ABSTRACT
La sarna polvosa de la papa (Solanum tuberosum, S. phureja) causada por Spongospora f. sp. subterranea (Sss), es una de las enfermedades más limitantes de este cultivo. En Colombia, se han empleado diferentes métodos de detección asintomática de Sss, incluyendo bioensayos con plantas señuelo, PCR de ITS y pruebas de ELISA. Sin embargo, sus niveles de sensibilidad son bajos o requieren tiempos extensos. Una alternativa para complementar dichas herramientas es la PCR cuantitativa en tiempo real (qPCR). En este trabajo se evaluó dicha técnica utilizando los juegos de cebadores SsTQF1-SsTQR1; Spon421F-Spon494R y SscolF-SscolR (diseñados en este estudio), bajo la metodología de SYBR Green®; mientras que con Taqman® se evaluaron los cebadores SponFSponR y la sonda SponP. Una vez determinada la funcionalidad de los cebadores, se descartó por inespecificidad, el par Spon421F-Spon494R ; para los restantes se realizaron curvas estándar basadas en diluciones seriadas de quistosoros. Las pruebas de qPCR detectaron a Sss en las 20 muestras evaluadas de plantas señuelo de Nicotiana benthamiana y papa, utilizando los cebadores SsTQF1-SsTQR1 (Ct: 10,57-29,34) y SscolF-SscolR (Ct: 14,39-34,08); mientras que 19 de las muestras fueron positivas con SponF-SponR-SponP (Ct: 15,63-38,93). A partir de 20 muestras de raíces de papa de cultivos de La Unión (Antioquia, Colombia), fue posible detectar el patógeno en 17 de ellas con SscolF-SscolR, estimándose una concentración de 6470 a 1,39 x 10(10) quistorosos/mL. Estos resultados indican la ocurrencia de altos niveles de inóculo de Sss en esta región y enfatizan en la necesidad de fortalecer los programas de certificación de tubérculo-semilla en Colombia.
In recent years, potato crops (Solanum tuberosum, S. phureja) have been seriously affected by powdery scab; a disease caused by Spongospora subterranea f.sp. subterranea (Sss). In Colombia, asymptomatic detection of Sss has been achieved with bait plants, PCR of ITS regions and ELISA tests. Unfortunately, these techniques have low sensitivity and may require long processing times. In this work, Quantitative real time PCR (qPCR) was tested for detection of Sss using different sets of primers. Primers SsTQF1-SsTQR1, Spon421F-Spon494R and SscolF-SscolR (designed in this study), were tested using SYBR Green®, while primers SponFSponR were tested using the Taqman® probe SponP. Primers Spon421F-Spon494R were discarded due to lack of specificity. Standard curves were obtained from serial dilutions of cystosori. The 20 N. benthamiana and potato bait plants evaluated tested positive for Sss using primers SsTQF1-SsTQR1 (Ct: 10.57-29.34) and SscolF-SscolR (Ct: 14.39-34.08) and 19 samples were positive with primers SponF-SponR-SponP, with Ct values ranging between 15,63 and 38,93. Sss was detected in 17 out of 20 root samples from potato crops in La Unión (Antioquia) using primers SscolF-SscolR, with an estimated concentration of 6470 to 1,39x10(10) cystosori/ mL. These results suggest high levels of Sss in the potato fields from this region and recall the importance of strengthening seed-certification programs in Colombia.
ABSTRACT
La sarna polvosa de la papa es causada por el patógeno Spongospora subterranea, que disminuye la calidad y producción de tubérculos y facilita la entrada de otros patógenos. Esta enfermedad afecta las principales zonas productoras del mundo, debido a la falta de tratamientos efectivos contra el patógeno y al comercio de tubérculos-semilla infectados. Algunas investigaciones indican que los agentes biocontroladores podrían contribuir a reducir la actividad de S. subterranea a través de efectos sobre la viabilidad de sus quistosoros o mediante efectos estimulantes del crecimiento de la planta. En este estudio se emplearon bacterias aisladas del interior de raíz, rizósfera y superficie de tubérculos de un cultivo de papa ( Solanum tuberosum variedad Diacol Capiro) y seleccionadas por su capacidad para producir indoles totales y quitinasas. En estudios paralelos se determinó su capacidad para promover la velocidad de germinación en brotes de tubérculos o para controlar S. subterranea en raíces y promover el crecimiento vegetal de plántulas en invernadero. La mayoria de los aislamientos evaluados incrementraron la longitud de brotes de tubérculos en el laboratorio. En el invernadero, en suelo no estéril y en presencia del patógeno, se encontró que 2 de los 10 aislamientos seleccionados por su capacidad para producir indoles totales y quitinasas, presentaron promoción de crecimiento vegetal y posible biocontrol del patógeno. Estos resultados sugieren un gran potencial para la selección de microorganismos biocontroladores y desarrollo de bioproductos a partir de recursos microbiológicos locales.
The powdery scab of potato is caused by the pathogen Spongospora subterranea which reduces the quality and yield of tubers and facilitates the establishment of other pathogens. This disease affects main potato production zones in the world, because there is not a completely effective and available control method against the disease, and due to the trading of infested seed tubers. Some research suggests that biological control agents could reduce the activity of S. subterranea through effects on the viability of their cystosoris or zoospores or by stimulating plant growth. In this research, bacteria previously isolated, from inside the roots, the rhizosphere and tuber peel of potato plants (Solanum tuberosum var. Diacol Capiro), were used, and then selected according to their capacity for producing total indoles and chitinases. Here was tested in parallel studies the capacity of nine bacterial isolates differing in total indole and chitinase production, for its capacity at increasing tuber sprout length and in promoting plant growth and biocontrol of S. subterranea . Inoculated in excised minitubers in laboratory most indole producing isolates tested resulted in increased tuber sprout length. In the greenhouse assay, in non-sterile soil and under a high pathogen pressure, two of the ten isolates selected because for their ability to produce total indoles and chitinases, showed plant growth promotion and possible biocontrol of the pathogen. These results suggest a great potential for the selection of biocontrol microorganisms and the development of new bioproducts from local microbial resources.