Diagnóstico fitosanitario

Información primaria de la presencia del género Tospovirus en Cuba

A Preliminary Report of Tospoviruses Presence in Cuba

Gloria González Arias¹, Ana Lidia Echemendía Gómez¹, Caridad Font Díaz¹, Idilio Quiala Rodríguez¹, Elisa Javer Higginson¹, María del Loreto Reyes Garriga², Neyda Arencibia Gámez³, Asela Fonseca Arias⁴, Adriana Pérez Pezcosa⁴, Maylín Cruz Martín⁵ y César Nápoles Albanez⁶

¹Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 no. 514 e/ 5.a B y 5.a F, Playa, Ciudad de La Habana, C. P. 11600, [e-mail]
²Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Cienfuegos.
³Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Santiago de Cuba.
⁴Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Granma.
⁵Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Villa Clara.
⁶Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Camagüey.

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RESUMEN

Durante el período 2003-2009 se realizaron muestreos en áreas de tabaco, hortalizas, ornamentales y frutales en diferentes municipios y provincias de Cuba, con el objetivo de determinar la enfermedad viral que causaba diversos síntomas y que resultaban muy similares a los causados por el género Tospovirus, donde están incluidas especies de virus que se encuentran en la Lista Oficial de Plagas Cuarentenarias de la República de Cuba. Las técnicas de diagnóstico utilizadas fueron la inoculación mecánica a diferentes hospedantes y a plantas indicadoras, observación de cortes ultrafinos de tejido al microscopio electrónico y ensayos de transmisión con trips. Los síntomas de amarillez, manchas necróticas, bronceado, necrosis severa, marchitez y en ocasiones muerte de las plantas, presentes en tabaco, tomate, pimiento, ornamentales y papaya, fueron replicados en estos mismos hospedantes por la inoculación mecánica. En las indicadoras Nicotiana glutinosa L. y Chenopodium quinoa Willd. se manifestaron lesiones locales necróticas, y en Nicotiana tabacum L. var. Criollo se apreció una severa necrosis. La especie de trips Frankliniella schultzei Tryborn fue eficiente en la transmisión. Al microscopio electrónico se observaron partículas envueltas con un diámetro entre 85 y 100 nm, características del género. De esta forma se informa por primera vez la presencia del género Tospovirus en Cuba. Investigaciones adicionales están en progreso para identificar las especies de Tospovirus presentes.

Palabras claves: Tospovirus, tabaco, hortalizas, frutales, ornamentales.

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ABSTRACT

Surveys were made on plantations of tobacco, vegetables, ornamental and fruit trees in different municipalities of some Cuban provinces during the years 2003-2009, with the objective of determining the presence and the extent of a viral etiology disease characterized by symptoms similar to those caused by the genus Tospovirus, because several species of Tospoviruses are included in Cuban Republic Quarantining Pest Official List. The diagnostic techniques applied on collected samples were mechanical inoculation to indicator plants, electron microscopic examinations of tissue sections and transmission assays with trips. Symptoms of yellows, necrotic spots, bronzing, severe necrosis, wilting and sometimes plants death on tobacco, tomato, pepper, papaya and ornamental, were reproduced in these same host by mechanical inoculation. The indicator plants of Nicotiana glutinosa L. and Chenopodium quinoa Willd., reacted with local necrotic lesions, whereas in Nicotiana tabacum L. var. Criollo, a severe necrosis were observed. The trips Frankliniella schultzei Tryborn transmitted this virus efficiently. Membrane-bounded tospovirus-like particles of 85-100 nm in diameter, within endoplasmic reticulum cisternae were consistently found in infected tissues. All these information indicate that the disease observed in the survey area was viral in nature and caused by one or more Tospoviruses. This is the first report of Tospovirus presence in Cuba. Addition works are under way to identify which species of Tospoviruses are present.

Key words: Tospovirus, tobacco, vegetables, fruit trees, ornamentals.

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INTRODUCCIÓN

El género Tospovirus pertenece a la familia Bunyaviridae y comprende hasta el momento 19 especies de virus fitopatógenos, entre los que se distinguen Tomato spotted wilt virus (TSWV), Impatiens necrotic spot virus (INSV), Groundnut ring spot virus (GRSV) y Tomato chlorotic spot virus (TCSV), los que infectan a diversos cultivos. Estos virus están distribuidos en países de América, Europa, Asia y África, así como en Australia y Oceanía. Se transmiten por Tysanópteros pertenecientes a los géneros Frankliniella y Thrips, y dan lugar a pérdidas considerables [De Ávila, 1992; Mound, 1996; Peters, 1998]. Los síntomas que causa este género consisten generalmente en necrosis, anillos, manchas cloróticas, amarillez, mosaico, marchitez, bronceado, coloración rojiza y estrías en los tallos, entre otros, que pueden ser en ocasiones muy similares a los causados por un agente fúngico, una bacteria, a la acción de un compuesto fitotóxico o a un estrés ambiental [Pottorff y Newman, 2001].

En este sentido, a partir del 2003 se han observado sintomatologías similares en hortalizas, ornamentales y otros cultivos, en áreas de las provincias de Pinar del Río, Ciudad de La Habana, La Habana, Cienfuegos, Villa Clara, Camagüey, Santiago de Cuba, Holguín y Granma. Dado que varias especies de Tospovirus están incluidas en la Lista Oficial de Plagas Cuarentenarias de la República de Cuba, en este trabajo se trazó el objetivo de esclarecer la posible presencia de este género por primera vez en Cuba.

MATERIALES Y MÉTODOS

Durante el período 2003-2009 se realizaron muestreos de forma dirigida en diferentes municipios de las provincias de Pinar del Río, La Habana, Ciudad de La Habana, Cienfuegos, Villa Clara, Camagüey, Santiago de Cuba, Holguín y Granma, y se adquirieron como muestras aquellas especies de plantas que manifestaban en hojas o frutos síntomas similares a los causados por el género Tospovirus. En total se tomaron 200 plantas hortícolas y otros cultivos, y 60 ornamentales.

Las muestras fueron inoculadas de forma mecánica en las mismas especies de plantas de donde provenían los aislados, en tomate y pimiento, y en las indicadoras Nicotiana glutinosa L., N. tabacum L. var. White Burley y var Criollo 98, Datura stramonium L. var. Stramonium y Chenopodium quinoa Wild., según recomendaciones de De Ávila et al. (1993), para lo cual se trituraron en mortero 0,5 g de hojas con 1 mL de tampón fosfato 0,05 M, pH 7,2 más 0,2% de sulfito de sodio y carborundo de 400 mesh como abrasivo. Las plantas se mantuvieron en una casa de cristal con temperaturas promedio entre 25-30°C, y se observaron durante 30 días.

Se recolectaron trips adultos de plantas de lechuga de los organopónicos de 7. a y 60 y de 5. a y 44, en el municipio de Playa, Ciudad de La Habana, los que se identificaron como F. schultzei y se colocaron en macetas sobre posturas de lechuga en jaulas, conjuntamente con plantas de tomate infectadas con un aislado de Tospovirus proveniente de plantas de pimiento y con sanas de tomate. Las observaciones se realizaron durante 30 días y posteriormente se evaluaron los resultados.

Muestras de hojas de tomate y tabaco con los síntomas característicos se fijaron con paraformaldehído al 4% (v/v) que contenía 0,2% de glutaraldehído en 0,1 M de tampón fosfato (pH 7,3) a 4°C por 2,5 h, y se lavaron con una solución 0,1 M de tampón fosfato pH 7,3, y se posfijaron en 1% OsO4 . Las muestras fijadas se deshidrataron en concentraciones crecientes de etanol, se incluyeron en resina Spurr y se polimerizaron por 24 h a 37°C. Las secciones ultrafinas de las muestras fueron colocadas sobre rejillas de cobre. Todas las secciones se contrastaron y analizaron con microscopio electrónico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla 1 se registran los lugares muestreados, los cultivos y la sintomatología observada. Las especies de plantas ornamentales muestreadas y los síntomas observados se reflejan en la Tabla 2. En ambas se indican los cultivos con presencia de Tospovirus.

Los aislados provenientes de tomate, pimiento, ají, tabaco, papaya, calabaza, chamico, habichuela, chayote y ornamentales, manifestaron en plantas de tomate manchas cloróticas con necrosis en el centro, bronceado de los foliolos y necrosis, mientras que en las plantas de pimiento se observaron manchas necróticas, clorosis, hojas deformadas y de menor talla, mientras que en las plantas indicadoras N. glutinosa, C. quinoa y N. tabacum var. White Burley se observaron lesiones locales necróticas. En N. tabacum var. Criollo se observó clorosis y necrosis severa, y en D. stramonium var. stramonium fueron evidentes lesiones cloróticas y deformación de las hojas, lo que coincide con lo referido para este género por De Ávila et al. (1993).

Al respecto debe apuntarse que los Tospovirus producen una gran diversidad de síntomas, los que pueden confundirse con una enfermedad debida a un patógeno fúngico, bacteriano, a la acción de un compuesto fitotóxico o a un estrés ambiental [Pottorff y Newman, 2001], aspecto muy importante a considerar desde el punto de vista de un diagnóstico presuntivo.

Es necesario aclarar que por más de cuarenta años la variabilidad de algunas especies de virus incluidas en este género se estudió a través de la expresión de síntomas en plantas indicadoras, pero actualmente se considera que este método permite diagnosticar a nivel de género, mas no es una técnica adecuada para identificar especies [Francki et al., 1991]. Además, debido a la aparición de mutantes [Resende, 1993], ocurre atenuación y supresión de síntomas en plantas indicadoras después de algunas transmisiones de los virus por la savia.

En los experimentos de transmisión vectorial hubo resultados positivos con F. schultzei, ya que se reprodujeron los síntomas originales en las plantas de tomate.

En cuanto a la transmisión vectorial, algunos autores manifiestan que F. occidentales y F. schultzei son los vectores más eficientes de Tospovirus, mientras que T. t abaci y T. palmi probablemente no tienen una participación muy importante en la diseminación de este género; sin embargo, otros autores han confirmado la presencia de T. tabaci asociado a epidemias de TSWV en el cultivo de la papa en Irán y Australia [Pourrahim et al., 2001], además de transmitir INSV, TCSV y GRSV [Tedeschi et al., 2001]. Estas discrepancias acerca de la eficiencia de diferentes vectores en la diseminación de Tospovirus obligan a profundizar en esta temática en las condiciones de Cuba.

Al microscopio electrónico se observaron, en tejidos de lesiones de hojas de tomate y tabaco, viriones con envoltura y un diámetro entre 85 y 100 nm, característicos del género (Fig. 1). Al respecto, en el simposio internacional sobre Tospovirus y trips de las flores, celebrado en Taiwán en 1995 [citado por Granval de Millán, 1999], se determinaron tres requisitos básicos para que un aislamiento sea considerado en el género Tospovirus, las que se refieren a partícula esférica de 70 a 100 nm de diámetro, genoma constituido por tres moléculas de ARN y transmisión por trips.

Hasta el momento se han caracterizado 19 especies de virus pertenecientes a este género (Tabla 3), las que se diferencian por su rango de hospedantes, características de transmisión y la secuencia de nucleótidos del gen que codifica la proteína N [Resende, 1995; Moyer et al., 1999; Hassani-Mehraban et al., 2010].

De forma general este género está considerado como emergente, no solamente por el incremento a través de los años de diversas especies que conllevan a pérdidas económicas en cultivos de importancia, sino también por la complejidad de este taxón relativas a su genoma, similitud de síntomas en numerosas hospedantes, forma de transmisión, nuevos géneros y especies de Tysanópteros, que han devenido vectores del género, otros que aún están por verificar y la no existencia hasta el momento de métodos eficientes de control [Moyer et al., 1999; Hanssen et al., 2010].

Aunque se desconoce la causa de la presencia de este género en Cuba, es posible asumir que pueda deberse al aumento del intercambio de materiales de siembra de ornamentales infectados entre los mismos productores, o quizás a la llegada de trips virulíferos provenientes de países cercanos debido a la actividad de ciclones y huracanes.

CONCLUSIONES

• Se determinó la presencia, por primera vez en Cuba, del género Tospovirus, en los cultivos de tabaco, tomate, pimiento, ají chay, frutabomba, calabaza, habichuela, chayote y en 15 especies de ornamentales,

• Se demostró la transmisión del aislado de pimiento por trips y se observaron al microscopio electrónico partículas típicas de Tospovirus en tejidos infectados de tomate y tabaco.

REFERENCIAS

Ávila, A. C. de: «Diversity of tospoviruses», Ph.D. Thesis, Wageningen Agricultural University. Holanda, 1992.

Ávila, A. C. de; P. de Haan; M. L. L. Smeets; R. de O. Resende; R. Kormelink; E. W. Kitajima; R. W. Goldbach; D. Peters: «Distinct Levels of Relationships Between Tospovirus Isolates», Arch. Virol. 128 (3-4): 211-227, Alemania, 1993.

Francki, R. I. B.; C. M. Fanquet; D. L. Knudson; F. Brown: «Classification and nomenclature of viruses», Arch. Virol. 2 (1): 450 (Suppl.), Alemania.

Granval de Millán, Nélida: «Nuevas fuentes de infección de los Tospovirus que afectan hortalizas, en Mendoza, Argentina», tesis de Maestría, posgrado en Horticultura, INTA-FCA, Facultad de Ciencias Agrarias, Mendoza, Argentina, 1999.

Hassani-Mehraban, A.; M. Botermans; J. T. Verhoeven; E. Meekes; J. Saaijer; D. Peters; R. Goldbach; R. A. Kormelink: «A Distinct Tospovirus Causing Necrotic Streak on Alstroemeria sp. in Colombia», Arch. Virol. 155 (3): 423-428, Alemania, 2010.

Hanssen, M. I.; M. Lapidot.; B. P.Thomma: «Emerging Viral Diseases of Tomato Crops», Current Review 23 (5): 539-548, EE. UU., 2010.

Mound, L. A.: «The Thysanoptera Vector Species of Tospoviruses», Acta Horticulturae 431: 298-309, Holanda, 1996.

Moyer, J. W.; T. German; J. L Sherwood; Diane Ullman: «An Update on Tomato Spotted Wilt Virus and Related Tospoviruses», Plant Pathology On Line. Disponible en: http://www.apsnet.org/publications/apsnetfeatures/Pages/TomatoSpotted.aspx (consultado en mayo del 2007).

Peters, D.: «An Updated List of Plant Species Susceptible to Tospoviruses and Thrips», Recent Progress: Fourth International Symposium on Tospoviruses and Thrips in Floral and Vegetable Crops. Wageningen, Holanda, mayo 2-6, 1998, pp. 109-111.

Pottorff, L. P.; S. E. Newman: «Greenhouse Plant Viruses (TSWV/ INSV) No. 2.947», Gardening Series, Colorado State University Cooperative Extension 2001. Disponible en http://www.dahlias.net/dahwebpg/Disease/Disease.htm (consultado en mayo del 2006).

Pourrahim, R.; S. H. Farzadfar; A. A. Moini; N. Shahraeen: «First Report of Tomato Spotted Wilt Virus in Potatoes in Iran», Plant Dis. 85: 442, EE. UU., 2001.

Resende, R. de O.: «Generation and Characterization of Mutants of Tomato Spotted Wilt virus», Ph.D. Thesis, Wageningen Agricultural University, Holanda, 1993.

Resende, R. de O.: «Diversidade de Tospovirus no mundo», Fitopat. Bras. 20: 656-657, Brasil, 1995.

Tedeschi, R.; M. Ciuffo; G. Mason; P. Roggero; L. Tavella: «Transmissibility of Four Tospoviruses by a Thelytokous Population of Thrips tabaci from Liguria, Nothwestern Italy», Phytoparasitica 29: 37-45, Alemania, 2001.