Monitoreo de enfermedades en semillas de arroz: detección, cuantificación y transmisión de Alternaria padwickii y Microdochium oryzae

• Autores: Susana Alejandra Gutiérrez
• Directores de la Tesis: Erlei Melo Reis (dir. tes.), Marcelo Aníbal Carmona (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional del Nordeste ( Argentina ) en 2010
• Idioma: español
• Número de páginas: 137
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: repositorio.unne.edu.ar
• Resumen
  • español

    La semilla de arroz procedente de la provincia de Corrientes, Argentina, es portadora de hongos patógenos que producen enfermedades de importancia en la región. Entre estos patógenos se destacan Alternaria padwickii (D. Ganguly) M.B. Ellis (Dematiaceae) y Microdochium oryzae (Hashioka & Yokogi) Samuels & Hallet (Insertae Sedis). El hongo A. padwickii es el agente causal de la alternariosis o mancha foliar del arroz y puede afectar semillas, hojas y panojas de arroz. M. oryzae es causante de la escaldadura de la hoja del arroz y ocasiona síntomas en hojas, vainas foliares y granos de arroz. Los dos patógenos son hongos necrotróficos y sobreviven en semillas y rastrojos del cultivo. Considerando la importancia creciente que han adquirido las dos enfermedades en los últimos años, los objetivos de esta investigación fueron comparar métodos para la detección de A. padwickii y M. oryzae en las semillas de arroz, cuantificar su transmisión desde las semillas hacia plántulas de arroz y evaluar el tratamiento químico, térmico y térmico-químico aplicado a las semillas, a fin de lograr la erradicación de los dos patógenos. En ensayos conducidos en laboratorio, se compararon cuatro métodos de detección a fin de seleccionar uno que permita su rápida identificación en semillas: a) Papel de filtro, b) Agar papa glucosado (APG), c) Agar poroto (AP) y d) Agar extracto de malta (AEM). Para la detección de A. padwickii se utilizaron 20 muestras de semillas de diferentes variedades de arroz procedentes de la provincia de Corrientes. Con respecto a M. oryzae, la comparación de métodos se realizó con una sola variedad de arroz; posteriormente se utilizó el método que resultó de mayor sensibilidad, para realizar un relevamiento sanitario de semillas, analizando 18 muestras de diferentes variedades de arroz, naturalmente infectadas con M. oryzae. Los datos de porcentajes de incidencias obtenidos, fueron sometidos al análisis de la varianza y las medias comparadas por el test de Tukey. Para los estudios de transmisión de A. padwickii desde las semillas hacia plántulas de arroz se realizaron dos experimentos, utilizando semillas con infección natural: a) siembra de semillas en macetas con una mezcla de suelo:arena:turba (1:1:1) estérilizado (mantenidas en invernáculo a 25-30°C) (variedades Supremo 13 y CT 6919); y b) siembra en bandejas plásticas con arena estérilizada (en laboratorio, 12 h luz 12 h oscuridad) (variedades Supremo 1 y Fortuna). La evaluación de plántulas enfermas y la eficiencia de transmisión (ET) del hongo, fueron realizadas a los 7, 11, 20 y 30 días después de la siembra (DDS). En cada momento se recolectaron al azar 200 plántulas, las cuales fueron lavadas en agua de canilla y posteriormente se cortaron trozos de tejidos para ser sembrados en medio de AP. La transmisión de M. oryzae se cuantificó en plántulas a los 15 y 30 DDS, desarrolladas en sustrato suelo:arena:turba en condiciones de invernáculo, siguiendo el mismo procedimiento descripto anteriormente. Para evaluar medidas de control, se realizaron los siguientes tratamientos en semillas de arroz: a) tratamiento químico (TQ), cuyos fungicidas y dosis utilizadas en g i.a.100 kg-1 de semilla fueron: carbendazim (100 y 200 cc), carbendazim + tiram (150 y 300 cc), carboxin + tiram (250 cc), iprodione (100 cc), iprodione + triticonazole (100 + 25 cc) y tebuconazole (42 cc); b) tratamiento térmico (TT) (40, 50 y 60°C, con 0, 1 y 2 h de inmersión), y c) una combinación de tratamiento térmico (40, 50 y 60°C, con 0, 1 y 2 horas de inmersión) y químico (iprodione 100 cc) (TTQ). En todos los tratamientos se determinó la incidencia del patógeno y el porcentaje de control; en los TT y TTQ se determinó además, el poder germinativo (PG) y vigor (V) de las semillas. Los datos obtenidos fueron sometidos al análisis de la varianza y prueba de Tuckey al 5% de probabilidad. El medio con AP resultó ser el más sensible para la detección de A. padwickii, registrándose valores de 3.6 a 76% de incidencia y 100% de prevalencia en todas las muestras analizadas; en las semillas enfermas el patógeno causó disminución o inhibición de la germinación, muerte de raicillas, coleóptilos o plántulas. El hongo M. oryzae fue detectado con valores de hasta 55% de incidencia en semillas de arroz y con 90% de prevalencia. Los síntomas observados en las semillas fueron inhibición de la germinación, o muerte de raicillas y coleóptilos. Con respecto a la transmisión, A. padwickii fue transmitido desde las semillas a las plántulas con y sin síntomas, en todos los momentos de evaluación. La ET en invernáculo fue de 49 y 6.7% para la variedad Supremo 13, y de 7.2 y 51% para la variedad CT 6919 a los 11 y 30 DDS; mientras que en condiciones de laboratorio, Supremo 1 presentó 87.5 y 30% de ET, en tanto que en la variedad Fortuna fue de 18.8 y 17.6% a los 7 y 20 DDS respectivamente. El sustrato con arena estéril permitió que la transmisión de A. padwickii sea sintomática. En cuanto a la transmisión de M. oryzae, se observó que a partir de semillas de arroz con 55% de incidencia del patógeno, la ET fue de 2.18%, en plántulas asintomáticas a los 30 DDS, no obervándose transmisión del patógeno a los 15 DDS. De los experimentos realizados para el control de A. padwickii, se observó que de los fungicidas probados los más eficaces fueron iprodione, iprodione + triticonazole y tebuconazole, los cuales redujeron su incidencia de 40% en el testigo, a 2.75, 6, y 8% respectivamente. Con respecto al TT y TTQ, con las temperaturas 40, 50 y 60° C y su interacción con los tres tiempos, se observaron diferencias significativas en la incidencia del patógeno; su erradicación se obtuvo en el TT a 60° C, a las 2 horas de inmersión, mientras que en TTQ, la erradicación fue en igual temperatura pero a partir de 1 hora de inmersión. En cuanto a M. oryzae, debido a que el TQ se evaluó en dos variedades de arroz (Taim y Supremo 13), la eficacia de los fungicidas carbendazim + tiram (en las dosis 300 cc y 150 cc.100 kg-1), carbendazim (300 cc.100 kg-1), iprodione + triticonazole y carboxin + tiram, fue diferente según las variedades e incidencia del patógeno en las semillas; no obstante se obtuvo un control de 100% en la variedad Taim, a diferencia de lo observado en la variedad Supremo 13, en la cual el porcentaje de control del hongo, varió entre 77-70% entre los fungicidas que mejor respondieron al tratamiento. También se observó que el tratamiento combinando iprodione + triticonazole sobre las semillas de arroz tuvo un comportamiento diferente según las variedades y la incidencia de M. oryzae en las semillas, el cual permitió un control de 100% para la variedad Taim (con 5% de incidencia), mientras que para la variedad Supremo 13, con 22% de infección, solamente se obtuvo un control de 54%. Con respecto a los TT y TTQ, a 50° C y 60° C, se obtuvo la erradicación del patógeno presente en las semillas, pero con disminución en el PG. Mediante los resultados obtenidos en el presente estudio, se concluye que: a) la utilización de un método de análisis de semillas in vitro, sensible como el agar poroto, permitió detectar la presencia de los patógenos A. padwickii y M. oryzae, y determinar que ambos poseen una amplia distribución en la región de cultivo de la provincia de Corrientes; b) en ensayos de relevamientos de sanidad de semillas, cuantificación de la transmisión y de control, se debería usar el medio de AP; c) los estudios de transmisión realizados constituyen la primera evidencia en Argentina sobre el pasaje de A. padwickii y de M. oryzae a partir de semillas infectadas hacia las plántulas de arroz; d) se demostró que la semilla de arroz infectada puede constituirse en una importante fuente de inóculo para la enfermedades que ocasionan; e) existen diferencias en la eficiencia de control de los dos patógenos en estudio, de acuerdo a los fungicidas utilizados, y f) es necesario continuar con la investigación sobre transmisión y analizar la posibilidad de utilizar otros principios activos con diferentes dosis, con el objeto de lograr la erradicación de los dos patógenos presentes en las semillas de arroz.

  • English

    Rice seeds from Corrientes Province, Argentina, carry pathogenic fungi that cause important diseases in the region. Among these pathogens are Alternaria padwickii (D.

    Ganguly) M.B. Ellis (Dematiaceae) and Microdochium oryzae (Hashioka & Yokogi) Samuels & Hallet (Insertae Sedis). The fungus A padwickii, causal agent of Alternaria leaf spot, was detected in rice seeds, leaves and grain spots. M. oryzae, causes rice leaf scald and it causes symptoms on rice leaves, sheaths and grains. Both fungi are necrotrophic pathogens and seedborne. They survives on seeds and old rice straw and causes infection in the next season. Considering the importance acquired by these diseases in the last years, the objectives of the present work were to compare methods to detect A. padwickii and M. oryzae on rice seeds, to evaluate its transmission from infected seeds to seedlings and to evaluate chemicals, termal and termal-chemical seeds treatments, in order to eradicate both pathogens. Four detection methods were compared in laboratory tests, to select the best method a way to quick identification of the fungus in seeds. The methods were: a) blotter test (BT) b) potato glucose agar (PGA), c) bean agar (BA), d) malt extract agar (MEA). Twenty seed samples of different varieties of rice were analyzed in the assays from different localities of Corrientes, Argentina. In the case of M. oryzae, four seed health methods (BT, PGA, BA, MEA) were evaluated to detect of fungus on rice seed, Fortuna variety, from Perugorria, Corrientes. Them, the method that showed the greatest sensitivity was used to analize seeds from the localities previously mentioned, by analysing 18 samples of different rice varieties. Data of seeds incidence were submitted to analysis and the averages were compared by the Tuckey test. Two experiments were carried out for the studies of A. padwickii transmission from rice seed to seedlings: seed sowing in pots with a sterile mixture of soil:sand:peat (1:1:1) (kept in greenhouse at 25-30º C) (Supremo 13 and CT 6919 varieties), the another seed sowing in plastic trays with sterile sand (in laboratory, 12 hours of light and 12 hours of darkness) (Supremo 1 and Fortuna varieties). Evaluation of diseased seedlings and the fungus transmission efficiency (TE) were made at 7, 11, 20 and 30 days after sowing (DAS). Each time, 200 seedlings were collected randomly, washed in tap water and pieces of tissue were 16 cut and sown in a BA media. The transmission of M. oryzae was quantified on seedlings 15 and 30 DAS. They were developed in soil:sand:peat (1:1:1) under greenhouse conditions, following the same procedure described above. In order to evaluate the measures to control for both pathogens, the following treatments were conducted: chemical treatment (CT), the fungicides and doses used in g i.a. 100 kg-¹ of seed were: carbendazin (100 and 200 cc), carbendazin + thiram (150 and 300 cc), carboxymide + thiram (250 cc), iprodione (100 cc), iprodione + triticonazole (100 + 25 cc) and tebuconazole (42 cc); thermal treatment (TT) (40, 50 and 60º C with 0.0, 1.0 and 2.0 hours of immersion; and a combination of termal treatment (40, 50 and 60º C with 0.0, 1.0 and 2.0 immersion hours) plus chemical treatment (iprodione 100 cc) (CTT). In the experiment CT, the seeds were sown in the BA media and they were incubated from 8 to 10 days with a 12-hour-photoperiod, whereas for TT and CTT the treated seeds were sown on a selective Reis medium for 15 days. Incidence and the percentage of control of pathogens were determinated; TT and CTT, seeds germination and vigor were also determinated. Data obtained were subjected to the ANOVA and the Tuckey test at 5% of probability. All tested methods allowed to detect both pathogens studied in rice seeds. However, the BA was the most sensitive for their detection. The highest indicences of A. padwickii were observed in the seeds sown in BA, with values from 3.6 to 76% incidence and prevalence of 100% in all the samples. In seeds the pathogen caused a decreased or inhibited germination, death of roots, coleoptiles or seedlings. The fungus M. oryzae was dectected with 0-55% incidence in rice seeds and 90% prevalence. The symptoms observed were inhibition of seed germination or root and coleoptile death. A. padwickii was transmitted from seed to seedling with and without symptoms at all times of evaluation. TE in the greenhouse was 49 and 6.7% for the Supremo 13 variety and 7.2 and 5% for the CT 6919 variety in 11 and 30 DAS. In laboratory conditions, Supremo 1 presented 87.5 and 30% of TE; and the Fortuna variety showed 18.8 and 17.6% in 7 and 20 DAS respectively. The sterile sand substratum allowed a symtomatic transmission of A.

    padwickii. Regarding the transmission of M. oryzae was observed that from rice seeds with 55% of the pathogen incidence, TE was 2.18% in symptomless seedlings, 30 DAS. However, there was no pathogen transmission 15 DAS. Studies of A. padwickii control, was showed that from all fungicides tested, the most effective were iprodione, iprodione + triticonazole and tebuconazole, which decrease its incidence from 40% to 2.75; 6; and 8% respectively. With respect to TT and CTT with temperatures of 40, 50 17 and 60° C there were significant differences in the incidence of the pathogen; its eradication was achieved in TT al 60° C after 2.0 hours immersion. However, seed germination were 0.0%. Whereas in CTT the eradication took place at the same temperature after 1.0 hour immersion, seed germination were 0.0%. In the case of M.

    oryzae, the fungicides carbendazin + thiram (300 cc and 150 cc. 100 kg-1), carbendazin (300 cc.100 kg-1), iprodione + triticonazole and carboxin + thiram showed a 100% control for variety Taim; while for variety Supremo 13 the control was 70-77%.

    However, in the treatment with iprodione + triticonazole on rice seeds there was a different behavior depending on the rice variety and the incidence of M. oryzae in seeds. It turned to be very effcient for the Taim variety (5% incidence) achieving 100% control whereas it was only obtained a 54% control on the Supremo 13 variety with 22% of infection. The fungus eradication was achieved in thermal range of 50 to 60° C (TT and CTT); however seed germination and vigor were affected. The results obtained in the present study we determined that: the use of a sensitive and eficient analysis method of in vitro seeds such as BA revealed that the pathogens A. padwickii and M. oryzae are widely distributed in the rice growing regions of Corrientes Province; in seeds monitoring tests, control and quantification of transmission, BA should be used preferably; these studies into the transmission of A. padwickii and M.

    oryzae from infect rice seeds to seedlings are the first evidence in Argentina this subject; infect rice seeds can become a major source of inoculum for the diseases; e) there are differences in the efficiency of control of both pathogens under study according to the fungicides used; therefore, further studies are needed to research the influence of factors in the seed transmission process and the use of other active ingredients with different doses to achieve the eradication of pathogens in rice seeds.