First report of Colletotrichum fructicola causing anthracnose on Rosa sp. in Thailand and the control strategies

Resumen Técnico: Primer reporte de Colletotrichum fructicola causando antracnosis en Rosa sp. en Tailandia y estrategias de control

Planteamiento del problema
El cultivo de rosas (Rosa sp.) en Tailandia es un componente significativo del sector de la floricultura nacional, sin embargo, enfrenta amenazas sustanciales por parte de patógenos fúngicos. La antracnosis, una enfermedad que causa pérdidas estéticas y comerciales, se atribuye principalmente a hongos de los géneros Colletotrichum y Sphaceloma. Aunque se han documentado diversas especies de Colletotrichum en Tailandia, el patógeno específico responsable de la antracnosis en las rosas no había sido reportado previamente en el país. Además, la dependencia de fungicidas químicos para el manejo de enfermedades plantea riesgos ambientales y contribuye a la resistencia de los patógenos, lo que hace necesaria la exploración de alternativas sostenibles de control biológico.

Metodología
El estudio empleó un enfoque de múltiples etapas para identificar el patógeno y evaluar las estrategias de control:

1. Aislamiento e identificación del patógeno: Se recolectaron hojas de rosa sintomáticas de una granja orgánica en Chiang Mai. Los aislados fúngicos se obtuvieron mediante esterilización superficial y cultivo en Agar Papa Dextrosa (PDA). La patogenicidad se confirmó utilizando los postulados de Koch en R. damascena. La identificación se logró mediante caracterización morfológica (morfología de la colonia, conidios y appresoria) y análisis filogenético multilocus utilizando secuencias de los genes ITS, ACT y CAL.
2. Tamizaje in vitro:
   • Eficacia de fungicidas: Se probaron cuatro fungicidas químicos (carbendazim, captan, hidróxido de cobre (II) y mancozeb) contra el patógeno utilizando el método de difusión en pozos de agar.
   • Tamizaje de biocontrol: Se evaluaron seis cepas bacterianas antagonistas (Bacillus subtilis, B. velezensis, Brevibacillus reuszeri, B. brevis y dos cepas de B. amyloliquefaciens) mediante ensayos de doble cultivo para evaluar la inhibición del micelio.
3. Evaluación in vivo:
   • Ensayos en invernadero: Se aplicaron las cepas bacterianas seleccionadas y el fungicida más efectivo como aplicaciones foliares a plantas de rosa inoculadas para medir la Severidad de la Enfermedad (DS) y el Área Bajo la Curva de Progreso de la Enfermedad (AUDPC).
   • Ensayos comerciales de campo: La cepa bacteriana más efectiva se probó en un sistema de producción de rosas comercial contra infecciones naturales durante nueve semanas, monitoreando la DS y el AUDPC.
4. Análisis de mecanismos:
   • Compuestos Orgánicos Volátiles (VOCs): Un ensayo de doble placa evaluó la actividad antifúngica de los VOCs producidos por la cepa bacteriana líder. Los VOCs se recolectaron mediante Microextracción en Fase Sólida (SPME) y se analizaron mediante Cromatografía de Gases-Espectrometría de Masas (GC-MS).
   • Cuantificación de metabolitos: Se utilizó Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC) para cuantificar la producción de la lipopéptido surfactina por la cepa bacteriana.

Resultados clave

• Identificación del patógeno: El estudio aisló e identificó la cepa TU-D-CM001 como Colletotrichum fructicola. Esto representa el primer reporte de esta especie causando antracnosis en Rosa sp. en Tailandia. La identificación fue respaldada por características morfológicas (conidios hialinos y aseptados; 10.9–14.5 × 4.5–6 µm) y el agrupamiento filogenético con aislados de referencia de C. fructicola.
• Control químico: Entre los fungicidas probados, el mancozeb (40 g 20 L⁻¹) demostró la mayor inhibición in vitro (41.05 ± 1.10%), seguido de captan e hidróxido de cobre (II). El carbendazim mostró una actividad insignificante. La observación microscópica reveló que el mancozeb causó arrugamiento y agrupación de las hifas.
• Eficacia del biocontrol:
  • In Vitro: Tres cepas de Bacillus mostraron un antagonismo significativo, siendo la Bacillus amyloliquefaciens TU-Orga12 la que logró la mayor inhibición del crecimiento radial (43.71 ± 1.10%).
  • Invernadero: TU-Orga12 redujo la severidad de la enfermedad a 35.19 ± 3.74%, superando al control químico (mancozeb), el cual resultó en una severidad de 62.99 ± 5.46%.
  • Sistema comercial: En el ensayo de campo, TU-Orga12 mantuvo consistentemente la menor severidad de la enfermedad, finalizando en 56.94 ± 3.89% en comparación con el 81.77 ± 2.20% de mancozeb y el 97.10% del control no tratado. TU-Orga12 también registró el AUDPC más bajo (3,243 ± 223.7) en comparación con mancozeb (4,249.23 ± 149.4).
• Mecanismos de acción:
  • VOCs: TU-Orga12 produjo VOCs que inhibieron el crecimiento micelial (23.89% de inhibición) y suprimieron la esporulación. El GC-MS identificó compuestos clave incluyendo 2,5-dimetilpirazina, guaiacol (fenol, 2-metoxi), decano-2,3,5,8-tetrametil, heptacosano, hexadecano y octadecano. El guaiacol fue el VOC más abundante (1.55% de área de pico relativa).
  • Lipopéptidos: El análisis por HPLC confirmó la producción de surfactina por parte de TU-Orga12 a una concentración de 9.87 mg L⁻¹.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo reivindica las siguientes contribuciones al campo de la patología vegetal y la floricultura:

1. Nuevo registro de hospedero: Establece a Rosa sp. como un nuevo hospedero para Colletochtrum fructicola en Tailandia, llenando un vacío en la base de datos de hongos y hospederos de la USDA respecto a esta interacción específica entre patógeno y hospedero en la región.
2. Eficacia del biocontrol: El estudio demuestra que Bacillus amyloliquefaciens TU-Orga12 es un agente de biocontrol altamente efectivo, superando el tratamiento químico estándar (mancozeb) tanto en entornos de invernadero como en la producción comercial.
3. Acción multimecanicista: La investigación elucida que la eficacia del biocontrol de TU-Orga12 es impulsada por una combinación sinérgica de mecanismos:
   • Producción de lipopéptidos antifúngicos (específicamente surfactina).
   • Emisión de VOCs antifúngicos (incluyendo guaiacol y derivados de pirazina).
   • Exclusión competitiva del patógeno.
   • Inducción de resistencia sistémica (ISR) en la planta hospedera.
4. Manejo sostenible: Los hallazgos proponen a TU-Orga12 como una alternativa viable y ecológica a los fungicidas químicos para el manejo de la antracnosis en rosas, ofreciendo una estrategia que gestiona la severidad de la enfermedad mientras potencialmente mejora el crecimiento de la planta mediante la producción de citoquininas.

Los autores concluyen que TU-Orga12 posee un potencial significativo para su aplicación en estrategias de manejo sostenible de enfermedades vegetales para la industria de la floricultura tailandesa.