Resumen de Resistencia a fusarium oxysporum f.Sp. Lentis en lenteja (lens culinaris): mecanismos de resistencia y variabilidad patogénica
RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL DE D. Hamid Reza Pouralibaba El resumen de la tesis para la base de datos Teseo debe ser una presentación de la tesis y tener la extensión suficiente para que quede explicado el argumento de la tesis doctoral. El formato debe facilitar la lectura y comprensión del texto a los usuarios que accedan a Teseo, debiendo diferenciarse las siguientes partes de la tesis:
1. Introducción o motivación de la tesis Las lentejas (Lens culinaris) son una de las leguminosas más importantes a nivel mundial. La producción mundial de lentejas se estima en 4,5 millones de toneladas, con una superficie cultivada 4,25 ha (FAOSTAT). El rendimiento de este cultivo se ve severamente afectado por diversas enfermedades, entre las que destaca la fusariosis vascular, causada por Fusarium oxysporum f. sp. lentis (FOL). Este patógeno puede causar la pérdida total de la cosecha en condiciones favorables para el desarrollo de la enfermedad (Chen et al. 2011). Aunque se han descrito fungicidas efectivos frente a FOL, su uso no suele ser viable, debido a los altos costes y a la dificultad de incorporarlos en el suelo durante el crecimiento del cultivo (Taylor et al. 2007). La resistencia genética se muestra como el método más efectivo, económico y respetuoso con el medio ambiente para controlar la enfermedad.
Para que la resistencia genética sea un método realmente eficaz para controlar la enfermedad es necesario, por un lado, disponer de líneas con buenos niveles de resistencia y por otro lado conocer la variabilidad patogénica del patógeno. La presente tesis aborda estos dos aspectos identificando y caracterizando nuevas fuentes de resistencia a FOL y estudiando la variabilidad patogénica y genética de este patógeno.
Los objetivos específicos de esta tesis han sido: 1) Identificar nuevas fuentes de resistencia a Fusarium oxysporum f. sp. lentis en lenteja 2) Caracterizar de los mecanismos de resistencia a Fusarium oxysporum f. sp. lentis en lenteja 3) Estudiar la variabilidad patogénica de Fusarium oxysporum f. sp. lentis 4) Estudiar la diversidad genética de Fusarium oxysporum f. sp. lentis 2.Contenido de la investigación En el primer capítulo de esta tesis se evaluó, en condiciones controladas, la respuesta a FOL de 196 variedades locales españolas utilizando un método detallado de evaluación desarrollado en esta tesis. Aquellas entradas que resultaron resistentes fueron también evaluadas en condiciones de campo en Bileh-Savar, Iran. Como resultado se han identificado 12 entradas de lenteja que muestran buenos niveles de resistencia tanto en condiciones controladas como en campo y que pueden ser de gran utilidad como fuentes de resistencia en programas de mejora (Pouralibaba et al. 2015).
En el capítulo 2 se estudiaron los mecanismos de resistencia que actúan frente a dos patotipos de FOL en seis entradas de lenteja con distintos niveles de resistencia. Tras inocular con el patotipo 1, de las raíces de líneas resistentes se rescataron un menor número de colonias que en el testigo susceptible. En la inoculación con el patotipo 2 no se observaron diferencias entre líneas para este parámetro. A nivel celular se detectaron mecanismos cualitativos de resistencia en la entrada BGE019696 inoculada con el patotipo 1. Así, se observaron en esta línea células que mostraron áreas condensadas en su citoplasma. Además, en esta combinación entrada-patotipo se observó la presencia de compuestos fenólicos. Este fenómeno no se detectó en el resto de las interacciones (Pouralibaba et al. 2017).
En el capítulo 3 se analizó la variabilidad patogénica FOL. Aunque se han descrito diferencias en agresividad entre aislados de FOL (Belabid y Fortas, 2002), hasta ahora no se habían descrito patotipos. El objetivo de este capítulo fue el estudiar si existen patotipos en FOL. Como un primer paso, para testar la existencia de interacciónes aislado x genotipo en el patosistema lenteja-FOL, se inocularon 28 genotipos de lenteja descritos como resistentes con 6 aislados del FOL de distintos orígenes geográficos. Los resultados mostraron una significativa interacción aislado x genotipo. En función de los resultados obtenidos se seleccionaron cuatro entradas de lenteja que mostraron una reacción diferencial frente a los distintos aislados para caracterizar el patrón de virulencia de una colección de 52 aislados de FOL provenientes de Iran, Siria y Argelia. Como resultado se identificaron 7 patotipos con distinto patrón de virulencia (Pouralibaba et al. 2016).
En el capítulo 4 se estudio, utilizando doce marcadores SSR, la estructura y variabilidad genética de la colección de aislados de FOL descrita en el capítulo 3. Los análisis AMOVA mostraron que había una gran variación genética tanto dentro de regiones como entre regiones, difiriendo las poblaciones de Irán del resto de poblaciones. Por otro lado los análisis realizados con el programa STRUCTURE y el árbol de Fitch-Margoliash mostraron la existencia de dos líneas ancestrales en FOL, una que sólo estaba presente en Irán y otra que estaba distribuida por todas las regiones estudiadas. No se encontró relación entre los grupos filogenéticos y los patotipos.
3.Conclusión - El sistema de evaluación de la resistencia a FOL desarrollado en esta tesis fue efectivo para caracterizar distintos niveles de resistencia en estado de plántula - Esta tesis ha identificado doce entradas de lenteja que muestran buenos niveles de resistencia a FOL tanto en condiciones de cámara climática como en campo.
- Se han identificado tanto mecanismos cuantitativos como cualitativos de resistencia a FOL en lenteja - En esta tesis se han descrito, por primera vez patotipos en FOL, habiéndose identificado siete patotipos diferentes - Los análisis realizados en una población de 52 aislados de FOL provenientes de Iran, Argelia y Siria muestran que existe una gran variación genética tanto dentro de regiones como entre regiones, difiriendo las poblaciones de Irán del resto de poblaciones. Se sugiere además la existencia de dos líneas ancestrales de FOL en esta colección.
4. Bibliografía Belabid L y Fortas Z. (2002). Virulence and vegetative compatibility of Algerian isolates of Fusarium oxysporum f. sp. lentis. Phytopathologia Mediterranea, 41, 179–187.
Chen W, Sharma HC y Muehlbauer FJ ( 2011) Compendium of chickpea and lentil diseases and pests. St. Paul, Minnesota, USA: The American Phytopathological Society.
FAOSTAT http://faostat.fao.org/faostat/collections Pouralibaba HR, Rubiales D y Fondevilla S (2015) Identification of resistance to Fusarium oxysporum f.sp. lentis in Spanish lentil germplasm. European Journal of Plant Pathology, 143:399-405.
Pouralibaba HR, Rubiales D y Fondevilla S (2016) Identification of physiological races in Fusarium oxysporum f.sp. lentis. European Journal of Plant Pathology,144: 539-549.
Pouralibaba HR, Pérez-de-Luque A y Rubiales D (2017) Histopathology of the infection on resistant and susceptible lentil accessions by two contrasting pathotypes of Fusarium oxysporum f.sp. lentis. European Journal of Plant Pathology, 148:53–63.
Taylor P, Lindbeck K, Chen W y Ford R (2007). Lentil Diseases. Pages 291-313, En: Lentil: An Ancient Crop for Modern Times. S.S., DL McNeil y PC Stevenson (eds.) Springer Science and Business Media
