¿Qué enfermedades plantean las mayores amenazas para las plantas a nivel mundial y dónde se concentra la mayor concentración de esfuerzos de investigación sobre estas enfermedades? https://stateoftheworldsplants.com/plant-health.
Los países de Africa Central y Sudamerica son vulnerables a las enfermedades de las plantas, pero actualmente están sujetos a poca investigación

LAS DOS AMENAZAS MÁS GRANDES PARA LA SALUD DE LAS PLANTAS SON LAS PLAGAS Y LAS ENFERMEDADES. AQUÍ NOS CENTRAMOS EN LAS ENFERMEDADES DE LAS PLANTAS, MÁS ESPECÍFICAMENTE LAS CAUSADAS POR PATÓGENOS VIRALES, FUNGALES Y BACTERIANOS.

Se estima que los patógenos de las plantas pueden representar pérdidas anuales de rendimiento de los cultivos de hasta el 16% a nivel mundial [145], y el impacto de las enfermedades de las plantas en la seguridad alimentaria es un problema importante [146], especialmente en partes del África subsahariana y del países de la ex Unión Soviética. Durante los últimos 50 años, el rendimiento de los cultivos alimentarios ha aumentado, especialmente en las regiones donde el acceso a los cultivares F1 modernos que mejoran el rendimiento ha sido mayor [147]. Sin embargo, las pérdidas de rendimiento de los cultivos a causa de enfermedades de las plantas también han aumentado [145, 148]. Esto puede atribuirse a las actividades humanas en forma de mayor comercio y viajes [149] ya cambios en las técnicas de cultivo, que incluyen una tendencia a utilizar variedades que proporcionan mayores rendimientos pero a menudo son más susceptibles a las enfermedades [145]. Las enfermedades de las plantas se enfocaron hace cuatro años con la publicación de tres artículos en la revista Molecular Plant Pathology que reunió a una serie de expertos para generar una lista de los 10 principales virus de importancia científica, histórica o económica [150], bacterias [151] y hongos [152] (ver Tabla 3). Desde entonces, se ha sugerido al menos una lista más de los “10 principales virus de plantas”, esta vez con más énfasis en una definición puramente económica [153]. Para comprender el esfuerzo de investigación global relacionado con estos patógenos de plantas, preguntamos “¿Cuáles de estos patógenos de plantas se han investigado intensamente en los últimos 5 a 6 años y dónde se han centrado estos estudios?” Para abordar esta pregunta, realizamos una investigación rápida Evaluación sistemática de la literatura para cada uno de los ’30 principales’ patógenos vegetales identificados en la base de datos CABI (http://www.cabi.org/) entre los años 2010 y 2016. Esto resultó en la evaluación de 21.207 publicaciones de 95 países. , de las cuales 10.224 publicaciones fueron estudios de campo realizados en 160 países..

ESFUERZO DE INVESTIGACIÓN SOBRE ENFERMEDADES VEGETALES (2010-2016)

Nuestros hallazgos revelaron algunas tendencias interesantes: i. La mayoría (66%) de la investigación sobre las “10 principales” enfermedades virales, fúngicas y bacterianas de las plantas fue producida por instituciones de investigación en solo seis países (EE.UU., Reino Unido, India, China, Países Bajos y Alemania). ii. El mayor esfuerzo de investigación general en estudios de campo (es decir, excluyendo la investigación puramente de laboratorio) desde 2010, que representa el 40% de todos los estudios, fue de (en orden descendente) India, China, EE. UU., Italia, Brasil e Irán. China realizó el mayor número de estudios sobre patógenos vegetales virales (198), mientras que India tuvo el mayor número de estudios sobre patógenos vegetales bacterianos (286) y fúngicos (731). iii. El virus del mosaico del pepino (CMV) tuvo el mayor número de publicaciones de todos los virus (767; Tabla 3). Lo más probable es que esto refleje la amplia gama de huéspedes de este virus, que incluye hortalizas y plantas ornamentales de importancia económica, y su distribución mundial [150]. El CMV es responsable de importantes pérdidas de tomate [154], melón, pimiento [155, 156] y girasoles en zonas de Irán [157]. Además, las medidas de control no son muy eficaces [150]; esto está estimulando los esfuerzos para investigar la biología del virus y el control de sus vectores. iv. Un gran número de publicaciones se referían a Pseudomonas syringae, un patógeno bacteriano con muchos patovares que afectan a una amplia gama de especies, con consecuencias tanto para la producción de alimentos como para el medio ambiente [151]. Esto probablemente refleja el creciente impacto económico de esta bacteria y el impacto que las mutaciones, los reordenamientos genómicos y la adquisición de nuevas secuencias de ADN a través de la transferencia horizontal de genes están teniendo sobre su virulencia [158]. Otros patógenos bacterianos que atraen un mayor número de publicaciones de lo que cabría esperar de aquellos inicialmente clasificados en el ‘top 10’ incluyen los que afectan a las patatas, como P. atrosepticum [159], y la alfa-proteobacterium Candidatus Liberibacter asiaticus, que está causando pérdidas crecientes para la industria de los cítricos [160]. v. De los hongos patógenos, Fusarium oxysporum tuvo el mayor número de publicaciones (4,905; ver Tabla 3). Una vez más, esto se debe probablemente a que provoca graves pérdidas de cultivos en una amplia gama de especies hospedantes, como melón, tomate, algodón y banano [152, 161]. Otros dos hongos patógenos que causan mayores pérdidas económicas en los principales cultivos también fueron objeto de un gran número de publicaciones: Colletotrichum, que está creando grandes problemas para la industria del té [162], y Botrytis cinerea, que daña cultivos como el ginseng en China [ 163].

¿ESTÁ VINCULADO EL ESFUERZO DE INVESTIGACIÓN CON LA VULNERABILIDAD DE UN PAÍS A LAS ENFERMEDADES VEGETALES?

 Los resultados de un metanálisis de Bebber et al. [148, 164] mostró que existe una relación positiva entre la capacidad de un país para monitorear y notificar plagas y patógenos con precisión y su producto interno bruto per cápita. Cuando estos autores eliminaron las plagas de su análisis, se hizo evidente que hay menos informes y publicaciones sobre patógenos de países más pobres. Está claro que estos países están en desventaja, lo que afectará su capacidad para evaluar su vulnerabilidad a los patógenos. Otro estudio muestra que entre 2010 y 2015, 59 países notificaron la primera aparición de patógenos virales, fúngicos y bacterianos [165]. De estos, la mayoría de los informes procedían de Australia (13) y EE. UU. (9). Por el contrario, muy pocos países africanos informaron de patógenos “principales” de aparición reciente. Fueron objeto de muchos menos estudios que otros países, a pesar de que cultivan muchos huéspedes potenciales. Por ejemplo, no se registraron primeros informes de patógenos del trigo en Egipto, Marruecos, Etiopía y Sudáfrica, aunque la producción de trigo es significativa e importante en estos países. Además, el análisis mostró que incluso los países con primeros informes de patógenos fueron objeto de un número reducido de publicaciones (Figura 16); por ejemplo, Mozambique, Senegal y Burundi tenían menos de 11 publicaciones cada uno, Ecuador y Perú tienen menos de 20 publicaciones cada uno, y los países de Centroamérica menos de 25 publicaciones cada uno (ver también [166]). Los resultados de nuestro análisis también demuestran que de los 160 países que contribuyen a la investigación de los 30 ‘principales’ patógenos vegetales, sólo cuatro países africanos fueron objeto de más de 100 publicaciones desde 2010: Kenia (112 publicaciones), Níger (108), Nigeria ( 104) y Etiopía (102). De manera similar, aunque muchos países de América Central notificaron al menos uno de los patógenos, muy pocos de estos países tienen más de diez publicaciones sobre los patógenos “principales”. El mayor número de publicaciones de Centroamérica se encontró en Cuba (25) y Costa Rica (19). En general, ningún científico de África o América Central se encontraba entre los más activos en este campo de investigación. En resumen, el esfuerzo de investigación sobre los 30 patógenos vegetales “principales” identificados como de gran importancia para la seguridad alimentaria se realiza predominantemente en países más ricos. Muchos países más pobres están cultivando las plantas que albergan y son afectadas por estos patógenos, pero no siempre contribuyen o se benefician directamente de esta investigación. Tener mejores sistemas de monitoreo en los países más pobres que involucren a científicos locales, especialmente en África y América Central, no sólo proporcionaria una mejor comprensión del riesgo global de patógenos de plantas, sino que también contribuiría a nuestro conocimiento de la biología de estos patógenos en diferentes hábitats.

RECUADRO 7: TRIGO Y SUSCEPTIBILIDAD A LOS HECHOS FÚNGICOS En 2015, los rendimientos de trigo del Reino Unido aumentaron un 6%, lo que elevó la producción total a más de 16,68 millones de toneladas con un aumento anual de la productividad de 8,6 t / ha en 2014 a 9,1 t / ha en 2015 [167]. A pesar de estos resultados alentadores, existen cada vez más problemas de susceptibilidad a los patógenos que amenazan el mercado mundial del trigo. Las principales amenazas están asociadas con las royas del trigo. Muchos cultivares de trigo son atacados por la roya del tallo (Puccinia graminis f. Sp. Tritici) (PGT), especialmente por razas como Ug99 que superaron la resistencia de los cultivares resistentes al rasgo de un solo gen. Las razas de PGT también se han vuelto más virulentas y tolerantes a los climas más fríos, mientras que las razas de Yellow Stripe Rust (Puccinia Striiformis f. Sp. Tritici) (PST), se han adaptado a temperaturas más cálidas [168]. El PST ha experimentado recientemente una expansión en su diversidad genética que podría influir significativamente en su virulencia [169].
RECUADRO 8: INFECCIONES VIRALES EN PLANTAS DE CULTIVO Y ORNAMENTALES La mayoría de las plantas de cultivo en el Reino Unido son susceptibles a uno o más patógenos virales y estos patógenos plantean un desafío creciente para los fitomejoradores, especialmente con la retirada de muchos insecticidas que se estaban utilizando para controlar sus insectos vectores. Las pérdidas pueden ser elevadas: por ejemplo, el virus del enano amarillo de la cebada puede provocar una pérdida del 80% de los cereales de primavera [170], el virus del enano amarillo de la cebada puede provocar una pérdida del 30-50% de la cebada [171] y el virus del amarillo del nabo puede provocar una pérdida del 10-26 % de pérdida en colza
RECUADRO 9. AGROBACTERIUM TUMEFACIENS – UN PATÓGENO BACTERIANO Agrobacterium tumefaciens causa tumores de la agalla de la corona. Activa respuestas de crecimiento en las plantas a través de la transferencia de un segmento de ADN específico conocido como T-ADN. Es una de las bacterias más utilizadas en biología molecular vegetal [151] y se está utilizando para ayudar a propagar plantas de importancia económica como el caucho (Hevea brasiliensis) [173] y Jatropha curcas. También tiene un uso potencial en la propagación de especies en peligro de extinción. Sin embargo, A. tumefaciens sigue siendo un patógeno importante que causa pérdidas de cultivos, como lo ilustra su creciente impacto en los olivos (Olea europaea). Recientemente se ha aislado de la variedad “Chemlali”, la variedad de olivo más cultivada en Túnez, y está causando daños a las aceitunas en Argelia, Jordania, Australia y Argentina [174]

El personal y los fideicomisarios del Royal Botanic Gardens, Kew y la Fundación Kew desean agradecer a la Fundación Sfumato por financiar generosamente el proyecto El estado mundial de las plantas.

Sigue en el siguiente capítulo.- RIESGO DE EXTINCIÓN Y AMENAZA A LAS PLANTAS

REFERENCIAS EN EL ULTIMO CAPITULO