fuentes de diversidad en poblaciones de patÓgenos

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS

18 de marzo, 2005

Fernanda Gamba

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS

1- INTRODUCCIÓN

2 - MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD: MUTACIÓN Y RECOMBINACIÓN3 - MECANISMOS ESPECÍFICOS

4 - FUENTES DE VARIABILIDAD: MIGRACIÓN Y SELECCIÓN

5 - CONSECUENCIAS PARA EL MANEJO

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS

1- INTRODUCCIÓN

COEVOLUCIÓN

QUIEBRE DE LA RESISTENCIA GENÉTICA

ESPECIALIZACIÓN FISIOLÓGICA

Especies y formas especiales de las royas de los cereales

PATÓGENO HUÉSPED PRINCIPAL

Especie Forma especial

Puccinia graminis tritici Trigo y cebada

secalis Centeno y cebada

avenae Avena

P. triticina Trigo

P. striiformis tritici Trigo

hordei Cebada

PATÓGENO

AVIRULENTO VIRULENTO

ESPECIE

VARIEDAD B. Charrúa

r1r1R5_

Triticum aestivum

RAZASA1_a2a2

Pelón 90 r1r1R2_

INTERACCIÓN RAZA-VARIEDAD

VIRULENTAAVIRULENTA

PATÓGENOP. triticina

Tipos de infección de genotipos de cebada infectados con dos aislamientos de Cochliobolus sativus.

Cebada Aislamiento A Aislamiento B

ND B112 9 9

Bowman 2 1

LCI 5730 8 1

ANA 2 8

Tipos de infección de genotipos de cebada infectados con dos aislamientos de Cochliobolus sativus

Cebada Aislamiento A Aislamiento B

ND B112 9 virulento 9 virulento

Bowman 2 avirulento 1 avirulento

LCI 5730 8 virulento 1 avirulento

ANA 2 avirulento 8 virulento

PATÓGENO: ESPECIE VEGETAL

VIRULENTO:VARIEDAD

GENES DE RESISTENCIA DEL HUÉSPED

INTERACCIÓN RAZA-VARIEDAD

GENES DE VIRULENCIA DEL PATÓGENO

cambio abrupto en el material genético heredado a la progenie.

2.1) MUTACIÓN

2) MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD

EJEMPLO: Erysiphe graminis

1013 conidios/ha/día

10-7 tasa de mutación

106 mutantes para virulencia

CONTRIBUCIONES DE LAS MUTACIONES

COMO FUENTE DE VARIABILIDAD

1.- TASA DE MUTACIÓN

2.- NIVEL DE PLOIDÍA DEL PATÓGENO

3.- TAMAÑO DE LA POBLACIÓN

4.- VENTAJA SELECTIVA DEL MUTANTE

2.2.1) Durante la reproducción sexual: 2N cigoto

2.2) RECOMBINACIÓN

2) MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD

MEIOSIS

GAMETAS DIFERENTES

2.2.2) Durante la mitosis: micelio y esporas haploides

2) MECANISMOS GENERALES DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD

POBLACIONES GRANDES

REPRODUCCIÓN ASEXUAL

REPRODUCCIÓN SEXUAL

3) MECANISMOS DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD EN HONGOS

1 RECOMBINACIÓN SEXUAL: HOMOTALISMO Y HETEROTALISMO

2 RECOMBINACIÓN SOMÁTICA: HETEROCARIOSIS

3 PARASEXUALIDAD

3) MECANISMOS DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD EN BACTERIAS

3 TRANSDUCCIÓN

2 TRANSFORMACIÓN

1 CONJUGACIÓN

3) MECANISMOS DE GENERACIÓN DE VARIABILIDAD EN VIRUS

1 RECOMBINACIÓN

2 PSEUDO-RECOMBINACIÓN

3 COMPLEMENTACIÓN

FUENTES DE VARIABILIDAD

MECANISMOS DE VARIABILIDAD

MIGRACIÓN Y SELECCIÓN

vs

4) FUENTES DE VARIABILIDAD

MIGRACIÓN Y SELECCIÓN

4.1) MIGRACIÓN (I)

* 1845: Irlanda: 1.5 millones de inmigrantes

* 2 grupos de compatibilidad A1 y A2

Tizón tardío de la papa (Phytophtora infestans)

4.1) MIGRACIÓN (II)

* Europa: sin tizón

Primera ola migratoria: A1 en el Noreste de EEUU

Irlanda

Rutas comerciales

Origen: México, sub-centro de origen de Solanum tuberíferas

Europa

•1976: Importación de papa desde México a

Europa: A1 y A2

CONSECUENCIAS

1) Nuevo hospedante: tomates

2) Resistencia a fungicidas

4) Nuevas combinaciones A1 y A2

3) Infección más temprana

4.2) SELECCIÓN

A) VARIEDADES CON RESISTENCIA GENÉTICA ESPECÍFICA OCUPANDO SUPERFICIES CRECIENTES

PROCESO MEDIANTE el cual la FRECUENCIA

de ALGUNOS INDIVIDUOS en la POBLACIÓN CAMBIA

VULNERABILIDAD GENÉTICA

4.2) SELECCIÓN

B) VARIEDADES SUSCEPTIBLES OCUPANDO CRECIENTES SUPERFICIES

QUIEBRE DE VARIEDADES RESISTENTES

ALTA PRODUCCIÓN DE INÓCULO

MUTACIONES

Migración Mutación

Recombinación

FUENTES DE DIVERSIDAD EN POBLACIONES DE PATÓGENOS

5.1) NUEVOS HOSPEDANTES

5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS PATÓGENOS

Pyricularia oryzea: ARROZ TRIGO

Phytophtora infestans: PAPA TOMATE

NUEVOS HOSPEDANTES

CONSECUENCIA EN EL MANEJO

ESQUEMA DE ROTACIONES

5.2) MENOR DURACIÓN DE VARIEDADES RESISTENTES

5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS PATÓGENOS

CONSECUENCIA

VARIEDADES DE CORTA VIDA ÚTIL

PÉRDIDA DE EFICACIA DE FUNGICIDAS

5) PRINCIPALES CONSECUENCIAS de la PLASTICIDAD DE LOS PATÓGENOS

5.3) GENERACIÓN DE INDIVIDUOS RESISTENTES DENTRO DE LA POBLACIÓN PATOGÉNICA

RECAMBIO DE FUNGICIDAS

5) CONSECUENCIAS EN EL MANEJO

MANEJADOS RACIONALMENTE

ECONÓMICAS

CONSECUENCIAS EN EL MANEJO

RACIONALIDAD EN EL USO DE

TODOS LOS RECURSOS DISPONIBLES

SOCIALES POLÍTICASAMBIENTALES