ONTOGENIA Y MORFOGENESIS DE ESCLEROCIOS Y PICNIDIOS DE Macrophomina phaseolina

Gunta Smits B.* y Raquel Noguera*

RECIBIDO: noviembre 26, 1987.

RESUMEN

La ontogenia y morfogénesis de esclerocios y picnidios de Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid. se estudió mediante el uso combinado de la miscrocopía electrónica de barrido y la microscopía de luz. La formación de los esclerocios del patógeno se inició por ramificaciones y entrelazamientos de filamentos hifales adyacentes, incremento en el tamaño de las células asociadas y compactamiento de la masa esclerocial. Externamente, los esclerocios maduros presentaron una apariencia sólida y compacta debido al colapsamiento de las células externas de las hifas periféricas; internamente fueron uniformemente reticulados a través de toda sus estructura, sin formación de tejidos especiales o anillos. EL estado picnidial se inició con la convergencia de los filamentos de hifas principales hacia un punto común, siguiendo un desarrollo de tipo sinfógeno dando origen a los primordios anillados, sobre los cuales se formaron los esbozos picnidiales y finalmente los picnidios. Externamente, los picnidios maduros presentaron forma subglobosa, de apariencia reticulada, con cuello corto y ostíolo circular; en su interior, los conidios se desarrollaron sobre conidióforos cortos, simples e hialinos que recubrían la pared de la cavidad central del picnidio.

P.C.: Macrophomina phaseolina; esclerocios, picnidios, ontogenia, morfogénesis.

INTRODUCCION

Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid., agente causal de la quemazón de plántulas y pudrición ceniza de tallos y raíces, de numerosos hospederos en el mundo, está considerado actualmente como uno de los patógenos que ocasiona graves pérdidas económicas en los países tropicales (6, 11).

La enfermedad causada por este hongo ha sido descrita en más de 400 especies de plantas y el amplio rango de hospederos incluye importantes cultivos como soya, sorgo, algodón, maní, caraota, ajonjolí y muchas otras plantas utilizadas por el hombre (4, 5). El patógeno infecta tanto plantas jóvenes como adultas, produciendo al principio lesiones negras y posteriormente manchas extensas de color gris blanquecino, en donde se localizan las estructuras reproductivos del patógeno (esclerocios y picnidios).

Gran parte de las investigaciones referentes al estado esclerocial del hongo se han orientado hacia aspectos ecológicos y epidemiológicos, debido a que los esclerocios constituyen los propágulos más importantes para la supervivencia del patógeno en el suelo (l, 10). El estado picnidial del hongo se ha observado en diversos tejidos de las plantas hospederas, sin embargo, no todos los aislamientos del patógeno producen picnidios en medios convencionales de cultivo, por ello, la mayoría de los trabajos realizados se refieren a los factores que condicionan la formación e inducción del estado picnidial (3, 12).

Es interesante señalar que son escasos los estudios realizados sobre el origen y formación de las estructuras reproductivos de muchos hongos, y más aún , sólo a pocos miembros de los Sphaeropsidales se les conoce en detalle la ontogenia de los picnidios (8), por ello, se consideró importante realizar un estudio sobre la ontogenia y morfogénesis de esclerocios y picnidios de Macrophomina phaseolina.

MATERIALES Y METODOS

EL aislamiento del hongo utilizado se obtuvo a partir de muestras de semillas de ajonjolí (Sesamum indicum L.) recolectadas en diversos campos de la Colonia Agrícola de Turén, estado Portuguesa.

Para inducir los estados esclerocial y picnidial del patógeno se prepararon medios seminaturales de cultivo: agar­papa­dextrosa (PDA) y agar con extracto de semillas de ajonjolí (12). En la superficie de los medios se colocaron 12 discos de celofán, previamente desinfectados con alcohol 80%, y se procedió a colocar un punto de inóculo sobre cada disco; las places fueron sometidas a un régimen de luz fluorescente continua a 26­28°C por 12 a 14 días.

Para el seguimiento de la ontogenia y morfogénesis de las estructuras reproductivas del patógeno se tomaron muestras a partir de las 12 horas de la inoculación, y fueron examinados directamente al microscopio de luz Para la observación al microscopio electrónico de barrido Hitachi S­500, del Centro de Microscopía Electrónica de la Facultad de Ciencias, UCV, las muestras fueron fijadas con glutaraldehido 2% en buffer fosfato a 4°C por varios días; luego # lavaron en buffer y agua destilada estéril, se dejaron secar al aire a temperatura ambiente y se cubrieron con ore.

RESULTADOS

La formación de los esclerocios del hongo se inició entre las 20 y 24 horas de la inoculación, comenzando con la proliferación de ramificaciones primarias en una hifa principal (Fig. 1), las cuales crecieron hacia otra hifa (Fig. 2). A medida que se produjeron ramificaciones secundarias, los filamentos se fueron entrelazando en una masa laxa de hifas que continuaron su crecimiento (Fig. 3). La masa hifal entretejida incrementó rápidamente de tamaño (Fig. 4) y los primeros esclerocios fueron observados al cabo de 40 horas de la inoculación.

La masa esclerocial fue haciéndose de forma esférica y las células se tornaron globosas (Fig. 5). Los esclerocios aumentaron de tamaño, por el crecimiento hifal en la periferia y las células globosas fueron incorporadas a la porción central de la masa esclerocial, compactándose (Fig. 6).

Al cabo de ocho días, los esclerocios alcanzaron su máximo tamaño (80 ­100 micras de diámetro), presentando una apariencia sólida debido al compactamiento y colapsamiento de las células externas de las hifas periféricas, fuertemente pigmentadas (Figs. 7 y 8), y uniformemente reticulados a través de toda su estructura, sin formación de tejidos especiales o anillos (Fig. 9).

El estado picnidial del patógeno se inició al cuarto día de la inoculación, cuando los filamentos de las hifas principales crecieron hacia un punto común y fueron agrupándose para formar anillos hifales o primordios picnidiales (Fig. 10), sobre los cuales las ramificaciones primarios y secundarias de las hifas se entrelazaron produciendo pequeños nudos miceliales o esbozos picnidiales (Figs. 11 y 12). Estas estructuras continuaron creciendo al mismo tiempo que las hifas periféricas fueron compactándose para dar lugar a la pared pseudoparenquimatosa del picnidio (Fig. 13) y formarse la cavidad central. Posteriormente se desarrolló el cuello, haciéndose evidente el ostíolo del picnidio.

En la Figura 14 se muestran las estructuras picnidiales en diferentes fases de desarrollo, notándose además las terminaciones hifales individuales alrededor del ostíolo (Fig. 15), las cuales fueron surgiendo a medida que maduraban los picnidios.

Externamente la estructura de un picnidio maduro presentó una forma subglobosa, de apariencia reticulada, pigmentada, de 125­230,u de diámetro, con cuello corto y ostíolo circular de 15­25,u de diámetro (Fig. 16).

En su interior, los picnidios contenían numerosos conidios hialinos, unicelulares, ovalados­alargados de 16­28 x 6­10,u, que se desarrollaron de conidióforos cortos, simples e hialinos, los cuales recubrían la cara interior de la pared de la cavidad central. Las picnidiosporas emergieron a través del ostíolo en forma de cirro color blanquecino.

DISCUSION

La mayoría de los estudios referentes a la formación de estructuras reproductivas y/o de resistencia de muchos hongos han estado limitados a las observaciones con el microscopio de luz (14, 15). Actualmente, el microscopio electrónico ha permitido examinar y correlacionar los cambios morfológicos que ocurren durante el desarrollo de estas estructuras (2, 7, 9).

Figuras 1 ­ 4. 1) Iniciación del estado esclerotial de Macrophomina phaseolina. 2) Proliferación de ramificaciones primarias y secundarias de una hifa principal. 31 Entrelazamiento laxo de las hifas. 4) Masa esclerocial.

Figuras 5 ­ 9. 5) Masa esclerocial con células globosas. 6) Esclerocio de seis días. 7) Esclerocios maduros mostrando el colapsamiento y compactamiento de las hifas periféricas. 8) Esclerocios fuertemente pigmentados. 9) Reticulación interna de un esclerocio maduro.

Figuras 10 ­ 13. 10) Primordio picnidial. 11) Nudo micelial. 12) Esbozo picnidial. 13) Compactamiento de la pared externa del picnidio.

Figuras 14 ­ 16. 14) Estructuras picnidiales en diferentes fases de desarrollo. 15) Detalle de un picnidio, mostrando terminaciones hifales alrededor del ostíolo. 16) Picnidios maduros.

Las investigaciones realizadas sobre la iniciación de los esclerocios en algunas especies de hongos señalan que pueden seguir diferentes patrones de desarrollo: uno, por engrosamiento, ramificación y septación de hifas principales, donde los esclerocios formados no presentan zonas definidas de tejidos en su interior y externamente tienen un arreglo hifal suelto; el otro tipo de desarrollo se caracteriza por repetidas ramificaciones de hifas y entrelazamientos de las mismas, para formar esclerocios. que presentan capas de tejidos diferenciables en anillo, corteza y médula (14,15).

Los resultados obtenidos evidencian que la formación esclerocial del aislamiento utilizado se inició por ramificaciones y entrelazamiento de filamentos hifales adyacentes, incremento en tamaño de las células asociadas y compactamiento a medida que las hifas continuaron creciendo; sin embargo, los esclerocios formados no presentaron ninguna complejidad morfológica a través de toda su estructura, debido a que fueron uniformemente reticulados, sin presentar zonas de tejidos diferenciables, como se señala para Sclerotinia spp. y Sclerotium rolfsii Sacc. (2,15).

En relación con la formación de picnidios, se ha considerado que estos cuerpos fructíferos se originan de nudos miceliales siguiendo tres tipos de desarrollo: meristemógeno simple, meristemógeno compuesto y sinfógeno (13); sin embargo, MAIELLO y PETERSON (8) señalan que los picnidios de Phyllosticta antirrhini se originaron de anillos hifales o primordios picnidiales y proponen que los tres tipos de desarrollo deben referirse a las hifas que contribuyen a la formación del primordio, debido a que aparentemente los picnidios maduros producidos a partir de los anillos hifales fueron indistinguibles de los originados por nudos miceliales. Los resultados obtenidos en este estudio confirman la presencia de los primordios anillados originados por un desarrollo del tipo sinfógeno (convergencia de varias hifas hacia un punto común), sobre los cuales se formaron los nudos miceliales (esbozos picnidiales) y finalmente los picnidios.

Los estudios sobre el origen y formación de cualquier cuerpo fructífero de los hongos deben basarse en la característica dinámica de cada hifa o de las hifas que inician las estructuras, y no sobre la estructura en si. La similitud morfológica de estructuras como esclerocios y/o picnidios en algunos hongos no implica igual ontogenia, más bien, una diversidad ontogénica sugiere diferencias taxonómicas.

AGRADECIMIENTO

Se agradece el soporte financiero del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas ­CONICIT-, mediante la subvención SI­1416.

A la Profesora Irama Casale, de la Escuela de Biología, UCV, damos las gracias por la revisión y sugerencias efectuadas al manuscrito.

SUMMARY

K.W.: Macrophomina phaseolina, sclerotia, pycnidia, ontogeny, morphogenesis.

BIBLIOGRAFIA

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