LA ENFERMEDAD DE LAS BAYAS MOMIFICADAS EN LOS ARÁNDANOS

Los arándonos ofrecen muchos beneficios nutricionales, pero algunas variedades de esta fruta no pueden combatir el hongo Monilia vaccinii-corymbosi, el cual causa la enfermedad conocida como la baya momificada.

Afortunadamente, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) con más de 100 años de experiencia en el cultivo y la producción de los arándanos, como el genetista Mark Ehlenfeldt y el patólogo de plantas James Polashock personifican la última generación de estos investigadores.

Ellos y sus colegas en el ARS han realizado estudios detallados para evaluar la reacción de las variedades actuales de arándano a infección por el hongo, el cual ataca en dos etapas.

Durante la primera etapa, llamada la etapa de tizón, hay estructuras pequeñas en forma de una taza que contienen las esporas del hongo. Estas estructuras crecen en bayas escondidas debajo las hojas en el suelo. El viento esparce las esporas a las plantas cercanas, infectando de este modo los brotes y las hojas de estas plantas. Durante la segunda etapa, el hongo penetra en la baya y causa su contracción, marchitamiento y blanqueamiento, de ahí, la referencia a la momia. Con el tiempo, la baya momificada se cae al suelo y se queda durante el invierno, creando el marco para una nueva ronda de infección durante la primavera.

En un estudio con resultados publicados en la revista 'HortScience', los investigadores analizaron los datos relacionados a la resistencia al tizón en 125 variedades de arándano durante un período de dos a seis años, y datos sobre la resistencia de la fruta a infecciones en 110 variedades durante un período de dos a cinco años.

Luego clasificaron la resistencia de las variedades a la baya momificada utilizando métodos desarrollados por el estadístico Matthew Kramer con los Servicios Consultivos Biométricos del ARS en Beltsville, Maryland. Ehlenfeldt y Polashock, afiliados con el Laboratorio de Investigación del Mejoramiento Genético de Frutas y Hortalizas mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, pero trabajan en el Centro Philip E. Marucci de Investigación de Arándanos y Arándanos Rojos en Chatsworth, Nueva Jersey.

Las variedades que toleraron ambas etapas de la infección fúngica incluyeron 'Brunswick' y 'Bluejay'.

Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de mayo-junio del 2011.

SECUENCIAN LOS GENOMAS DE HONGOS QUE ATACAN EL TRIGO Y LOS ÁLAMOS

Un grupo internacional de investigadores dirigido por un científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) ha secuenciado los genomas de dos patógenos fúngicos: uno que amenaza las reservas mundiales del trigo y otro que limita la producción de un árbol que podría servir como una fuente de biocombustible.

Se espera que la secuenciación del código genético del patógeno que causa la roya del tallo del trigo (Puccinia graminis) y del patógeno que causa la roya del álamo (Melampsora larici-populina) ayude a los investigadores a desarrollar estrategias de control para abordar las amenazas mundialmente a los campos de trigo y las plantaciones de árboles.

El estudio, con resultados publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE UU., fue un esfuerzo de colaboración de seis años entre el ARS, el cual es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE UU. (USDA por sus siglas en inglés); el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE.UU.; la Fundación Nacional de Ciencias; el Instituto Broad de la Universidad de Harvard; el Instituto de Tecnología de Massachusetts; la Universidad de Minnesota; y el Instituto Nacional de Investigación Agrícola de Francia.

"Las amenazas representadas por estos patógenos para dos productos agrícolas son muy graves, y estas amenazas aumentan la importancia de aprender más sobre los patógenos, desde sus bases moleculares hasta sus mecanismos de supervivencia y propagación de infección", explica Edward B. Knipling, administrador del ARS. Esta investigación apoya la prioridad del USDA de desarrollar nuevas fuentes de bioenergía y de promover la seguridad alimentaria internacional.

La roya del tallo del trigo causa mayores epidemias en los cultivos de cebada y trigo mundialmente. Una raza llamada Ug99 ha atacado los cultivos en todas partes de África y en Asia Central, y tiene la capacidad de vencer la mayoría de las variedades de trigo que tienen resistencia a la roya del tallo y que han sido desarrolladas durante los últimos 50 años.

La roya del álamo puede causar pérdidas significativas en las plantaciones de este árbol. El álamo es un cultivo importante para el sector de madera y también es importante al sector de bioenergía en EE UU y en Europa debido a su capacidad de rápidamente produce cantidades significativas de biomasa.

El estudio representa la primera caracterización del genoma entero de cualquier hongo de roya. Estos hongos son un grupo diverso que incluye más de 6.000 especies, según Szabo, investigador principal en este estudio. Szabo trabaja en el Laboratorio de Enfermedades de Cereales perteneciente al ARS en San Pablo, Minnesota.

Los hongos que causan las royas dependen del tejido vivo de su huésped para su supervivencia. Los patógenos excretan proteínas que bloquean las defensas del huésped y también toman las nutrientes de la planta. La investigación reveló pruebas de que ambos patógenos tienen grandes números de estas proteínas "efectoras", el cual es una indicación de que los patógenos desarrollaron juntos con sus plantas hospederas, según los autores del estudio.

Ya que los patógenos necesitan una planta para su sobrevivencia, no es posible producir los patógenos en cultivo de tejido en el laboratorio, y es muy difícil estudiar estos patógenos. Pero la secuenciación genética facilitará estudios de estos patógenos y sus huéspedes, según Szabo.

Los datos sobre la secuenciación genética de los genomas han sido lanzados en GenBank, el cual es un banco de genes manejado por el Centro Nacional de Información de Biotecnología en los Institutos Nacionales de la Salud.

AGENTES DE CONTROL BIOLÓGICO CONTRA EL BARRENADOR ESMERALDA DEL FRESNO

Un equipo de investigadores están probando un patógeno fúngico que podría servir como un agente de biocontrol, juntos con la liberación de algunas avispas que son los enemigos naturales del escarabajo. Las avispas se han lanzado en los estados de Michigan, Illinois, Indiana, Ohio, Maryland y Virginia Occidental, y hay planes de liberar más avispas en otros estados.

John Vandenberg, entomólogo del Centro Robert W. Holley de Agricultura y Salud perteneciente al ARS en Ithaca, Nueva York, está evaluando Beauveria bassiana, el cual es un hongo que es el ingrediente activo en un insecticida comercialmente disponible. Los investigadores han descubierto que el hongo ayuda a controlar los barrenadores esmeraldas del fresno cuando aplicado a los árboles infestados antes de la liberación de las avispas.

Los resultados del estudio, publicados en la revista 'Biological Control' (Control Biológico), mostraron que el hongo mata a los escarabajos y dura mejor en la corteza del árbol que en las hojas. Estudios más recientes han mostrado que el hongo no perjudica a las avispas.

Los escarabajos fueron detectados por primera vez en EE UU cerca de Detroit, Michigan, en el 2002. Desde entonces, han destruido muchos fresnos en los bosques y en parques públicos donde hay muchos árboles. Además de las implicaciones ecológicas, se usan los fresnos para hacer los muebles, los mangos de herramientas, los bates de béisbol, y otros productos de madera.

En otros estudios, Jian Duan, que es entomólogo en la Unidad de Investigación de la Introducción de Insectos Beneficiosos perteneciente al ARS en Newark, Delaware, está colaborando con socios estatales y federales en determinar la capacidad de las avispas liberadas (Oobius agrili, Tetrastichus planipennisi, y Spathius agrili) de sobrevivir el invierno en diferentes hábitats de la región del Noreste y si cualquiera de las avispas es más eficaz que las otras.

Duan recientemente publicó una evaluación preliminar sobre la capacidad de las avispas de establecerse en tres bosques naturales en Michigan. Sus hallazgos han sido publicados en la revista 'Environmental Entomology' (Entomología Ambiental) y muestran que por lo menos una de las avispas (T. planipennisi) se ha establecido en tres sitios de liberación en Michigan, y que T. planipennisi era la especie más abundante de avispas parásitas atacando el barrenador esmeralda del fresno un año después de su liberación.

Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de abril del 2011.

LA DIVERSIDAD GENÉTICA, CLAVE PARA LA CONSERVACIÓN DE LA NATURALEZA

 

Darwin escribió que la selección natural necesitaba de variación en los rasgos para poder operar y que además, en las comunidades naturales las especies interactuaban unas con otras en lo que vino a llamar una pila enmarañada (“tangled bank”), que incluía variabilidad dentro de las especies por la acción directa e indirecta de las condiciones de vida.  Sin embargo, el papel que juega esta variabilidad en el mantenimiento de estas pilas aparentemente enmarañadas, las llamadas redes ecológicas, es prácticamente desconocido.

Un trabajo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha estudiado mediante modelos simulados por ordenador cómo esta variabilidad afecta a la estructura de la pila enmarañada, en concreto a las redes tróficas. El artículo, firmado por el investigador del CSIC Jordi Moya Laraño, de la Estación Experimental de Zonas Áridas, se publica esta semana en un número especial de la revista Philosophical Transactions of Royal Society B, dedicado a la genética de comunidades.

La conclusión es que la diversidad genética de las especies que componen la red, es decir, cuán diferentes son los individuos dentro de cada especie, puede ser esencial para su conservación y estabilidad y por tanto, para garantizar la conservación de todas las especies que interactúan.

“Se sabe desde hace tiempo que es la estructura de las redes la que las mantiene estables en el tiempo. Los resultados de este estudio sugieren que si conservamos la variabilidad genética aseguramos el mantenimiento de la red y de las especies que la componen y, por tanto, el funcionamiento del ecosistema en que se haya inmersa dicha red”, explica Moya Laraño.

También es importante su aplicación para la conservación de especies en cautividad: “En el caso de especies que se conservan en zoológicos o en cautividad, lo mejor es asegurarnos de que mantenemos la diversidad genética, no sólo para evitar la endogamia sino para asegurarnos de que hay suficientes individuos diferentes como para restablecer las relaciones complejas necesarias para recuperar el papel ecológico de la especie”, asegura el investigador del CSIC.

Durante tres años, Moya estudió una red trófica que incluía 18 especies de arañas y dos de ciempiés de los bosques caducifolios de los montes Apalaches (Estados Unidos). Las 20 especies practicaban lo que se llama depredación intragremial, es decir, se comen unas a otras. 

El trabajo se centró en la tasa de crecimiento y la fenología de las arañas, es decir, el momento en que nacen dentro de la época de cría. “Si las tasas de crecimiento son muy diferentes entre individuos se abre una oportunidad de interaccionar con otras especies y se fomenta el canibalismo”, explica el investigador. Asimismo, también es importante la variación en la personalidad del animal, su timidez o agresividad, que las empuja a salir más a cazar y a aumentar las posibilidades de ser comidas por otras especies, aumentando las interacciones de la red.

• Jordi Moya-Laraño. Genetic variation, predator-prey interactions and ffod web structure. Phil. Trans. R. Soc. B (2011) 00, 1-13. | DOI: 10.1098/rstb.2010.0241
• Pie de foto: Una araña cangrejo, Synaema globossum, se alimenta de una abeja polinizadora. / Foto: Eva de Mas, CSIC

OLMOS QUE PODRÍAN TENER GENES CON RESISTENCIA A LA GRAFIOSIS

 Dos científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) han descubierto una población no conocida de olmos que podrían tener genes con resistencia a la grafiosis, la cual es una enfermedad fúngica que afecta al olmo común. La enfermedad mata ramas individuales y con el tiempo el árbol entero dentro unos pocos años.

Se pensaba hace 80 años que los olmos americanos (Ulmus americana) son plantas tetraploides; es decir, árboles que tienen cuatro copias de cada cromosoma. Pero también había rumores constantes de árboles que tienen menos copias, tales como los árboles triploides, que tienen tres copias de cromosomas, o árboles diploides, que tienen dos copias.

Ahora, el botánico Alan T. Whittemore y el genetista Richard T. Olsen del ARS han demostrado que hay olmos americanos diploides que existen como un subconjunto de los olmos silvestres. Sus hallazgos serán publicados en 'American Journal of Botany' (Revista Americana de Botánica) en abril. Whittemore y Olsen trabajan en el Arboreto Nacional de EE.UU. mantenido por el ARS en Washington, D.F.

Antiguamente, los olmos americanos bordearon las calles de EE UU y dominaron los bosques orientales hasta que los mismos sucumbieron a la grafiosis, después de la entrada de la enfermedad fúngica en EE UU en el 1931.

Pero los olmos todavía son entre los árboles los más importantes para el sector de viveros, el cual tiene un valor anual de 4,7 miles de millones de dólares en EE UU, especialmente después de la introducción de unos pocos nuevos olmos que tienen un nivel de resistencia a la enfermedad. Los olmos americanas todavía tienen mucha popularidad debido a su belleza majestuosa, la degradación rápida de sus hojas en el otoño, y su capacidad de tolerar la contaminación del aire urbano.

Fue uno de los olmos resistentes, llamado 'Jefferson' y lanzado por el ARS y el Servicio Nacional de Parques en 2005, que suministró una pista a Whittemore y Olsen sobre la existencia de los árboles diploides.

"El árbol Jefferson es una planta triploide," Whittemore dijo. "Para crear un olmo triploide, se necesita un árbol diploide en alguna parte que se ha cruzado con un árbol tetraploide".

Para resolver este problema, los científicos probaron olmos de todo el alcance geográfico del olmo en la parte oriental y la parte central de EE UU. Descubriendo que aproximadamente el 21% de los olmos silvestres probados fueron plantas diploides. Algunos de estos crecieron en sitios con olmos tetraploides, mientras otros se descubrieron en grupos más grandes de árboles diploides.

La cantidad pequeña de datos genéticos ahora disponibles sugiere que por lo menos algunas poblaciones de olmos tetraploides y olmos diploides que han llegado a ser muy distintas. Esto aumenta la posibilidad de que los árboles diploides puedan tener genes, tales como ellos que confieren resistencia a enfermedades, que no están presentes en los árboles tetraploides, dijo Whittemore.

LA AGRICULTURA MEDITERRÁNEA ANTE EL CAMBIO CLIMÁTICO

Investigadores de la UPM desarrollan un índice para medir la capacidad de adaptación al cambio climático de la agricultura en la cuenca del Mediterráneo.

El índice elaborado -que tiene en cuenta el potencial económico, los recursos naturales, los recursos cívicos y la innovación agraria para medir la capacidad de adaptación agrícola en el área mediterránea- servirá para ayudar a diseñar políticas que reduzcan la vulnerabilidad del sector ante el cambio climático.

La alteración del clima en el Mediterráneo supondrá graves riesgos para los recursos hídricos de la región y, como uno de los sectores más vinculados al agua, la agricultura será uno de los sectores más afectados. Las políticas públicas son, por tanto, uno de los elementos cruciales en la adaptación a las alteraciones climáticas. Para estudiar todo esto, un equipo de investigación liderado por Ana Iglesias, profesora de la ETSI Agrónomos de la Universidad Politécnica de Madrid, ha realizado un análisis de la escasez de agua causada por el cambio climático y de los posibles impactos de este fenómeno. Además han investigado cuales son los factores sociales y físicos que limitan la adaptación a estos cambios.

Plantación de arroz en la provincia de Valencia

La mayor contribución de esta investigación es el índice de capacidad de adaptación que mide la capacidad de un sistema para ajustarse al cambio climático con el fin de moderar el efecto de los impactos negativos y aprovecharse de las oportunidades que estos cambios puedan crear. El índice también se aplica bajo dos escenarios SRES de cambio climático (el B2 y el A2) lo cual permite un análisis del desarrollo de la capacidad de adaptación bajo condiciones futuras.

Francia y España, los países con más capacidad de adaptación

Los investigadores han obtenido resultados para el sector agrícola en España, Egipto, Francia, Libia, Marruecos y Túnez. Según estos resultados Francia y España son los países con mayor capacidad de adaptación, mientras que Túnez, Libia, Marruecos y Egipto arrojan resultados más bajos. El análisis llevado a cabo demuestra que los componentes socio-económicos considerados en el índice son responsables en gran parte de las variaciones regionales en la capacidad de adaptación.

El gran atractivo de este índice y de los resultados obtenidos es su capacidad para determinar los sectores prioritarios en el desarrollo de políticas para su adaptación tanto a nivel local como regional. Esto tiene especial interés para el sector agrícola mediterráneo que ya sufre la escasez de recursos hídricos. La identificación de los sectores más vulnerables dentro de los sistemas mediterráneos ayudará a fortalecer la agricultura ante los impactos del cambio climático.

Iglesias A, Quiroga S, Schlickenrieder J. Climate change and agricultural adaptation: assessing management uncertainty for four crop types in Spain. CLIMATE RESEARCH 44 (1): 83-94. 2010.

BUSCANDO ALTERNATIVAS AL USO DEL BROMURO DE METILO PARA DESINFECTAR EL SUELO

Científicos del Servicio de Investigación Agraria (ARS), están tratando de encontrar una alternativa al uso del Bromuro de Metilo para fumigar el suelo, y por consiguiente están estudiando un tratamiento del suelo que utiliza la melaza como un ingrediente.

Los investigadores del ARS están examinando si un sistema de cultivo que utiliza la melaza para estimular la actividad microbiana podría ser usado para reemplazar el fumigante. También están estudiando dos fumigantes recientemente desarrollados. Sus resultados, presentados durante la última reunión de la Conferencia Anual sobre Investigaciones Internacionales de Alternativas al Bromuro de Metilo y la Reducción de Emisiones, apoya la prioridad del Departamento de Agricultura de EE UU de promover la seguridad alimentaria internacional.

Las científicas Erin Rosskopf y Nancy Kokalis-Burelle, pertenecientes al ARS, juntos con investigador asociado como David Butler, produjeron los pimientos dulces y las berenjenas en parcelas experimentales en el Laboratorio Estadounidense de Investigación de Horticultura perteneciente al ARS en Fort Pierce, Florida, para probar una combinación del compost de los desperdicios avícolas, la melaza y la desinfestación anaeróbica del suelo. Cuando se usa la ASD, la superficie del suelo es empapada de agua y es cubierta con una lona de plástico. Luego se agrega una fuente de carbono (en este caso, la melaza) para estimular la actividad microbiana.

Debajo de la lona, el calor del sol "cocina" las semillas de malezas en el suelo, y el agua y el carbono aumentan la actividad microbiana, creando condiciones que facilitan el control de plagas. Como parte del proyecto, los científicos Greg McCollum y Joseph Albano junto al laboratorio en Fort Pierce evaluaron la calidad de la fruta y los nutrientes en el suelo y en las plantas.

Los investigadores calentaron el suelo con la solarización, y trataron las parcelas con niveles diferentes de las materias orgánicas y del agua. La melaza usada fue un subproducto del procesamiento de la caña de azúcar. Los científicos sembraron los pimientos dulces durante el otoño y las berenjenas durante la primavera, probaron el suelo para detectar los nematodos, contaron los nematodos en las raíces de las plantas, evaluaron las poblaciones de malezas y las propiedades del suelo, y midieron los rendimientos.

Los científicos descubrieron que había reducciones en las poblaciones de nematodos después de tratamiento con la melaza y los desperdicios avícolas. También descubrieron que la mezcla de la melaza y los desperdicios avícolas controlaron las malezas tan bien como el metil bromido, y los tratamientos de solarización calentaron el suelo a niveles iguales de o un poco bajos de los niveles que son letales para muchos patógenos del suelo.

Los investigadores también están comparando dos fumigantes nuevamente desarrollados, el dimetil disulfito (DMDS) y el iodometano, con el metil bromido en dos sitios: uno con las espuelas de caballero, y otro con las orejas de elefante. Los resultados preliminares indican que las alternativas son tan eficaces como el metil bromido en suprimir las malezas y controlar los nematodos, pero su eficacia total depende del tipo de planta producida. Para ampliar información (PINCHAR)