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Agriscientia

versión On-line ISSN 1668-298X

Agriscientia v.23 n.1 Córdoba ene./jun. 2006

 

Pyrophagus tigrinus Remes Lenicov & Varela (Hemiptera: Delphacidae), nuevo vector del Mal de Río Cuarto virus (MRCV, Fijivirus) en condiciones experimentales

Velazquez, P.D.; F.A. Guzmán, L.R. Conci, A.M.M. de Remes Lenicov y G.A. Truol

P.D. Velazquez, F.A. Guzmán, L.R. Conci y G.A. Truol. Instituto de Fitopatología y Fisiología Vegetal, INTA, Camino 60 Cuadras Km 5 1/2, X5020ICA Córdoba, Argentina. A.M.M. de Remes Lenicov. Departamento de Entomología, Facultad de Ciencias Naturales y Museo de La Plata, Universidad Nacional de La Plata, Paseo del Bosque s/nº, 1900 La Plata, Argentina. gtruol@correo.inta.gov.ar

RESUMEN

El Mal de Río Cuarto virus (MRCV), agente causal de la enfermedad más importante del maíz en la Argentina, es transmitido principalmente por Delphacodes kuscheli. La presencia de otros delfácidos en áreas con la virosis, permite suponer que éstos podrían tener un rol en su epidemiología. Pyrophagus tigrinus fue hallada por primera vez en 1997 en Jesús María (Córdoba) sobre cultivos de triticale afectados con el MRCV. El objetivo fue demostrar la capacidad de P. tigrinus para transmitir el MRCV a triticale en condiciones experimentales. Se inició la cría en condiciones controladas y se realizaron transmisiones a triticale, empleando el mismo cereal como fuente de inóculo. Los síntomas observados y el patrón electroforético del dsRNA viral se correspondieron con el del MRCV en transmisiones con D. kuscheli. Se observaron agregados de partículas virales en células floemáticas. La capacidad de P. tigrinus para transmitir el MRCV tiene importantes implicaciones en la epidemiología de esta enfermedad.

Palabras clave: Mal de Río Cuarto virus; Fijivirus; Pyrophagus tigrinus; Transmisión experimental.

Velazquez, P.D.; F.A. Guzmán, L.R. Conci, A.M.M. de Remes Lenicov and G.A. Truol, 2006. Pyrophagus tigrinus Remes Lenicov & Varela (Hemiptera: Delphacidae), a new vector of the Mal de Río Cuarto virus (MRCV, Fijivirus) under experimental conditions. Agriscientia XXIII (1): 9-14.

SUMMARY

Mal de Río Cuarto virus (MRCV), causal agent of the most important disease that affects maize in Argentina, is spread under natural conditions by Delphacodes kuscheli. The presence of other delphacid species in areas infected with this virus suggests that those species could have a function in the epidemiology of disease. Pyrophagus tigrinus was first found by chance in 1997 in Jesús María (Córdoba) in triticale crops affected by MRCV. The aim of this work was to demonstrate the capacity of P. tigrinus to transmit the MRCV to triticale under experimental conditions. The culture of P. tigrinus under controlled conditions was initiated and transmissions to triticale using this cereal as source of inoculum were carried out. The symptoms observed and the electrophoretic pattern of viral dsRNA were corresponded with the MRCV using D. kuscheli as vector. Aggregates of MRCV-like particles in phloem tissue cells were also observed. The vector capacity of P. tigrinus has very important implications in the epidemiology of this disease.

Key Words: Mal de Río Cuarto virus; Fijivirus; Pyrophagus tigrinus; Experimental transmission.

Fecha de recepción: 31/01/2006; fecha de aprobación: 08/06/2006

INTRODUCCIÓN

Entre las enfermedades que afectan al maíz (Zea mays L.) en la Argentina, el "mal de Río Cuarto" es considerada como la más importante (Lenardón et al., 1998). El agente causal es el Mal de Río Cuarto virus (MRCV), un virus perteneciente al género Fijivirus, familia Reoviridae (Distéfano et al., 2002). Los síntomas típicos incluyen enanismo de plantas, acortamiento de entrenudos, reducción del área foliar, atrofia de panojas y espigas, y presencia de rugosidades prominentes o enaciones sobre las nervaduras en el envés de las hojas (Nome et al., 1981; March et al., 1995; Lenardón et al., 1998).

La enfermedad, inicialmente restringida a cultivos cercanos al área endémica (Río Cuarto, sur de la provincia de Córdoba), se ha ido difundiendo en forma gradual al resto del país (Laguna et al., 2002). Durante la campaña agrícola 1996/97 ocurrió la epidemia más importante del MRCV, registrándose pérdidas estimadas en los 120 millones de dólares (Lenardón et al., 1998). A la menor producción de grano se le debe agregar la reducción en la producción de materia verde para silaje y en el volumen de rastrojo, los cuales constituyen una importante reserva forrajera invernal en los sistemas agrícola-ganaderos del sur de la provincia de Córdoba (Lenardón et al., 1999).

El principal vector del virus en la naturaleza es Delphacodes kuscheli Fennah (Insecta: Hemiptera: Delphacidae) (Remes Lenicov et al., 1985). El MRCV, al igual que otros miembros del grupo, se halla confinado al tejido floemático de las plantas infectadas (Nome et al., 1981; Truol et al., 2001; Arneodo et al., 2002a) y luego de que ha sido adquirido por D. kuscheli y de haber cumplido con el período de latencia, el vector permanece infectivo durante toda su vida (Arneodo et al., 2002b). Recientemente se demostró que las poblaciones de Delphacodes haywardi Muir también pueden adquirir el virus y transmitirlo, tanto en condiciones experimentales como naturales (Velazquez et al., 2003).

Además del maíz, el MRCV ha sido detectado en un amplio rango de gramíneas, de las cuales las más importantes desde el punto de vista epidemiológico son el trigo (Triticum aestivum L.), la avena (Avena sativa L.), la cebada (Hordeum vulgare L.), el centeno (Secale cereale L.) y varias malezas y pasturas estivales (Conci et al., 1992; Ornaghi et al., 1993; March et al., 1995; Rodríguez Pardina et al., 1998; Laguna et al., 2000). Aunque el virus no causa daños de importancia en los cereales de invierno, éstos cumplen un rol clave en el ciclo de la enfermedad al actuar como hospedantes de D. kuscheli y constituir una importante fuente de inóculo para la transmisión al maíz (Remes Lenicov et al., 1985, 1991; Virla y Remes Lenicov, 1991; Ornaghi et al., 1993, 1999; March et al., 1995; Brentassi y Remes Lenicov, 1999).

En el año 1997, en cultivos de triticale (X Triticosecale Wittmack) muy afectados con MRCV ubicados en Jesús María (Córdoba), fue detectada una nueva especie de Delphacidae que llamó la atención por su numerosidad y momento de ocurrencia (Truol, com. pers., 2000). El triticale es un cereal que ha sido citado como hospedante natural del virus (Giménez Pecci et al., 1997). Los estudios taxonómicos permitieron determinar un nuevo género y especie de Delphacidae: Pyrophagus tigrinus Remes Lenicov & Varela (Remes Lenicov y Varela, 2005). Esta especie es abundantemente representada en áreas no endémicas afectadas por la enfermedad: Jujuy, Salta, Tucumán, Chaco, La Rioja, Mendoza, Santiago del Estero y en áreas del norte de Córdoba y Buenos Aires. Asimismo, es frecuentemente capturada sobre sorgo de Alepo [Sorghum alepense (L.) Pers.], Grama Rhodes (Chloris gayana Kunth), Gatton Panic (Panicum maximum L. cv. Gatton panic), pasto llorón [Eragrostis curvula (Schrad.) Ness], pata de gallina [Digitaria sanguinalis (L.) Scop.], avena pura o consociada con centeno y melilotus (Melilotus sp.), cebada forrajera, triticale, trigo y maíz (Remes Lenicov y Varela, 2005). Los relevamientos realizados en la provincia de Córdoba desde la campaña 1998/99 hasta el presente sobre lotes de maíz y malezas circundantes, determinaron que P. tigrinus siguió en orden de importancia a D. kuscheli en áreas de pedemonte al norte de los 30º S (Laguna et al., 2002; Remes Lenicov et al., 2005).

La presencia de P. tigrinus en áreas con la virosis permite suponer que esta especie actúa como vectora y reservorio del MRCV en la naturaleza, con el consecuente efecto epidemiológico. El objetivo del trabajo fue determinar la capacidad de P. tigrinus para transmitir el MRCV a triticale bajo condiciones experimentales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Obtención y mantenimiento de poblaciones avirulíferas de insectos

Las colonias sanas de P. tigrinus empleadas en las transmisiones tuvieron su origen en capturas realizadas mediante red de arrastre durante mayo de 2001, sobre lotes de avena y malezas adyacentes cercanos a Jesús María, y en el campo experimental del IFFIVE-INTA (Córdoba) sobre comunidades de gramíneas [Cynodon dactylon (L.) Pers., Digitaria sp., Lolium sp.]. Sobre macetas con plántulas de cebada cv. Uñaiché y trigo cv. Buck Arriero se colocaron ninfas y adultos, los cuales fueron mantenidos en salas de cría y en fitotrones bajo condiciones controladas de temperatura (24 ± 1 ºC), humedad (65 ± 5%) y fotoperíodo (16 h de luz), de acuerdo con Truol et al. (2001). Los insectos adultos aislados en parejas durante 3 a 4 días para permitir la oviposición, fueron posteriormente colocados sobre plantas sanas de cebada cv. Uñaiché y trigo cv. Buck Arriero al igual que las ninfas emergentes. Las colonias de insectos se mantuvieron durante 4 generaciones antes de ser empleadas en las transmisiones. Los resultados negativos de las pruebas serológicas de DAS-ELISA (Clark & Adams, 1977) realizadas a insectos extraídos periódicamente de la cría y a plantas de triticale cv. Quiñé empleadas en las pruebas de transmisión previas, confirmaron la ausencia de una eventual transmisión transovárica y la obtención de poblaciones libres de MRCV.

Fuente de inóculo

Como fuente de inóculo se utilizó un aislamiento del MRCV obtenido originalmente en septiembre de 2000 en Jesús María desde plantas de trigo con síntomas de hojas con forma de tirabuzón y achaparramiento; la presencia del virus fue corroborada serológicamente por la técnica de DAS-ELISA utilizando el antisuero correspondiente (Giménez Pecci et al., 1986; Rodríguez Pardina etal., 1998). El inóculo fue mantenido en invernáculo mediante infecciones sucesivas por D. kuscheli, de acuerdo con la metodología de Truol et al. (2001) hasta la realización del ensayo. Para la prueba de transmisión se empleó una planta de triticale cv. Quiñé que registró una alta concentración viral.

Transmisión experimental

Para lograr la adquisición del virus se colocaron ninfas avirulíferas de P. tigrinus de los estadios III y IV sobre el inóculo por un período de 48 h, luego de lo cual fueron llevadas a plantas sanas de trigo cv. Buck Arriero y dejadas allí hasta el momento de su extracción. A los 10 días de haber finalizado la adquisición, se transfirieron grupos de insectos a macetas con 3 plántulas al estado de coleoptile de triticale cv. Tizné, donde fueron dejados por 48 h. Posteriormente, fueron extraídos y llevados a macetas con plántulas sanas por otras 48 o 72 h, y así sucesivamente hasta cumplir con 21 días pos-adquisición. En todos los casos, la presión de inóculo fue de 7 insectos por planta. Los tiempos empleados estuvieron basados en la información disponible para la transmisión experimental del MRCV por D. kuscheli (Truol et al., 2001; Arneodo et al., 2002b). Las condiciones ambientales utilizadas fueron las mismas que para la cría de P. tigrinus. Una vez finalizada la inoculación, las plántulas fueron transplantadas a macetas y llevadas a invernáculo para la observación de síntomas y el posterior análisis con diferentes métodos de detección viral.

Los especímenes utilizados fueron depositados en las colecciones del Departamento de Entomología de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo de La Plata (UNLP).

Detección del MRCV en plantas inoculadas

Las plantas inoculadas fueron sometidas a diversas pruebas para confirmar la presencia del MRCV: serología, electroforesis de dsRNA y microscopía electrónica de transmisión.

La detección serológica del virus fue realizada con la técnica de DAS-ELISA a partir de muestras de hojas extraídas y con el empleo de reactivos específicos para el MRCV. La eficiencia (%) de transmisión del virus se determinó mediante el cociente entre el número de plantas seropositivas y el número total de plantas evaluadas, multiplicado por 100.

Para la visualización de los posibles segmentos genómicos del dsRNA viral, se procesaron raíces de plantas de triticale empleadas en las pruebas y con valores altos de absorbencia, de acuerdo a la técnica de Morris & Dodds (1979), modificada por Conci y Guzmán (1999). Las muestras fueron maceradas en tampón de extracción para DAS-ELISA y el dsRNA viral purificado fue analizado por electroforesis en un gel de poliacrilamida (SDS-PAGE 10%) y teñido posteriormente con bromuro de etidio.

Como controles en las pruebas serológicas y de análisis de dsRNA viral se emplearon raíces de plantas de triticale sanas e infectadas con el mismo aislamiento del MRCV transmitido por D. kuscheli.

Pequeñas porciones de hoja de triticale con síntomas fueron fijadas, deshidratadas e incluidas en resina Spurr para obtener cortes ultrafinos en ultramicrótomo, teñidos con acetato de uranilo al 2% y citrato de plomo, y posteriormente observadas en un microscopio electrónico de transmisión JEOL JEM 1200 EX II en magnificaciones de 10000X. La presencia de partículas virales y posibles alteraciones fueron analizadas y comparadas con las alteraciones descriptas para otros aislamientos del MRCV (Nome et al., 1981; Arneodo et al., 2002a).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El aislamiento del MRCV obtenido originariamente en Jesús María fue transmitido a triticale cv. Tizné por P. tigrinus a partir de los 17 días pos-adquisición y con una eficiencia de 4,8% (Tabla 1), empleando períodos de adquisición y de inoculación similares a los utilizados con D. kuscheli (Truol et al., 2001). Si bien no fue objetivo de este trabajo estudiar la eficiencia de transmisión del MRCV por P. tigrinus, ésta se incrementó progresivamente hasta lograr los máximos valores de eficiencia (23,1%) y de concentración viral a los 21 días pos-adquisición. La ausencia de transmisión que presentaron períodos inferiores a los 17 días de pos-adquisición, se debió quizás a la baja concentración viral en el organismo del insecto del mismo modo como ha sido demostrado en D. kuscheli (Arneodo et al., 2002b).

Tabla 1. Eficiencia de transmisión del Mal de Río Cuarto virus (MRCV) en triticale cv. Tizné inoculado por ejemplares de Pyrophagus tigrinus con diferentes períodos de pos-adquisición.

Los primeros síntomas (hojas rígidas de color verde-oscuro) se manifestaron entre las 3 y 4 semanas luego de la inoculación. Posteriormente, las plantas presentaron achaparramiento severo y hojas con bordes recortados y en forma de tirabuzón. Estos síntomas, así como el tiempo transcurrido entre la inoculación y la aparición de los mismos, no difirieron de los registrados en cereales de invierno con transmisiones experimentales realizadas con D. kuscheli (Truol et al., 2001). Todas las plantas sintomáticas inoculadas presentaron reacción positiva en presencia del antisuero del MRCV. Los valores de absorbencia para las muestras positivas fueron relativamente altos y similares a los hallados para plantas inoculadas por D. kuscheli (Truol et al., 2001).

El análisis del gel de poliacrilamida del dsRNA viral extraído desde raíces de triticale inoculado presentó los 10 segmentos característicos de los Fijivirus, y las bandas 2 y 3 migraron conjuntamente, al igual que las 9 y 10. El perfil electroforético hallado fue idéntico al del dsRNA viral extraído desde raíces de triticale inoculado por D. kuscheli. Este patrón es el que comúnmente se observa en transmisiones realizadas con D. kuscheli (Conci, 1997).

La microscopía electrónica de transmisión reveló la presencia de viroplasmas y viriones de 60-70 nm de diámetro en el citoplasma de células del tejido floemático. Las características y el tamaño de las partículas observadas fueron similares a las descriptas por Truol et al. (2001) y Arneodo et al. (2002a) para el MRCV.

Al igual que para D. kuscheli (Brentassi y Remes Lenicov, 1997) y otros delfácidos (Khan & Saxena, 1984), se ha observado que la principal fuente de alimentación de P. tigrinus la constituye el floema (Velazquez et al., datos no publicados), lo cual constituye una vía certera de adquisición por ser éste el tejido en donde el patógeno frecuentemente se localiza (Nome et al., 1981; Truol et al., 2001; Arneodo et al., 2002a). La preferencia alimenticia hacia los cereales de invierno, principalmente cebada y trigo, antes que a maíz, demuestra un comportamiento alimentario similar al observado bajo condiciones experimentales para D. kuscheli (Virla y Remes Lenicov, 1991; Brentassi y Remes Lenicov, 1999, 2005).

La eficiencia lograda en la cría artificial del insecto sobre cebada y trigo, y las transmisiones del MRCV realizadas hacia triticale empleando como fuente de inóculo el mismo cereal, sugieren que P. tigrinus tiene un rol importante en el ciclo de la enfermedad, principalmente en aquellos agroecosistemas agrícola-ganaderos en donde el maíz es cultivado extensivamente alternando con cereales de invierno, incluido el triticale, y en donde también las poblaciones de este insecto alcanzan altas densidades (Laguna et al., 2002). Esta hipótesis se fundamenta también en que en el área endémica del MRCV los cereales de invierno constituyen la principal fuente de inóculo para la transmisión del virus a maíz (Remes Lenicov et al., 1985; Ornaghi et al., 1993; March et al., 1995).

Estudios posteriores más exhaustivos serán necesarios a fin de determinar la biología de la transmisión del MRCV para P. tigrinus. Determinar si las poblaciones naturales de P. tigrinus pueden adquirir el virus y transmitirlo a las especies de mayor importancia epidemiológica es uno de los objetivos que serán necesarios cumplir en el futuro, además de hallar posibles diferencias en cuanto a eficiencias de transmisión y síntomas empleando un rango más amplio de hospedantes diferenciales.

CONCLUSIONES

La sintomatología observada en las plantas infectadas, la reacción del virus en las pruebas serológicas, su patrón electroforético y la presencia de agregados de partículas virales en células floemáticas, confirmaron que P. tigrinus tuvo la capacidad de adquirir el MRCV desde triticale y de transmitirlo al mismo cereal bajo condiciones experimentales. Los resultados permiten suponer el posible rol de P. tigrinus como vector y reservorio del MRCV en la naturaleza.

AGRADECIMIENTOS

Al INTA, al FONCyT, a la Agencia Córdoba Ciencia (Gobierno de la Provincia de Córdoba), al CABBIO y al CONICET. Trabajo realizado con el financiamiento de: Proyecto PICT 1998 FONCyT Nº 084416, Proyecto CABBIO-FONCyT Nº 0006 y Proyecto Estratégico Nacional de INTA de Siembra Directa Nº 52-522103-14011.

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