número y tamaño de lesiones– Mayor tiempo requerido para formación de

lesiones– Menor esporulación– Menor vigor de las esporas

CONCEPTOS IMPORTANTES ACERCADE LA RESISTENCIA GENÉTICA

• Naturaleza dinámica

• La resistencia genética no dura para siempre, por la capacidad de los patógenos de variar su virulencia

• La opción es el manejo del cultivar resistente: rotación de cultivares