Interacción entre Corthylus zulmae Wood y hongos ambrosiales y su relación en la muerte descendente de árboles de Alnus acuminata HBK

Abstract

En Colombia el aliso, Alnus acuminata H.B.K ssp acuminata, es la especie nativa más cultivada en la franja altitudinal de 1.800 a 2.800 m, en las cordilleras Central y Oriental, en ecosistemas andinos denominados “Bosques de Niebla”. Cuenta con un área reforestada de 4.930 ha. Hasta el año 2000, este cultivo se encontraba libre de plagas; sin embargo, a mediados de ese año, se registró una nueva especie para la ciencia, Corthylus zulmae Wood 2007 (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae), perforando troncos de árboles en la Reserva de Río Blanco, la cual surte de agua al 40% de la ciudad de Manizales. El ataque se evidenció por la presencia en el tronco de perforaciones de 2 mm, exudado en el punto de perforación, acumulación de aserrín blanquecino, marchitamiento, defoliación, formación de rebrotes basales y, en casos extremos, muerte del árbol. Esta investigación tuvo como objetivos evaluar los daños e incidencia por C. zulmae en diferentes poblaciones de aliso en el país, comprobar la presencia de estructuras de micangia en C. zulmae como condición básica para ser considerada una especie ambrosial y determinar la relación que existe entre C. zulmae, los hongos asociados y la muerte descendente de los árboles de aliso. Las hipótesis de trabajo fueron que C. zulmae se encontraba presente de manera exclusiva en la reserva Río Blanco del municipio de Manizales; que poseía micangias a través de las cuales transporta y mantiene hongos vasculares y que Ceratocystis fimbriata es transportado a través de micangias y causa la muerte en aliso. Para esto, se estableció la distribución del insecto a nivel nacional, para lo cual se muestrearon 22 reservorios naturales de aliso, donde se registró la presencia del insecto mediante un muestreo sistemático. Se realizaron fijaciones en resina Spurr de los insectos y evaluaciones de cortes de tejido en microscopio de luz. Igualmente observaciones en microscopio de barrido electrónico (SEM) y barrido ambiental (ESEM) para detectar estructuras de micangia. Finalmente, se evaluó la interacción entre el insecto C. zulmae, la especie arbórea aliso y los hongos asociados a partir de muestras de insectos, lesiones de árboles en campo y a partir de suelo circundante. Se identificaron los hongos a través de claves taxonómicas y huellas moleculares vía PCR con marcadores ITS. La primera hipótesis de trabajo fue corroborada parcialmente dado que el ataque de C. zulmae, a pesar de no ser exclusivo de la reserva Río Blanco, se limitó al departamento de Caldas, específicamente en los municipios de Manizales, Villamaría y Neira. Se identificaron micangias en las patas anteriores, en la zona pre-coxal de machos de C. zulmae, corroborando la segunda hipótesis de trabajo, lo que permite considerar a esta especie de insecto como un escarabajo ambrosial. Se identifica a Candida sp. como posible microorganismo ambrosial a partir del cual se pueden estar alimentando los estados biológicos de C. zulmae en los túneles al interior de los árboles de aliso. Las perforaciones realizadas por el insecto parecen ser usadas por hongos fitopatógenos que posteriormente ocasionan el marchitamiento y muerte de los árboles. Los hongos fitopatógenos mas comunes correspondieron a Ophiostoma sp. y Fusarium oxysporum. Ceratocystis fimbriata no fue aislado durante este estudio, lo cual no permitió corroborar la tercera hipótesis de trabajo. Se presentan los resultados preliminares de posibles hongos fitopatógenos que pueden afectar plantas de aliso a partir de hongos transportados por C. zulmae u oportunistas que penetran a los árboles a partir de las heridas causadas por el insecto.

Abstract: alder tree, Alnus acuminata H.B.K ssp acuminata, in Colombia, is the most cultivated native tree species, with a reforested area near 5,000 ha, that supports the matches industry. It is found at Central and East Cordilleras in the Andean “Cloud Forest”. Alder trees were free of pests until the year 2000; however, by the middle of that year, a new species for science was registered, Corthylus zulmae Wood 2007 (Coleoptera: Curculionidae), boring tree trunks at the Río Blanco forest reservation, which provides water to 40% of the population in the city of Manizales. The insect attack was evident by 2 mm holes in the trunks, an exuded, sawdust accumulation, tree decaying, basal regrowing and, in extreme cases, killing the tree. The objectives of this research were to evaluate the damages and infestation by C. zulmae in different alder tree populations throughout the country, to corroborate the presence of mycangia in C. zulmae as a basic condition to consider it as an ambrosial species and to determine the relation among C. Zulmae, associated fungi and the killing of alder trees. We hypothesized that C. zulmae was exclusive of Rio Blanco reservation at the municipality of Caldas, that this insect had mycangia that were used to maintain and transport vascular fungi that killed alder trees, and that the fungus Ceratocystis fimbriata was the plant pathogen transported and able to kill the trees. To pursue those objectives, we established the distribution of the insect at national level, sampling 22 natural alder tree reservoirs, where we registered the presence of the species through a systematic sampling procedure. Furthermore, we fixated insects in Spurr resin collected from the field in order to detect mycangia structures using light microscopy, furthermore we used microscopy SEM and ESEM; finally, we evaluated the interaction among C. zulmae, alder trees and their associated fungi, using isolates from insects, affected trees and surrounding soil samples. We identified fungi species using morphological characters and ITS molecular fingerprints. Preliminarily, we performed pathogenicity tests of some fungi strains using nursery plants. The first hypothesis was partially corroborated since, even the insect was not found exclusively in the Rio Blanco reservation and it attacked alder trees in the nearby municipalities of Manizales, Villamaría y Neira, all located at the department of Caldas. Mycangia were identified at the anterior legs of C. zulmae males, in the pre-coxal area, proving the second hypothesis that now allows considering this species as an ambrosial beetle. Candida sp. was isolated and identified as the possible ambrosia microorganism from which C. zulmae life stages might be feeding in the interior of the galleries inside alder trees. The galleries made by the insects appear to be used by plant pathogen fungi that later caused desiccation and finally kill the trees. The most common plant pathogens isolated in this research were Ophiostoma sp. and Fusarium oxysporum. Ceratocystis fimbriata was not isolated during this study, which leads to the no confirmation of the third hypothesis. Here we present preliminary information on the possible plant pathogen species that affect alder trees that were transported by C. zulmae or that penetrate the trees as opportunistic fungi using the lesions caused by the insect