Daño por Erwinia sp. en relación al peso de tubérculos de Solanum

ARTICULO ORIGINAL
Daño por Erwinia sp. en relación al peso de
tubérculos de Solanum tuberosum, variedades
yungay y amarilla, procedente de Otuzco, Perú
Carlos Chamochumbi-Rodriguez, Julio Chico-Ruiz, Paola
Tejada-Castillo, Shirley Valderrama-Alfaro
Laboratorio de Fitopatología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional de Trujilllo,
Trujillo, Perú
RESUMEN
Se determinó la presencia de la bacteria Erwinia sp. y su efecto patogénico en relación al
peso en los tubérculo-semilla de papa, Solanum tuberosum, var. Yungay y var. Amarilla
procedente de Otuzco-Perú. Para tal fin, se colectaron lotes de papa, con iguales características
de tamaño, color, peso, forma y consistencia; y se formaron 3 grupos de 15 tubérculos cada uno,
con rangos de peso de 10 a 20g, 21 a 30g, y 31 a 40g; previa asepsia se aplicó la técnica de
Boer y Kelman para determinar si la infección por Erwinia es o no latente.
Se encontró que en la var. Yungay hay menor porcentaje de papas infectadas y que la
extensión del daño no se relaciona con el peso (p<0,05).
Palabras clave: Erwinia sp., tubérculo-semilla, Solanum tuberosum, infección latente
ABSTRACT
Presence of Erwinia sp. and its pahogenic effect related with the weight in the tuber-seed of
Solanum tuberosum (varieties Yungay and Yellow), coming from Otuzco (Peru) was
determined. Potato's lot, with equal characteristics of size, color, weight, forms and consistency,
were collected, and they were formed 3 groups of 15 tubers each one, with ranges of weight 10
- 20g, 21 - 30g, and 31 - 40 g; previous asepsis you proceeded to apply the technique of Boer
and Kelman with the purpose to determine latent infection by Erwinia. It was found that var
Yungay potato presented smaller percentage of infection by Erwini than another var., as well as,
the extension of the damage it is not related with the weight.
Key words: Erwinia sp., tuber-seed, Solanum tuberosum, latent infection
INTRODUCCIÓN
Las Solanáceae es una familia muy variada y, económicamente, una de las más importantes
para el hombre. Forman parte de ella muchas plantas alimenticias como: papa, tomate,
berenjena, ajices y pimientos; plantas de ornato como “petunias” y plantas tóxicas como la
“belladona”. Las Solanáceas se encuentran ampliamente distribuidas por las regiones tropicales
y templadas de todos los continentes, pero se puede decir que están concentradas especialmente
en Australia, América Central y América del Sur1,2
Solanum tuberosum “papa”, cultivada desde la época prehispánica, ocupa el cuarto lugar entre
los principales cultivos alimenticios en el mundo, por poseer gran cantidad de proteínas y
vitaminas; además, presenta enorme capacidad de adaptación a condiciones muy variadas de
suelo y clima1,2,3.
El Perú es el país con mayor diversidad de papas en el mundo, al contar con ocho especies
nativas domesticadas y 2,301 de las más de 4,000 variedades que existen en Latinoamérica.
Además, posee 91 de las 200 especies que crecen en forma silvestre en casi todo nuestro
continente. En relación a su valor nutritivo cien gramos de la parte seca contienen 84g de
carbohidratos, 14.5 de proteínas y 0.1g de grasa. Tiene gran importancia económica porque se
utiliza en la alimenticion (el tubérculo cocido o frito preparado de múltiples formas, con el
tubérculo se prepara chuño, carapulcra), en medicina (es un efectivo antiespasmódico,
antiflojístico, hemostático, y actúa contra las úlceras gástricas, reumatismo, picadura de
insectos, forúnculos, quemaduras y cálculos renales) y en cosmética (sobre la piel se colocan
mascarillas de tubérculo para combatir las arrugas)4.
Las plagas, malezas y enfermedades constituyen los problemas más comunes del cultivo de
papa. En efecto, por poseer una fase de producción de tubérculos en el suelo y un proceso de
almacenamiento de post cosecha por largos períodos la papa es uno de los cultivos más
afectados por bacterias como Pseudomonas, Erwinia, Streptomyces, Bacillus y Clostridium3,5,6.
Las bacterias del complejo Erwinia (Enterobacteriaceae) incluyen a las especies causantes de
pudriciones húmedas: E. carotovora ssp atroséptica (Eca), E. carotova ssp carotovora (Ecc) y E.
chyrsanthemi (Echr) pueden causar pudrición blanda en tubérculos almacenados o en
tubérculos-semilla, lo cual genera pérdidas millonarias en la agricultura mundial calculadas
anualmente entre 50 y 100 millones de dólares5,7,8.
Las enfermedades bacterianas están aumentando su importancia, siendo la causada por
Erwinia spp la principal. Esta bacteria ataca el tubérculo provocando "pudrición blanda" y a la
planta causando "pie negro". Según la literatura la principal fuente de diseminación es el
tubérculo-semilla infectado9.
Teniendo en cuenta que no se han efectuado investigaciones relacionadas con el daño
causado por bacterias en papa procedente de la sierra norte del Perú, se propuso el
presente trabajo que describe el daño causado por la bacteria Erwinia sp. en las raíces de
Solanum tuberosum de las variedades yungay y amarilla, procedente de Otuzco, Perú,
en relación al peso del tubérculo.
MATERIAL Y MÉTODOS
Material biológico:
Se trabajo con un lote de Solanum tuberosum (papa), variedades yungay y amarilla,
procedentes de Otuzco, Perú, que fue depositado, individualmente, en bolsas plásticas estériles
para ser rotuladas y transportadas al Laboratorio de Fitopatología de la Universidad Nacional de
Trujillo (Trujillo, Perú), donde se seleccionaron teniendo en cuenta las siguientes
características: tamaño, color, peso, forma y consistencia. Así, se formaron tres grupos de 15
tubérculos, con los siguientes rangos de peso: 10 a 20g, 21 a 30g y 31 a 40 g (Fig. 1)
Luego de conformados los grupos se procedió a desinfectar la superficie de cada tubérculo de
papa con alcohol (70%) por un minuto e inmediatamente fueron flameadas con un mechero para
evitar el ingreso de otros patógenos que pudieran encontrarse en el ambiente. Se envolvió cada
tubérculo con papel toalla estéril humedecida con agua destilada estéril, para después
depositarlas nuevamente en bolsas plásticas estériles y etiquetarlas convenientemente en sus
respectivos grupos.
A continuación, los tubérculos fueron colocados en la estufa a 27ºC, por tres días, para crear
un ambiente de anaerobiosis con el propósito que desarrolle la bacteria. Transcurrido este
tiempo, se evaluó el daño por Erwinia sp. a cada papa teniendo en cuenta: las laceraciones, las
heridas y la presencia de anillos, de donde se tomaron muestras con torundas estériles para ser
sembradas en agar-papa. Todo este procedimiento se realizó para ambas variedades trabajadas
(Fig. 2)
Cultivo y Determinación de Erwinia sp.
La determinación de la existencia de este fitopatógeno se realizo mediante la coloración de
Gram; para ello, se tomó un pequeño corte de las papas enfermas al tercer día, utilizando una
asa bacteriológica para tomar una muestra que presentaban laceraciones, heridas o anillos y se
sembró en placas petri con medio de cultivo agar-papa las cuales fueron incubadas en el
laboratorio a temperatura ambiente.
Después de 15 días de sembrados se observó que las colonias presentaron un color rojizo en
todas las papas enfermas, se tomo un raspado de esas colonia la cual fue colocada en laminas
porta objeto y se hizo la coloración Gram, para luego ser vistas con el microscopio,
observándose que se dejo colorear las células de la bacteria por la fuscina ó safranina
presentando el color rojo ó rosado, característico de la coloración Gram. Finalmente, fueron
procesadas mediante la técnica de Boer y Kelman
LOTE DE PAPAS
Selección por características
GRUPO
Pesos
15 papas
15 papas
15 papas
10 a 20g
21 a 30g
31 a 40g
Fig. 1. Distribución de los tres grupos de papa, Solanum tuberosum, según el peso
Fig. 2: Metodología propuesta por Boer y Kelman para determinar la presencia de Erwinia en tubérculos
de Solanum tuberosum, var. Yungay, procedente de Otuzco-Perú: izquierda, selección de papas
según su peso; centro, cada tubérculo envuelto con papel estéril; y derecha, cada tubérculo
colocado en bolsas plásticas estériles para ser colocadas en la estufa.
Análisis estadísticos. Se dterminó la relación entre los parámetros seleccionados utilizando el
test de ANOVA, con un nivel de confianza del 95%.
RESULTADOS
El porcentaje de papas enfermas de la variedad yungay fueron: en los pesos de 10 a 20g, 67%,
de 21 a 30g, 60% y de 31 a 40g, 33% (Fig. 3), mientras que para la variedad amarilla se
presentó tubérculos enfermos en un 67% para los tres intervalos de peso (Fig. 4).
Respecto de la extensión del daño de Erwinia sp., se observó que en la variedad yungay el
70% de daño que se extiende a la mitad del tubérculo en el grupo de 10 a 20g; 56% se extiende
¾ partes del tubérculo en el grupo de 21 a 30g y un 60% de daño en ¼ de tubérculo en el grupo
de 30 a 40g (Fig. 5). Por su parte, en la variedad amarilla, presenta el 45% de daño que se
extiende en la mitad y en la ¼ parte del tubérculo en el grupo de 10 a 20g; 67% de daño en ¼
del tubérculo en el grupo de 21 a 30g y un 40% de daño en la mitad del tubérculo para el grupo
de 30 a 40g (Fig. 6).
Se ha demostraado mediantee ANAVA que
q no hay diferencias estadísticame
e
ente significcativas
entre la extensiónn del daño coon respecto a los rangos de peso, conn una probabbilidad de un 95 %
para la
l variedad yungay
y
y amarilla.
100%
90%
33%
80%
40%
Sanas
67%
70%
Enfermas
60%
50%
40%
67%
30%
60%
33%
20%
10%
0%
[10 - 20 g.]
[21 - 30 g.]
[31 - 40 g.]
Fig. 3:
3 Porcentaje de
d papas, Solaanum tuberossum, proceden
ntes de Otuzcoo-Perú, infectaadas por
Erwinia spp. y sanas, seggún parámetroos de peso, en
n la variedad yungay.
y
100%
33%
33%
33%
80%
Sanas
60%
Enfermas
40%
67%
67%
67%
20%
0%
[10 - 20 g.]
[21 - 30 g.]
[31 - 40 g.]
Fig. 4:
4 Porcentaje de
d papas, Solaanum tuberosuum, procedenttes de Otuzco--Perú, infectaddas por
Erwinia sp. y sanas, segúnn parámetros de
d peso, en la variedad amaarilla.
80%
70%
70%
56%
60%
50%
40%
60%
0.25
40%
33%
30%
0.5
0.75
30%
20%
10%
1
11%
0%0%
0%
0%0%
[10 - 20 g.]
[21 - 30 g.]
[31 - 40 g.]
0%
Fig. 5:
5 Porcentaje de
d la Extensióón del daño poor Erwinia sp. en tubérculoss de papa, Solaanum tuberosum,
var. Yungayy procedente de
d Otuzco-Perúú, según el peeso del tubérculo.
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
67%
0.25
45%
45%
40%
30% 30%
22%
10%
0%
[10 - 20 g.]
0.5
0.75
11%
0%
0%
[21 - 30 g.]
[31 - 40 g.]
1
Fig. 6:
6 Porcentaje de
d la Extensióón del daño poor Erwinia sp. en tubérculoss de papa, Solaanum
tuberosum, var.
v Amarilla procedente dee Otuzco-Perú
ú, según el peso.
Resspecto de lass lesiones caausadas por la
l bacteria see observó quue aparece unna pequeña lesión
aguannosa que se extiende conn rapidez enn lo que se refiere
r
a diám
metro y proffundidad. Laa zona
afectaada se ablannda y suavizza; es más frrecuente quee se formen grietas y quue exuden dee ellas
masaas mucilaginnosas hasta volverse
v
de un color canela,
c
gris o café oscuuro. Un tubéérculo
e en una maasa putrefactta blanda, agguanosa e inccolora al caabo de
comppleto puede transformars
t
un peeríodo de 3 a 5 días (Fig. 7).
Fiig. 7. Manifeestaciónes del ataque de Errwinia sp. en tubérculos dee papa, Solannum tuberosum
m, var.
Yungayprocedente de Otuzco-Perú, al tercerr día después de aplicada la técnica de Boer
B
y
Kelman. Parte superior izquierda, presencia de un anillo negro alrededor del tubérculo; parte
superior derecha, ablandamiento de la capa externa hacia la capa interna del parénquima;
parte inferior izquierda, presencia del anillo negro, parénquima completamente desintegrado
y parte inferior derecha, fase necrótica del parénquima
DISCUSIÓN
Previo al inicio de la experiencia se consideró la propuesta de Ciampi et a1 en lo relacionado a las
dimensiones de la semilla tubérculo para la cual debe tener una longitud de 2,8 y 6,5 cm. las cuales
coinciden con las variedades de papas evaluadas en el presente trabajo.
Al encontrar que el daño de Erwinia sp. no se relaciona con el tamaño o el peso del tubérculo nos lleva
a pensar que el ataque de Erwinia sp se da en distintos pesos y en condiciones adecuadas para la bacteria,
con lo cual se coincide con investigaciones similares publicadas previamente1,6 (Figs. 1 y 2)
En el porcentaje de papas infectadas por Erwinia sp. en la variedad yungay, en el rango de 31a– 40g, se
observó una menor infección por la bacteria dado que el tamaño de la papa influye como fuente de
resistencia a la ataque de esta bacteria, concordando con lo registrado con anterioridad7. Con respecto al
porcentaje de papa infectadas por Erwinia sp. en la variedad amarilla, ésta se produce indistintamente al
peso.
El mayor porcentaje de papas infectadas por Erwinia sp. correspondió a la variedad amarilla con
respecto a la variedad yungay, debido a que esta variedad presenta características como mayor cantidad
de aminoácidos y ácidos grasos, además de ser mas rica en nutrientes y ser buena fuente de medio de
cultivo para esta bacteria; es por eso que son mas susceptible que la variedad yungay al ataque de Erwinia
sp. Otro causa de que la variedad amarilla sea más susceptible que la variedad yungay es debido a su
aspecto fenológico, la variedad yungay presenta un crecimiento semitardia y la amarilla un crecimiento
tardía; con respecto al follaje, la variedad amarilla presenta en la planta los tuberculillos muy pegados en
su crecimiento y la yungay presenta los tuberculillos no tan juntos en su crecimiento2,8,10,11
En ninguna variedad se presentó un 100% de infección lo cual asumo que no todos los tubérculos
semillas tienen en su tejido a esta bacteria patógena pero Rodríguez et al12 sostienen que los tubérculos
“semilla” aún asintomático que provengan de lotes donde si haya registrado la enfermedad, no garantiza
la sanidad del próximo cultivo, según esto es necesario ensayos más sensibles para detectar la bacteria.
(Figs. 1 y 2).
La forma del ataque de Erwinia sp. (Fig. C y E), se basa en que las bacterias penetran por intermedio de
aberturas naturales llamadas lenticelas y por medio de heridas ocurridas en el manejo del tubérculo
durante la cosecha o en el almacenaje. Los síntomas de la pudrición blanda se manifiesta con un anillos o
manchas alrededor del tubérculo, presenta un ablandamiento en los tejidos (parte del parénquima) del
tubérculo, es más frecuente que se formen grietas y que exuden de ellas masas mucilaginosas hasta
volverse de color gris, o café; en caso del olor al comienzo esta no presentan un aroma alguno hasta que
se colapsan sus tejidos infectados, produciendo un olor desagradable, coincidiendo con lo señalado en la
literatura para la enfermedad bacteriana conocida como pudrición blanda en tubérculos de papa1,3,13.
Cuando se siembran tubérculos con infección latente y las condiciones ambientales son buenas para el
cultivo, no se presenta la enfermedad, pero cuando hay exceso de humedad por saturación del suelo y se
mantiene una película de agua sobre los tubérculos, estos están en una condición anaeróbica que favorece
el desarrollo de la pudrición blanda del tubérculo, por tal motivo a estos tubérculos se los pusieron en
temperatura de 25 – 30 ºC en condiciones anaeróbicas (en una estufa envueltos en papel toalla estéril
humedecida con agua estéril dentro de bolsas plásticas estéril), dándoles las condiciones adecuadas para
su manifestación con la técnicas de Boer y Kelman, coincidiendo con la literatura para las condiciones en
que Erwinia sp. se pueda manifestar3,5,9
Las posibles diferencias de la extensión del daño en las dos variedades podría ser por dos causas, ya que
no existen trabajos referenciales para discutir dichos resultados, estos serían que las semillas tubérculos
sean de la misma madre, entonces los tuberculillos mas cercanos a la planta madre tendrán la mayor
cantidad de ingreso de esta bacteria en comparación de las que están mas alejadas. La otra posibilidad es
que los tuberculillos sean de diferente planta madre, lo que nos indican que pueden haber sido sanas o
enfermas, esto será motivo de una posterior investigación.
CONCLUSIONES
•
•
El ataque de Erwinia sp. no tiene preferencia por el tamaño del tubérculo-semilla en las dos
variedades de papa.
El ataque más severo se produjo en la variedad amarilla.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.
Ciampi L, Bernal G, Valenzuela N. Investigación realizada gracias a los aportes de CRI – Remehue y
Proyecto SAREC. Fitopatol 1997; 32:21-27
2. Astorga J, Rodríguez J. Formación de tubérculos en cinco variedades nativas de papa amarga
altamente difundidas el altiplano peruano. Bol estudio rentabil-Puno 1982; 7:2-6
3. Hooker WJ. Compendio de Enfermedades de la papa. Centro Internacional de la Papa. Lima-Perú.
1980.
4. Acuña I, Kalacich J. Efecto del saneamiento de plantas con pie negro sobre la calidad sanitaria de un
semillero
de
papa
(Solanum
tuberosum
L.).
Valdivia
Chile.
1997.
http://www.redepapa.org/erwinia4.pdf
5. Graham DC. Identification of soft rot coliform bacteria. In: Proc. 3rd Int. Conf. Plant. Pathog. 1972;
pp. 273- 279.
6. Morales GY. Estudios sobre Erwinia en el cultivo de la papa. Rev Fitopatol. 1995; 32:34-38
7. García R. Estudio de enfermedades bacterianas causadas por Pseudomonas y Erwinia en el cultivo
de papa. Informe de Gestión. Fondo Nacional de Investigaciones Agropecuaria. 1994.
http://www.saber.ula.ve/db/ssaber/Edocs/pubelectronicas/revistaforestal/vol441/articulo44_1_12.pdf.
8. Cisneros F. Manejo integrado de plagas. Guía de Investigación CIP 7.Centro Internacional de la
Papa. Lima. Perú. 1988.
9. Acuña y Riffo
10. Midmore DJ. Fisiología de la planta de papa bajo condiciones de clima cálido. Guía de Investigación
CIP. No. 24. Centro Internacional de la Papa (CIP). 1988.
11. Zarra W. Manual de observaciones fenológicas. Lima, Perú: DGA – SENAMHI. 1998.
12. Schaad B. Laboratory guide for identification of plant pathogenic bacteria. Minnesota, USA:
American phytopathological Society. 1998.
Agrios GN. Fitopatología. 2da ed. México: Edit UTEHA. 1995.