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Method Article
Un estudio en la provincia de Yozgat encontró que los factores bióticos, como las enfermedades fúngicas como la marchitez y la pudrición de la raíz, limitan la producción de lentejas. Se encontraron aislados de Fusarium en el 95,4% de las muestras, lo que sugiere estudios locales periódicos y monitoreo regular para el desarrollo de tecnologías sostenibles y estrategias de control efectivas.
La lenteja es una importante planta de cultivo de leguminosas autopolinizada. Su producción está limitada por varios factores bióticos, especialmente los agentes fúngicos causantes del complejo de marchitez y pudrición de la raíz. El estudio tuvo como objetivo comprender la epidemiología regional y la etiología de los agentes fúngicos fitopatógenos para desarrollar estrategias de control contra Fusarium spp. Este estudio investigó 83 localidades de siembra de lentejas en la provincia de Yozgat para enfermedades de marchitez, pudrición de la raíz y de la corona causadas por especies comunes de Fusarium durante 2022 y 2023. Se recolectaron plantas de lenteja sintomáticas para el aislamiento e identificación de hongos. Los aislados de Fusarium se agruparon de acuerdo con la morfología de la colonia y se cultivaron en medio PDA. Además, los ADN genómicos obtenidos de aislados de Fusarium se analizaron mediante PCR y se compararon con otros aislados de Fusarium registrados en el NCBI GenBank. Las relaciones genéticas entre los aislados de Fusarium se determinaron utilizando el método de Máxima Parsimonia (MP) en el programa Mega 11. Los resultados, la incidencia media y la tasa de gravedad de las enfermedades de marchitez y pudrición de la raíz en la provincia de Yozgat fueron de 16,9% y 38,6%, respectivamente. Se encontraron aislados de Fusarium en el 95,4% de las muestras. Hubo una homogeneidad de la secuencia de nucleótidos del 99,5% al 100% entre los aislados de F. oxysporum, F. culmorum, F. graminearum, F. acuminatum y F. solani, y la especie más aislada fue F. oxysporum. El dendrograma MP de los aislados de Fusarium se dividió en dos ramas principales, la primera rama incluyó todos los aislados de F. solani. La segunda rama principal incluyó otras especies de Fusarium aisladas en el presente estudio y en el GenBank del NCBI. El estudio sugiere realizar estudios locales periódicos para determinar la frecuencia de marchitez por Fusarium para su supresión en las lentejas. Se recomienda encarecidamente la supresión oportuna de los daños causados por Fusarium para controlar la enfermedad y conservar el sistema de producción de lentejas.
La lenteja (Lens culinaris Medik.), una leguminosa de grano comestible pequeño que pertenece a la familia Fabaceae, es un cultivo de estación fría que se autopoliniza con hojas en forma de aguja y flores de color blanco a púrpura pálido o púrpura oscuro1. Fue domesticado por los humanos hace unos 10.000 años en la parte mesopotámica del Creciente Fértil y se extendió rápidamente al Nuevo Mundo, incluyendo la cuenca mediterránea y Asia Central, y más tarde se naturalizó en lasAméricas. La superficie mundial de cultivo de lentejas es de unos 5,5 millones de hectáreas con una producción de 6,6 millones de toneladas3. Türkiye ocupael 4º lugar en producción de lentejas después de Canadá, India y Australia. El cultivo de lentejas en Türkiye es muy importante y representa el 6,7% de la producción mundial. La producción total de lentejas de Türkiye es de 474.000 toneladas y se produce en al menos 40 provincias4. Alrededor del 89,5 por ciento de la producción de lentejas de Türkiye son lentejas rojas y verdes, que constituyen el 10,5 por ciento de la cosecha de invierno en la región de Anatolia sudoriental. El resto de la cosecha se cultiva como cultivos de verano. Las provincias de Yozgat (39,5 %), Konya (23,7 %), Kırşehir (16,3 %), Çorum (7,6 %) y Ankara (2,9 %) contribuyen en gran medida a la producción de lentejas verdes4. La producción de lentejas puede verse limitada por factores de estrés bióticos y abióticos. Las heladas y la sequía son los factores de estrés abiótico más comunes en la producción de lentejas verdes en verano5. Las enfermedades fúngicas como la marchitez, la raíz y el complejo de pudrición de la corona causadas por las especies Ascochyta lentis, Rhizoctonia solani, R. bataticola, Aphanomyces euteiche, Pythium y Fusarium son las enfermedades fúngicas más importantes, que causan una combinación de enfermedades que incluyen marchitamiento, tizón de las plántulas, marchitez y pudrición de la raíz, según el momento de la infección, la susceptibilidad del huésped y las condiciones meteorológicas 6,7, 8 de la Constitución.
Fusarium es un hongo filamentoso imperfecto que se encuentra en el suelo, las plantas y los sustratos orgánicos y es un género cosmopolita entre estos patógenos9. Causa diversas enfermedades como la marchitez por Fusarium, la pudrición de la raíz y el cuello de la raíz, así como el tizón de la espiga por Fusarium en el trigo, el marchitamiento por Fusarium en las cucurbitáceas y la pudrición de la raíz en la mayoría de las legumbres, incluidas las lentejas 10,11,12. La marchitez vascular, la pudrición de la raíz y del cuello de la raíz causada por Fusarium spp. es la enfermedad más importante de las lentejas en muchas áreas de cultivo de lentejas a nivel mundial10. Fusarium oxysporum es la especie de Fusarium más común asociada con la marchitez, la pudrición de la raíz y el cuello de la raíz en las lentejas. A nivel mundial, las enfermedades de marchitez, pudrición de la raíz y de la corona son causadas por F. graminearum, F. sporotrichioides, F. equity, F. acuminatum, F. redolent, F. avenaceum, F. culmorum, F. solani y F. verticillioides en áreas de plantación de lentejas7. Las enfermedades de marchitez, pudrición de la raíz y de la corona causadas por Fusarium spp. ocurren tanto en la etapa de plántula como en la adulta y causan marchitamiento repentino, secado y eventual muerte de las hojas. Los síntomas de la enfermedad incluyen pudrición de la semilla, pudrición de la raíz, marchitamiento de los folíolos superiores, retraso en el crecimiento, encogimiento y enroscamiento de las hojas. En las etapas intermedias y tardías de llenado de las vainas, las semillas generalmente se encogen y los síntomas de la raíz incluyen retraso en el crecimiento, decoloración marrón, puntas de raíz principal dañadas y proliferación de raíces secundarias. La decoloración del tejido vascular puede no observarse en todos los casos13.
En la región de Anatolia Central, se han realizado estudios sobre el estado de las enfermedades de marchitez y pudrición de la raíz en las lentejas en cantidades limitadas. Yozgat tiene un clima suave y moderado con abundantes precipitaciones en invierno en comparación con el verano y está clasificado como Dsb (Clima terrestre cálido y húmedo) por Köppen y Geiger14. La temperatura media es de 9,6 °C con una precipitación media de 512 mm. Yozgat se encuentra en el hemisferio norte. El verano ocurre en junio, julio, agosto y septiembre. Es muy importante contar con información sobre la epidemiología regional y la etiología de los agentes fúngicos fitopatógenos causantes de la enfermedad para desarrollar diferentes estrategias de control contra Fusarium spp. transmitido por el suelo, para el control de la enfermedad15. En este contexto, los objetivos del presente estudio son determinar e identificar los parámetros de la enfermedad (prevalencia de la enfermedad, incidencia y gravedad) de las enfermedades de marchitez, pudrición de la raíz y de la corona en lentejas mediante la realización de una encuesta en la provincia de Yozgat, donde aproximadamente el 40% de la producción total de lentejas verdes se realiza individualmente, el patógeno Fusarium especies que causan marchitez y pudrición de la raíz en las lentejas mediante análisis morfológicos y moleculares, y determinar los niveles de virulencia individuales de las especies de Fusarium mediante la realización de pruebas de patogenicidad.
NOTA: Los detalles de los reactivos y el equipo utilizado en el estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Estudio de campo, muestreo y aislamiento de hongos
NOTA: En 2022 y 2023 se realizaron trabajos de relevamiento, según Endes16. Se observaron un total de 83 áreas de plantación de lentejas en nueve distritos de la provincia de Yozgat para la enfermedad de marchitez, pudrición de la raíz y del cuello de la raíz (Figura 1).
2. Datos meteorológicos
3. Identificación morfológica
4. Identificación molecular
NOTA: El ADN genómico total de los aislados de Fusarium se extrajo utilizando el siguiente método, que fue ligeramente modificado del protocolo de Cenis23. Los análisis de PCR y electroforesis de los aislados de Fusarium se realizaron utilizando el protocolo descrito por Aras y Endes24.
5. Prueba de patogenicidad
Determinación de los parámetros de la enfermedad
Se evaluaron un total de 83 áreas de siembra de lentejas que cubrían nueve regiones diferentes de Yozgat en términos de marchitez, raíz y síntomas de pudrición de la corona, extendiéndose sobre un área de 1.1984 x 106 m2 (Tabla 2). Se encontraron síntomas de marchitez o pudrición de la raíz en todos los campos. Sin embargo, la incidenci...
Se sabe que el marchitamiento por Fusarium causa graves pérdidas de rendimiento económico en algunas partes del mundo31. La enfermedad se notificó por primera vez en Hungría32 y posteriormente en muchos países como Egipto, India, Myanmar, Nepal, Pakistán, Turquía, Siria y Estados Unidos33. Kumar et al.34 informaron de una amplia distribución de marchitez de las lentejas, pudri...
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
Este estudio contó con el apoyo del Centro de Investigación y Aplicación de Coordinación de Proyectos de la Universidad de Bozok, unidad BAP con número de proyecto FÇD-2022-1096. Este estudio forma parte del estudio de doctorado de Sevim Atmaca.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
(S)-lactic acid | Merck | 100366 | Was used as an antibiotic in studies. |
2-propanol | Merck | 109634 | Used in molecular studies. |
Adjustable micro automatic pipette (0.1-2.5 µL) | Eppendorf Research | LB.EP.3123000012 | Used to measure small volumes of liquids. |
Adjustable micro automatic pipette set (2 – 20 µl, 20 – 200 µl, 100 – 1.000 µl) | Eppendorf Research | LB.EP.4924000916 | Used to measure small volumes of liquids. |
Agar | Merck | 110453 | For use in making fungal media. |
Agarose | Sigma-Aldrich | 18300012 | For use in gel preparation in electrophoresis. |
Air conditioning room | ?klimlab | Was used to grow plants under controlled conditions. | |
Ampisilin | Sigma-Aldrich | A9393 | Was used as an antibiotic in studies. |
Analytical precision balance | Shimadzu ATX224 | Was used to weigh the solid materials used in the study. | |
Autoclave sterilizer | Zealway | GF-120DR | It was used to sterilize solid and liquid materials at every stage of the study. |
Binocular microscope | Leica DM750 | For use in morphological diagnosis. | |
Biological safety cabinet | HFsafe Class II A2 | To ensure the safety of the work area, the user, the environment and the operation. | |
Centrifugal | DLAB DM1424 | LB.DL.903001124 | Used to separate particles in a sample based on their shape, size and density |
Chloramphenicol | Sigma-Aldrich | 220551 | Was used as an antibiotic in studies. |
Cork-borer set | Sigma-Aldrich | Z165220 | It was used to take samples from fungus culture in petri dishes. |
Cover glass and slide | ISOLAB | 075.01.006 / 075.02.005 | Was used in the preparation process for microscope studies. |
D(+)-glucose monohydrate | Merck | 108342 | For use in making fungal media. |
DFC450 with digital camera | Leica | Digital microscope camera with c-mount interface and with a 5 megapixel ccd sensor. | |
Dm750 binocular microscope | Leica | MIC5246 | Was used for morphological identification of fungi. |
DNA gel electrophoresis | thermo fisher scientific | B2-UVT | |
Dna gel loading dye (6x) | Thermo Scientific | R0611 | For use in molecular diagnostics. |
dNTP mix | Thermo Scientific | R0192 | Used in molecular studies. |
Dreamtaq pcr master mixes (2x) | Thermo Scientific | K1082 | For use in molecular diagnostics. |
Drigalski spatule | ISOLAB | 082.03.001 | It was used to scrape and spread fungal cultures grown in petri dishes. |
Edta | Thermo Scientific | 17892 | For use in molecular diagnostics. |
Ethanol | Merck | 100983 | Used in molecular studies and surface disinfection studies. |
Ethidium bromide | Sigma-Aldrich | E7637 | Used to stain dna in gels during gel electrophoresis. |
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Sigma-Aldrich | E6758 | Used in molecular studies. |
Filter paper | ISOLAB | 107.58.158 | Used in stock culture studies. |
Forced air drying cabinet | ZHICHENG ZXDS-A-1090 | For use in incubation processes. | |
Fume hood | Elektromag EM1201 | LB.EM.EM1201 | It was used to control harmful chemical vapors, gases and dust. |
Gel imaging system | Syngene G:BOX Chemi XX6 | For use in molecular diagnostics. | |
Generuler 50 bp dna ladder | Thermo Scientific | SM0372 | For use in molecular diagnostics. |
Glacial acetic acid | Merck | 1005706 | Used in molecular studies. |
Glycerol | Merck | 104094 | For use in stock culture of fungi. |
Lancet | ISOLAB | 048.50.002 | Used to remove diseased tissue from plant samples. |
Magnesium chloride | Sigma-Aldrich | 814733 | Used in molecular studies. |
Measuring tape | ISOLAB | 016.07.500 | Used to measure liquid volumes. |
Microcentrifuge tubes | ISOLAB | 0778.03.001 / 0778.03.002 / 0778.03.003 | Used to store different volumes of liquids. |
PCR tube | ISOLAB | 123.01.002 | It was used to put dna mix in pcr studies. |
Petri dishes | ISOLAB | 120.13.090 | For use in growing fungus culture. |
Pipette tips | ISOLAB | 005.01.001 / 005.01.002 / 005.01.003 / 005.01.004 | To transfer liquid volumes used in analyses. |
Plastic bag | ISOLAB | 039.30.005 | Was used to transport samples to the laboratory. |
Plastic pot | ToXA | Was used for growing plants. | |
Pliers, clamps | ISOLAB | 048.08.130 | It was used to put filter papers into envelopes after the fungus grew in the petri dish. |
Porcelain mortar | ISOLAB | 038.02.150 | Was used to crush fungal mycelia. |
Potato dextrose agar | Condalab | 1022 | For the identification and cultivation and of fungi. |
Pure water system | human CORPORATION | LT.HC.NHP009 | Was used in solution preparation and analysis throughout the studies. |
Refrigerator (+4 °C / -20 °C) | Vestel | For use in the storage of stock materials. | |
Rifampicin | Sigma-Aldrich | 557303 | Was used as an antibiotic in studies. |
Sodium acetate | Merck | 106268 | Used in molecular studies. |
Sodium chloride | Merck | 1064041000 | Used in molecular studies. |
Sodium dodecyl sulfate | Sigma-Aldrich | 436143 | Used in molecular studies. |
Sodium hypochlorite solution | Merck | 105614 | Used for surface disinfection. |
Spatula | ISOLAB | 047.33.210 | It was used to scrape the fungus culture growing in petri dishes. |
Streptomyc?n sulfate | BioShop Canada | STP101 | To prevent contamination in fungal culture cultivation. |
Teksoll extra pure | Tekkim | TK.200650 | For use as a disinfectant in all stages of work. |
Tetrasiklin | Sigma-Aldrich | T3258 | Was used as an antibiotic in studies. |
Thermal cycler PCR | Bio?Rad T100 | For use in genomic analyses. | |
Thoma lam | ISOLAB | 075.03.002 | For use in spore counting. |
Tris HCL | Roche | 10812846001 | Used in molecular studies. |
Trizma | Sigma-Aldrich | T1503 | Used in molecular studies. |
Tween 80 | Merck | 822187 | For use in spore solution in pathogenicity testing. |
Vortex mixer vorteks | Velp WIZARD | LB.VLP.F202A0175 | Used to mix substances in liquid volumes. |
Water baths | Memmert WNB 22 | 1018-5702 | It was used during incubation in dna extraction studies. |
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