Asociación de la virulencia de Colletotrichum lindemuthianum con la respuesta de defensa en frijol común bajo una alternativa de control

Abstract

La antracnosis ocasionada por el hongo Colletotrichum lindemuthianum es una de las enfermedades más limitantes en el cultivo de frijol (Phaseolus vulgaris L.) ocasionando una disminución en su rendimiento. Entre las alternativas de manejo se ha implementado el uso de compuestos como los fosfitos los cuales pueden tener un efecto en la planta induciendo sus mecanismos de resistencia como también un efecto fungicida inhibiendo el crecimiento micelial y la germinación de las esporas del hongo. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar la virulencia de C. lindemuthianum y asociarla con la respuesta de defensa en frijol bajo una alternativa de control a base de una solución de fosfito de potasio. Para esto, los aislados Cl(a) y el Cl(b) de C. lindemuthianum fueron caracterizados macro y microscópicamente y su virulencia fue evaluada en plantas de frijol del cultivar Sutagao con y sin aplicación previa de una solución de fosfito de potasio antes de la inoculación del patógeno. Así mismo, se evaluó la expresión de los genes PR1, PR4, PR3 y POD asociados con la defensa de la planta y la del factor de virulencia Cac1 del hongo, a las 0, 24, 48, 72 y 96 horas posteriores a la infección (hpi). Como resultados se obtuvo que el aislado Cl(a) desarrolló conidias y acérvulos en medio PDA, características que no fueron detectadas en Cl(b). Adicionalmente, el aislado Cl(a) al ser inoculado en las plantas de frijol del cultivar Sutagao fue más virulento que Cl(b), al generar el valor más alto de severidad y del área bajo la curva del progreso de la enfermedad (AUDPC). A nivel molecular, el aislado Cl(b) indujo un valor significativamente mayor en la expresión de los genes de defensa evaluados a diferencia del aislado Cl(a). No obstante, el factor de virulencia Cac1 de C. lindemuthianum presentó un valor de expresión significativamente mayor en el aislado Cl(a) comparado con Cl(b). Con respecto al tratamiento de las plantas con solución de fosfito de potasio previo a la infección con el hongo, se evidenció una disminución en el tamaño de las lesiones necróticas, se detectó un aumento en la expresión de los genes PR1, PR3, PR4 y POD con respecto a las plantas no tratadas y el patógeno expresó el gen Cac1 contribuyendo con su virulencia. Con base en estos resultados, se concluye que la variedad de frijol Sutagao presenta una menor expresión de genes de defensa cuando está frente a un aislamiento de C. lindemuthianum que expresa el factor de virulencia Cac1 en las etapas iniciales de la infección. Así mismo, se evidenció que la aplicación de una solución de fosfito de potasio previa a la infección con el patógeno, regula positivamente la expresión de genes de defensa de la planta contribuyendo a una disminución en la severidad de la enfermedad. (Texto tomado de la fuente).

Anthracnose caused by the fungus Colletotrichum lindemuthianum is one of the most limiting diseases in bean cultivation (Phaseolus vulgaris L.), leading to a decrease in yield. Among the management alternatives, the use of compounds such as phosphites has been implemented, which can affect the plant by inducing its resistance mechanisms as well as a fungicidal effect, inhibiting the mycelial growth and spore germination of the fungus. Therefore, the objective of this study was to evaluate the virulence of C. lindemuthianum and associate it with the defense response in beans under a control alternative based on a solution of potassium phosphite. For this purpose, the isolates Cl(a) and Cl(b) of C. lindemuthianum were characterized macro and microscopically, and their virulence was evaluated in bean plants of the Sutagao cultivar, with and without prior application of a potassium phosphite solution before inoculation with the pathogen. Likewise, the expression of the genes PR1, PR4, PR3, and POD associated with plant defense, and the virulence factor Cac1 of the fungus, was evaluated at 0, 24, 48, 72, and 96 hours postinfection (hpi). Results showed that the Cl(a) isolate developed conidia and acervuli in PDA medium, characteristics not detected in Cl(b). Additionally, Cl(a), when inoculated into Sutagao bean plants, was more virulent than Cl(b), generating the highest severity value and area under the disease progress curve (AUDPC). At the molecular level, the Cl(b) isolate induced a significantly higher expression of the bean defense genes evaluated compared to the Cl(a) isolate. However, the Cac1 gene of C. lindemuthianum showed a significantly higher expression value in the Cl(a) isolate compared to Cl(b). Regarding the treatment of plants with a potassium phosphite solution before infection with the fungus, a decrease in the size of necrotic lesions was observed, and an increase in the expression of the PR1, PR3, PR4 and POD genes was detected compared to untreated plants. Based on these results, it is concluded that the Sutagao bean variety exhibits a lower expression of defense genes when confronted with an isolate of C. lindemuthianum expressing the Cac1 virulence factor in the early stages of infection. Similarly, it was observed that the application of a potassium phosphite solution before to infection with the pathogen positively regulates the expression of plant defense genes, contributing to a decrease in the severity of the disease.