Caracterización morfológica y molecular de Colletotrichum gloeosporioides aislado de ñame (Dioscorea spp.) y establecimiento de una escala de virulencia para su caracterización patogénica

Abstract

El ñame (Dioscorea sp.) es un cultivo representativo y promisorio para los países productores, en sectores como la alimentación, los cosméticos y la industria farmacéutica. Una de las principales limitantes de su producción es la antracnosis, enfermedad causada por el hongo Colletotrichum gloeosporioides. En Colombia esta patología registra su mayor impacto en la Costa Caribe colombiana, por ser esta la región donde se concentra la producción del país. El principal método empleado para el control de la enfermedad es el manejo con agroquímicos que implica riesgos para la salud humana y el medio ambiental, aumento en los costos de producción e inducción de resistencia por parte del patógeno. El diseño de nuevas alternativas de control requiere que se genere conocimiento del patosistema. Con este propósito, se conformó una colección de 40 aislamientos de C. gloeosporioides, de muestras de Dioscorea alata y Dioscorea rotundata con síntomas asociadas a la enfermedad, procedentes de cinco cultivos ubicados en los departamentos de Córdoba, Sucre y Bolívar. La colección previa identificación por comparación de secuencias ITS contra bases de datos, fue caracterizada morfológica y molecularmente. Las variables morfológicas evaluadas fueron analizadas con el método de Gower, las huellas genéticas generadas con las metodologías ap-PCR y DAF fueron analizadas con el método de DICE y las secuencias ITS tratadas por parsimonia. La diversidad de la colección fue calculada mediante la fórmula de diversidad genética promedio (He) a partir de los datos de huellas genómicas. Las relaciones existentes entre niveles de caracterización y su dependencia con los datos de procedencia de los aislados, se establecieron por Análisis de Correspondencia Múltiple (ACM). Finalmente, pruebas de virulencia fueron realizadas bajo condiciones de invernadero con plántulas de la especie D. rotundata y el aislamiento DC 37B, escogido al azar de la colección caracterizada, transcurridos dos meses fueron calculados los datos de área foliar afectada por el patógeno con el programa ImageJ y empleados estos para establecer una escala de virulencia. Los resultados y análisis de los datos de caracterización evidenciaron alta variabilidad dentro de la colección. El ACM permitió relacionar los grupos obtenidos en cada nivel de caracterización y mostró una dependencia entre los mismos. Como complemento, se encontró que la agrupación de los aislamientos no fue afectada por la ubicación geográfica del cultivo y la especie de ñame de la que se aisló el patógeno. Por último, se establecieron pruebas de patogenicidad y se propuso una escala de virulencia, para la evaluación ex vitro de la severidad de la infección causada por el hongo. Este trabajo contribuye al conocimiento de la biología y variabilidad de C. gloeosporioides y es un aporte a futuros estudios de la epidemiología de la antracnosis en cultivos de ñame del Caribe colombiano. Lo resultados además sugirieron la presencia de un complejo C. gloeosporioides sensu lato, posiblemente acompañado de otras especies del género Colletotrichum, en el desarrollo de la enfermedad.

Abstract. The yam crop (Dioscorea sp.) is a representative and promising crop for producing countries, in sectors such as food, cosmetics and pharmaceutical industries. One of the main limitations of their production is anthracnose, a disease caused by the fungus Colletotrichum gloeosporioides. In Colombia this pathology has its greatest impact on the Colombian Caribbean Coast, as this is the region where production is concentrated. The main method used to control this disease is agrochemical management involving risks to human health and the environment, increased production costs, and induction of resistance by the pathogen. The design of new control alternatives requires knowledge of the pathosystem. To this aim, a collection was formed with 40 isolates of C. gloeosporioides from Dioscorea alata and Dioscorea rotundata with symptoms associated with the disease, originating from five crops in the departments of Córdoba, Sucre, and Bolivar. The collection before identification by ITS sequence comparison against databases was characterized morphologically and molecularly. The morphological variables evaluated were analyzed with the Gower method, the genetic fingerprints generated with ap-PCR and DAF methodologies were analyzed with DICE method, and ITS sequences were treated by parsimony. The diversity of the collection was calculated using the average genetic diversity (He) formula with genomic fingerprints data. The relationships between levels of characterization and its dependence on the origin data from isolates were established by Multiple Correspondence Analysis (MCA). Finally, virulence tests were performed under greenhouse conditions with seedlings of the species D. rotundata and the isolates DC 37B, chosen at random from the collection characterized, after a lapse of two months the leaf area affected by the pathogen was calculated with the program ImageJ and these were used to establish a level of virulence. The results and analysis of the characterization data showed high variability within the collection. A MCA linking the groups was obtained at each level of characterization and a dependency was shown between them. As a complement, we found that the clustering of isolates was not affected by the geographical location of crop and yam species from which the pathogen was isolated. Finally, pathogenicity tests were established and a severity score was proposed to ex vitro evaluation of the severity of the infection caused by the fungus. This work contributes to the knowledge of the biology and variability of C. gloeosporioides and is a contribution to future studies of the epidemiology of anthracnose in yam crops in the Colombian Caribbean Coast. The results also suggested the presence of a C. gloeosporioides sensu lato species complex, possibly accompanied by other species of Colletotrichum in the development of the disease.