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II Jornada de Puertas Abiertas: Plantas Continental S.A. Rivero de Posadas (Córdoba), 21/04/2016 Patrones resistentes a la Verticilosis del Olivo causada por el patotipo defoliante de Verticillium dahliae Rafael M. Jiménez Díaz http://www.ias.csic.es/rmjimenez/ Instituto de Agricultura Sostenible Asociación Española de Sanidad Vegetal ETSIAM, Univ. de Córdoba La Verticilosis del olivo: Un paradigma de enfermedad compleja cuyo control eficiente requiere la aplicación de una estrategia de gestión integrada Índice • Importancia • Escenario y sintomatología de complejidad: El agente causal, su ecología y biología • Patrones resistentes para el control de la enfermedad en variedades susceptibles • Estrategia de gestión integrada para reforzar la sanidad de la planta Distribución geográfica e importancia de la Verticilosis del olivo Olivo: 107 ha en más de 20 países (95 % en la Cuenca Mediterránea) California(1950) Francia (1975) Italia (1946) (35.8%,18,3%) España (1979) (71%, 20%) Grecia (1963) (10-50 %), (2-3%,1,7ˣ106 t) Siria (1993) (4.5%) (1-2,3.% nat. prod.) Turquía (1972) (35%, 3,1%) Argelia (1990) (90%,12%) Marruecos (1995) (60%,30%) (): Olivares afectados (): Incidencia de enfermedad Detecciones recientes: Australia, Irán, Israel, Jordania, Malta, Rodas y Túnez Revisiones recientes: López-Escudero & Mercado-Blanco. 2011. Plant Soil 344:1-50. Jiménez Díaz et al. 2012. Plant Disease 96: 304-329. Distribución (expansión) de la Verticilosis del olivo en Andalucía Verticilosis del olivo en CC AA Diagnosticada también en otras CC AA. Ej.: Aragón, Cataluña, Castilla-La Mancha, Extremadura, Islas Baleares, Navarra, Valencia (Jiménez Díaz et al., 2003. Vida Rural 176.) Zonas de Olivar Prevalencia de la Verticilosis en el Valle del Guadalquivir (1ª Detección,1979) Jaén ∗ Córdoba 1980-83: 38,5%, olivares adultos (incidencia 10-90%) Huelva Sevilla 2000:: 40% Cádiz 2004:14% % Granada ∗ Málaga ∗ 1995-96: 39,3%, olivares jóvenes 2007: 71% (incidencia 20%) Almería Blanco-López et al. 1984. Phytopathol. Mediterr. 23. Sánchez-Hernández et al. 1998. Eur.J. Plant Pathol. 104. López-Escudero et al. 2010. Phytopathol. Mediterr. 49. Reducción del rendimiento de olivo por la Verticilosis (kg. fruto/ árbol) 60 Rendimiento (kg/árbol) Cv. Arbequina, Córdoba 45 Media de 10 árboles sanos Media de 11 árboles enfermos 40 30 20 15 29 100% 0 100% 6 13% 3º 13 27% 5º Árboles sanos (146-328) 100% 4,2 16% 3º 100% Árboles enfermos (190-284) 13,0 10 48 30 0 27 46 Cv. Picual, Israel Severidad media 2,7-3,4 (escala 0-5; 44% 30-50% árboles afectados) 4º Año de plantación Jiménez Díaz, R.M. (no publicado); Levin et al. 2003. Plant Pathology 52: 212-218. Síndrome no-defoliante de la Verticilosis del olivo (1980) • Apoplejía (forma aguda): Final de invierno a principio de primavera. Muerte rápida de brotes y ramos; hojas necróticas adheridas a las ramas afectadas Decaimiento lento (forma crónica): Primavera: necrosis y • momificado de flores e inflorescencias, clorosis y necrosis de hojas, necrosis de brotes Formación de chupones en la base del tronco de olivos afectados, que eventualmente también desarrollan síntomas Decoloración Síntomas histológicos de la Verticilosis del olivo en tejidos leñosos: Desecación y coloración cortical y vascular Coloración de tejidos vasculares Síndrome defoliante de la Verticilosis del olivo (1997) •Desarrollo de síntomas desde final de otoño y principio de invierno • Caída de hojas verdes infectadas por el patógeno • Defoliación sectorial o completa de la copa del árbol • Muerte de ramas o del árbol La Verticilosis del olivo: Un paradigma de enfermedad compleja cuyo control eficiente requiere la aplicación de una estrategia de gestión integrada Índice • Importancia • Elementos y sintomatología de complejidad: El agente causal, su ecología y biología • Patrones resistentes para el control de la enfermedad en variedades susceptibles • Estrategia de gestión integrada para reforzar la sanidad de la planta Verticillium dahliae: Hongo causal de la Verticilosis en olivo de sobrevivir en el suelo durante al menos 10 Microesclerocio años, mediante microesclerocios microscópicos libres o en restos de tejidos afectados que pueden germinar repetidamente y dar lugar a la invasión de las raíces de la planta • Capaz 30-120 µm • Capaz de infectar más de 400 plantas hortícolas (alcachofa, berenjena, lechuga, patata, sandía, etc.), frutales (almendro, melocotonero, olivo, pistacho, etc.), industriales (algodón, girasol, etc.), ornamentales (arce, crisantemo, rosal), y malas hierbas mono o dicotiledóneas (causando o no síntomas en ellas) *Repercusiones sobre medidas para reducir el potencial de enfermedad) • Evaluación de riesgos sobre el lugar de plantación: Historial de cultivos anteriores; cultivos cercanos afectados, estimación de cantidad de microesclerocios en el suelo • Reducción de microesclerocios en el suelo: solarización del suelo, biofumigación, enmiendas (Brassica spp., Sinapis spp.: glucosinolatos hidrolizados a isotiocianato de metilo volátil) Elementos de complejidad: Versatilidad en los medios de dispersión deVerticillium dahliae: (Ej., I). Repercusiones • Distribución de plantones asintomáticos de olivo infectados y/substrato de propagación infestado (semillas) * La producción viverista de categoría CAC (Obligatoria en la UE: Mínima exigencia de calidad para la comercialización de material vegetal propagativo basada en la ausencia de síntomas visuales) no es garantía contra la infección por V. dahliae * Inspección de 714 viveros registrados CAC en 2006/2007 (Dirección General Producción Agraria, J.A): El 15% de los viveros tenían plantones asintomáticos infectados por Verticillium dahliae • Recomendación: El material de plantación debe ser certificado sanitariamente Elementos de complejidad: Versatilidad en los medios de dispersión deVerticillium dahliae (Ej., II). Repercusiones • Transporte de substratos infestados: cosechas y restos de cultivos afectados, desechos o residuos de almazaras, estiércol infestado • Desplazamiento de suelo infestado (agua, aperos, maquinaria, etc.) *V. dahliae detectado en agua de riego procedente de embalses o de pozo, en 86% de 33 olivares afectados muestreados en Jaén y Sevilla (Rodríguez y Bejarano. 2007. Bol. San. Veg. Plagas 33). * Microesclerocios (ms) viables en sedimentos y en agua de estaciones de bombeo de comunidades de regantes (2,7 a 6,7 ms/g), Número de olivos enfermos y en agua de riego (3,75 ms/m3) 160 3 a 147 (García-Cabello et al. 2012. Eur. J. Plant Pathol. 133.) • Diseminación de hojas infectadas caídas de olivos 120 infectados por el patotipo defoliante (8%) 147 (87%) 83 % 80 * Árboles enfermos agregados en focos, cuyo número y tamaño aumentó entre 1999 y 2003 según un 40 proceso contagioso (el estado de un árbol depende del de su vecino más próximo) 0 (Navas-Cortés et al., 2008. Phytopathology 98.) 2 a 127 113 a 20 (13%) % Total Defoliante No Def. Elementos de complejidad: V. dahliae circunscrito en el xilema Desarrollo de síntomas Micelio y esporas en xilema Invasión del xilema Colonización del xilema Geles en xilema Crecimiento en córtex radical Microesclerocios libres en el suelo Germinación de microesclerocios estimulada por exudados radicales Invasión radical Supervivencia Microesclerocios en tejidos senescentes Elementos de complejidad: Un patotipo defoliante de V. dahliae 1983 1997 Inoculación artificial con V. dahliae obtenido de plantas defoliadas y no defoliadas Testigo Testigo No defoliante No defoliante Defoliante Defoliante Distribución inicial y extensión del patotipo defoliante de Verticillium dahliae en Andalucía (1983-2001) 2001 Infección de algodón 2001 Infección de olivo 1997 Bejarano Alcázar y Jiménez Díaz. No publicado. 1999 2003 Distribución y prevalencia de los patotipo defoliante y nodefoliante de Verticillium dahliae que infectan olivo en Andalucía • Defoliante: 78% de los aislados de V. dahliae en el 83% de los olivares, ND =No-defoliante D = Defoliante • No-defoliante: 22% de aislados en 17% de olivares Aislados de V. dahliae (%) 100 96 93 86 75 50 ∗ 1983 • ∗ 97 51 49 3 25 1983 0 4 14 7 D ND Basado en 637 aislados de V. dahliae de 433 olivos en 65 olivares (2005-2006) Proyecto Fundación Ramón Areces. Jiménez Díaz et al. 2011. Phytopathology 101: 304-315. Distribución actual de los patotipos de Verticillium dahliae que infectan olivo en Andalucía (2016) Proyecto: AGL-2012-37521 Basado en 362 olivares elegidos arbitrariamente en 123 municipios en toda Andalucía: El patotipo D se encuentra en el 80,9% de los campos Córdoba Huelva Jaén Sevilla Granada Almería Málaga Cádiz Defoliante No-defoliante Defoliante + No-defoliante Recomendación: El patotipo D debe ser diana principal para el control de la Verticilosis Fuente: Navas-Cortés et al., 2016, Datos no publicados Repercusiones de la prevalencia del patotipo defoliante de V. dahliae en la epidemiología y control de la Verticilosis del olivo Proporción de plantas (%) • Mayor virulencia sobre cultivares de olivo resistentes o tolerantes al patotipo no-defoliante • Reducción Cultivar Afectadas Muertas Cornicabra 100 100 Picual 100 91,7 Hojiblanca 87,5 70,8 83,3 16,7 72,2 0,0 52,1 6,9 Changlot Real 54,2 8,3 Koroneiki 72,2 25,0 del umbral de la densidad Arbequina de inóculo de V. dahliae en el suelo para desarrollo de enfermedad. ‘Picual’: Frantoio Umbral de 3 ms/g suelo; 64% plantas Empeltre enfermas con 10 ms/g suelo • Mayor facilidad de dispersión dentro, y entre olivares, mediante hojas infectadas Determinada en un campo infestado con 21 microesclerocios/g suelo de V. dahliae defoliante López Escudero y Blanco López. 2007. Plant Disease 91; Martos et al. 2006. HorstScience 41; Navas-Cortés et al., 2008. Phytopathology 98. Trapero et al. 2013. Plant Disease 97. La Verticilosis del olivo: Un paradigma de enfermedad compleja cuyo control eficiente requiere la aplicación de una estrategia de gestión integrada Índice • Importancia • Elementos y sintomatología de complejidad: El agente causal, su ecología y biología • Patrones resistentes para el control de la enfermedad en variedades susceptibles • Estrategia de gestión integrada para reforzar la sanidad de la planta Desarrollo de patrones altamente resistentes para la producción de cultivares susceptibles de mayor interés en suelos infestados por V. dahliae defoliante (Proyecto P10-AGR 6082 J.A., 2011-15) • Clones de acebuche Ac-4, Ac-13, Ac-15, Ac-18 y Ac-20 seleccionados previamente (Proyecto Fundación Ramón Areces. 2005-07) • Plantas autoenraizadas y certificadas (Plantas Continental) de 6 a 10 meses • Bioensayos de resistencia en condiciones ambientales óptimas para la Verticilosis del olivo • Respuesta resistente evaluada por los síntomas, el aislamiento y la cuantificación del ADN deV. dahliae en el tallo de la planta [[qPCR, límite de detección 18 fg (10-15g), inferior 28 fg de ADN en una espora] (Gramaje et al. 2013. Phytopathology 113.) • Considerado factores que pudieran influir sobre la respuesta resistente: * Origen geográfico de los aislados de V. dahliae (Andalucía, Israel, Turquía) * Infección del sistema radical de la planta por el nematodo Meloidogyne javanica * Coinfección del sistema radical de la planta por micorrizas arbusculares Metodología Zona Alta Ac-18 Ac-4 Media por inmersión en 107 esporas/ml, 20 min o transplante a suelo pasteurizado e infestado (2×107 – 6×107 propágulos/g suelo) e incubación 12 a 15 semanas • Inoculación • Severidad de síntomas evaluados por porcentaje de follaje afectadoa a intervalos semanales: 0 = sin síntomas; 1 = 1-33%; 2 = 34-66%; 3 = 67-100%; y 4 = planta muerta • Tallo de cada planta dividido en tres zonas; aislamiento y cuantificación de V. dahliae de cuatro fragmentos de 1 cm de cada una Baja 100 Testigo V138I 4 75 3 50 2 25 1 0 Picual V. dahliae V-138I Picual Ac-13/Ac-18 Frantoio 0 Severidad de síntomas (0-4) Incidencia de enfermedad (%) Reacción de clones de acebuche (Ac-13, Ac-18 ), y olivo ‘Picual’, a los 3 meses de la inoculación con Verticillium dahliae defoliante por inmersión radical en 107 conidias/ml o trasplante a suelo infestado Ac-13 V1900I Testigo Ac-18 V278I V138I V1900I Testigo V278I V138I V1900I (%) Colonización del tallo de plantas de acebuche (Ac-) y olivo, 3 meses después de la inoculación con Verticillium dahliae defoliante V-138I 80 60 40 20 0 60 45 30 15 0 Concentración media de ADN de V. dahliae D en el tallo de la planta (pg/100 ng DNA olivo) Var. o clon Absoluta Olivo ‘Picual’ 5.532,00 Relativa a ‘Picual’ (%) 100 Ac-13 3,64 0,06 Ac-18 28,89 0,52 Olivo ‘Frantoio’ 14,30 0,26 1 pg= 10-12 g 1 ng= 10-9 g Jiménez-Fernández y Jiménez-Díaz. 2016. Plant Pathology. doi: 10.1111/ppa.12516 Reacción de clones de acebuche (Ac-) y cultivares de olivo a la inoculación por inmersión radical con 107 conidias/ml de aislados defoliantes de Verticillium dahliae defoliante 4 V. dahliae V781I Ac-20 3 Picual 2 1 Frantoio 0 Ac-13 Ac-18 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tiempo después de la inoculación (semanas) Severidad de síntomas (0-4) Severidad de síntomas (0-4) V. dahliae V138I 4 Picual Ac-15 3 2 1 Ac-4 0 2 4 6 8 10 14 Tiempo después de la inoculación (semanas) Recomendación: La denominación ‘acebuche’ del material propagativo no asegura que sea resistencia a Verticillium dahliae defoliante, que necesita ser demostrada experimentalmente Índice de nodulación (o-6) Severidad de síntomas (0-4) Reacción de clones acebuche (Ac-), y olivo 'Picual‘, 3 meses después de la inoculación simultánea con 104 huevos+J2s/ml de Meloidogyne javanica (Mj) y 2 ˣ 107 propag./g suelo de V. dahliae V-781I D 6 5 4 3 2 1 0 4 3 • Meloidogyne javanica+V. dahliae • Meloidogyne javanica Ac-4 Ac-13 Ac-18 Picual Palomares-Rius- 2016. Scientia Horticulturae 199, 149-57. Reacción de clones acebuche (Ac-) y olivo 'Picual‘ 3 meses después de la inoculación simultánea con 104 huevos+J2s/ml de Meloidogyne javanica (Mj) y 2 ˣ 107 propag./g suelo de V. dahliae V-781I D -V. dahliae +V. dahliae -V. dahliae +V. dahliae -V. dahliae +V. dahliae Efecto del tratamiento con el hongo micorrícico Glomus intraradices (Gi) sobre el crecimiento de plantones de olivo No tratado Picual clon 1001 100 80 - Gi 76,7 + Gi 60 40 20 0 21,6 7,0 16 Tratado No tratado 17,4 Longitud del tallo (cm) Longitud del tallo (cm) Tratado Arbequina clon 1002 100 80 68,6 60 40 20 18,7 20,3 7,7 0 16 31 Tiempo después del tratamiento (semanas) 31 Efecto de la micorrización (4 meses) con Glomus intraradices (Gi) en la reacción de ‘Picual’ y clones de acebuche (Ac-), a los 3 meses del trasplante a suelo infestado con 6 ˣ 107 propag./g suelo de V. dahliae D V-138I (Vd) Severidad de síntomas (0-4) 4 Ac-13/-Gi 3 Ac-13/+Gi 2 Ac-18/-Gi Ac-18/+Gi 1 Picual/+Gi 11 12 13 (Semanas) Picual+Gi Ac-13 -Gi Test. ͟ ͟ 9 10 ͟ 8 ͟ 7 ͟ 6 ͟ ͟ 5 ͟ ͟ 0 Vd Ac-18 -Gi +Gi Test Vd Test. Vd . Test. Vd +Gi Test. Vd Efecto de la micorrización (4 meses) con Glomus intraradices Beg 121 (Gi) y la infección (3 meses) con Verticillium dahliae defoliante (Vd) (6 ˣ 107 propag./g suelo) sobre el crecimiento de clones de acebuche (Ac-) y olivo “Picual” 200 150 143,5 Ac-13 b 100 104,2 a a 118,6 c 100 Picual 100 50 0 160 284,1 Ac-18 46,6 264,1 b b 120 135,3 80 100 40 0 a a Testigo (-Gi/-Vd) 100 A Picual Longitud total de tallos y brotes (cm) 250 Inoculado (-Gi/+Vd) Tratado (+Gi) 46,6 B (+Gi/+Vd) Olivo ‘Picual’ injertado sobre patrón de los clones Ac-13 (Vertirés) y Ac-18 (Vertinmún) de acebuche infectados asintomáticamente por Verticillium dahliae D Picual injertado sobre Ac-13 Picual injertado sobre Ac-18 Crecimiento de yemas de Picual injertadas sobre acebuche (Ac-) AC-13 AC-18 AC-13 Desarrollo de olivo ‘Arbequina’ y ‘Picual’ injertados sobre acebuches ‘Ac-13 y ‘Ac-18’, tras 11 semanas de crecimiento en suelo infestado con 5 ˣ 107 propágulos/g suelo deVerticillium dahliae D 781I Desarrollo de olivo ‘Picual’ autoenraizado o injertado sobre acebuches ‘Ac13’ y ‘Ac-18’, tras 14 semanas de crecimiento en suelo infestado con 4,9 ˣ 106 o 2,9 ˣ 107 propágulos/g suelo de V. dahliae D 781I 4,9 ˣ 106 Ac-13 Ac-18 Ac-13 Picual 2,9 ˣ 107 Ac-13 Ac-18 Ac-13 Picual Desarrollo asintomático de olivo ‘Picual’ injertado sobre acebuches ‘Ac13 y ‘Ac-18’, tras 12 meses de crecimiento en suelo infestado con 4,9 ˣ 106 o 2,9 ˣ 107 propágulos/g suelo de V. dahliae D 781I Testigos Inoculadas Crecimiento asintomático de ‘Arbequina’ y ‘Picual’ injertados sobre los patrones ‘Ac-13’ y ‘Ac-18’ en suelo infestado con 2,2 ˣ 107 o 5 ˣ 107 propag./g suelo de V. dahliae 1900I o 781I y trasplantados a microparcelas con el cepellón infestado Noviembre 6, 2013 Julio 4, 2014 Noviembre 14, 2014 Abril, 2016 Ac-13/Picual Ac-13/Arbequina Desarrollo de olivos ‘Arbequina’ y ‘Picual’ autoenraizados o injertados sobre los clones ‘Ac-13’ y ‘Ac-18’, 18 meses después de la plantación el 1/10/2014 Ac-13/Arbequina Ac-18/Arbequina Arbequina La Verticilosis del olivo: Un paradigma de enfermedad compleja cuyo control eficiente requiere la aplicación de una estrategia de gestión integrada Índice • Importancia • Elementos y sintomatología de complejidad: El agente causal, su ecología y biología • Patrones resistentes para el control de la enfermedad en variedades susceptibles • Estrategia de gestión integrada para reforzar la sanidad de la planta Microparcelas solarizadas e infestadas artificialmente con V. dahliae D para demostrar la eficacia de tratamientos de olivo ‘Picual’ con la mezcla de estirpesTrichoderma asperellum (ICC012)+T. gamsii (ICC080) en el control de la Verticilosis (2007/2009) Efecto del tratamiento de plantones de olivo ‘Picual’ con la mezcla de estirpes Trichoderma asperellum (ICC012)+T. gamsii (ICC080) sobre desarrollo de Verticilosis en suelo solarizado e infestado con V. dahliae D Severidad síntomas (0-4) 4 (03/2007-01/2009) Verticillium dahliae D Verticillium dahliae D + Trichoderma spp. http://www.magrama.gob.es/es/agricultura/temas/sanidad- vegetal/productos-fitosanitarios/registro/menu.asp 3 2 1 0 Mar. 07 Jul. 07 Nov. 07 Mar. 08 Jul. 08 Nov. 08 Tiempo tras trasplante e inoculación Jiménez-Díaz et al. 2010. Bol. San. Veg. Plagas 35:595-615 100 80 60 40 20 0 100 91 83 75 58 Julio 07 100 91 58 Enero 08 Julio 08 Enero 09 Severidad(0-4) Incidencia (%) Efecto del tratamiento de plantones de olivo ‘Picual’ con la mezcla de estirpes Trichoderma asperellum (ICC012)+T. gamsii (ICC080) sobre desarrollo de Verticilosis en suelo solarizado e infestado con V. dahliae D 4 2 1 0 V. dahliae +Trichoderma Vd 3 1,1 0,7 Julio 07 Enero 08 Julio 08 Enero 09 Perímetro del tronco (cm) 15 10 B 1,0 B 0,8 0,4 20 A 2,4 A 2,2 1,3 A B 5 0 V. dahliae Vd+Trichoderma Plantas de 6 meses tratados o no con Trichoderma durante 3 meses, se trasplantaron (6/3/07) en microparcelas infestadas con V. dahliae y se trataron o no con Trichoderma en el trasplante y el 8/2/08. Conclusiones • La prevalencia del patotipo D en Andalucía, junto con la expansión del olivo a suelos con historia de cultivos huésped y las modificaciones de prácticas culturales asociadas a la olivicultura moderna, propician que la Verticilosis continue siendo un problema importante en la sanidad del olivar • Los clones Vertirés y Vertinmún poseen un elevado nivel de resistencia al patotipo D, que es efectiva ante poblaciones elevadas de estirpes diversas de V. dahliae, estable ante coinfecciones por nematodos noduladores y compatible con hongos micorrícicos arbusculares • Los patrones Vertirés y Vertinmúm son compatibles con los cvs. Arbequina y Picual, a los cuales confieren protección contra infecciones ocasionadas por poblaciones elevadas del patotipo D La disponibilidad de patrones Vertirés y Vertinmúm altamente resistentes al patotipo D refuerza la eficiencia de otras medidas de lucha de aplicación en la gestión integrada de la Verticilosis del olivo, que es la estrategia fundamental para su control eficiente • II Jornada de Puertas Abiertas: Plantas Continental S.A. Rivero de Posadas (Córdoba), 21/04/2016 Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo (Junta de Andalucía): Proyecto P10-AGR 6082 Rafael M. Jiménez Díaz ¡Muchas gracias por su atención! AGR 136 Sanidad Vegetal