Manual de bacteriología y virología

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Manual de bacteriología y virología

  1. 1. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA ESCUELA SUPERIOR DE AGRICULTURA DEL VALLE DEL FUERTE DEPARTAMENTO DE PARASITOLOGÍA, RAMA DE FITOPATOLOGÍA NOTAS DEL CURSO DE: BACTERIOLOGÍA Y VIROLOGÍA PARASITOLOGIA 7mo. SEMESTRE ING. FIERRO CORRALES DAGOBERTO ING. MENA ADRIANO JORGE DANIEL Profesor JUAN JOSÉ RÍOS, SINALOA. AGOSTO DE 2009
  2. 2. UNIDAD I.- INTRODUCCIÓN. 1.1.- CONCEPTOS FITOPATOLÓGICOS. LA MICROBIOLOGÍA: Es un área de la biología que se encarga del estudio de los microorganismos en forma general. Esta ciencia empieza a desarrollarse a fines del siglo XVII, la razón de esto es que hasta esta fecha se contó con la ayuda de un instrumento óptico (microscopio) y además que en esta época prevalecía “LA TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA” y otra razón es que se desconocían las técnicas apropiadas para estudiar aspectos sobre estos microorganismos. LA FITOPATOLOGÍA: Es una ciencia de síntesis: toma datos y técnicas de campos diversos como lo es la Agricultura, Microbiología, Anatomía Vegetal y Ciencias del Suelo; sin embargo, la Fitopatología es una ciencia aplicada que comprende el estudio de las enfermedades de las plantas y pretende dar soluciones prácticas para solucionar el problema. Las enfermedades de las plantas se pueden clasificar en varias formas, tomándose en cuenta diversos aspectos. Uno de los métodos más comunes de clasificación es el tipo de agente y de esta manera se clasifican en: enfermedades infecciosas (todas aquellas provocadas por parásitos como: hongos, bacterias, virus, nemátodos, fitoplasmas, espiroplasmas, viroides, rikettsias, plantas parásitas, etc.) y enfermedades no infecciosas (provocadas por efectos del medio ambiente). FITOBACTERIOLOGÍA: Ciencia que se encarga del estudio de las bacterias que inducen enfermedades a los vegetales. ¿QUÉ SON LAS BACTERIAS?: Son microorganismos unicelulares procariontes, que carecen de clorofila y se reproducen principalmente por fisión binaria. Las bacterias fitopatógenas se definen como microorganismos unicelulares en forma de bastón, que carecen de clorofila, presentan pared celular y no tienen núcleo definido. La palabra BACTERIA proviene de las letras griegas: BACTERIE, que significa varita o bastón. 2
  3. 3. 1.2.- HISTORIA DE LA FITOBACTERIOLOGÍA. Investigadores que hicieron aporte al campo de la Bacteriología: ROBERTO HOOKE (1665): Fue el primero en observar protozoarios, utilizando lentes de 14 – 42 aumentos, analizando una gota de agua sucia, pero pasó a ser pura observación, ya que no describió y/o publicó nada. ANTON VAN LEEUWENHOECK (1675): Se interesó en el pulido de lentes y fue el primero en construir un microscopio simple (200 aumentos), reconoció a las bacterias y a otros microorganismos, se entusiasmó tanto con sus observaciones que escribió una serie de cartas a la REAL SOCIEDAD DE LONDRES, donde fue ignorado debido a la creencia en esa época sobre “LA TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA”. LUIS PASTEUR (1860): Experimentó en un frasco con caldo nutritivo en su interior, el cual permitía la entrada de aire libre pero filtrado, siendo con este experimento tan sencillo, lo que dio la pauta para refutar “LA TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA”. Además estudió la fermentación, producción de ácido láctico vía aerobiosis, estudia la enfermedad de la rabia en animales, ántrax del ganado, el cólera y la producción de vacunas y antisépticos. Considerando todas las aportaciones de este investigador, se le considera como “EL PADRE DE LA BACTERIOLOGÍA”. En el año de 1892 se le otorga el premio de la Soborna de París y en dicho reconocimiento menciona esta frase: “El hombre debe de tener un mejor modo de vida, tiene que buscar la verdad, no tener dudas, tener determinación aún en condiciones adversas, preguntarse que he hecho para mi persona y que he hecho para mi pueblo. Vivan felices por todo lo que han hecho para la humanidad”. ROBERTO KOCH (1876).- Trabajando en el laboratorio de PASTEUR, demuestra que el ántrax del ganado es ocasionado por una bacteria, al igual que la tuberculosis en humanos. Fue el primero en utilizar medios de cultivos de microorganismos en cultivos mixtos. Además estableció los criterios para determinar la patogenicidad de microorganismos parásitos, a lo que actualmente conocemos como POSTULADOS DE KOCH. TOMÁS BURRIL (1880).- Investigador que relacionó por primera vez a las bacterias como fitopatógenas, siendo la bacteria Micrococus amylovorus, hoy conocida como Erwinia amylovora, causante del “tizón de fuego” del peral y del manzano. 3
  4. 4. WAKER (1883).- Trabajando en el laboratorio de DE Bary, aisló y comprobó la patogenicidad de Xanthomonas hyacinty la cual ocasiona la enfermedad del “amarillamiento del jacinto”. ARTHUR (1886).- Trabajando en Nueva York, comprueba y afirma los resultados de BURRIL y WAKER. QUAITE (1891).- Asistente de BURRIL, estudió la epidemiología de Erwinia amylovora, además de la distribución o dispersión por medio de vectores. SAVASTANOI (1887).- Observó y describió las agallas de las ramas de olivo ocasionadas por Pseudomonas savastanoi. ERWIN F. SMITH (1887).- Estudia enfermedades de mucha importancia en América Latina, como la marchitez de las cucurbitáceas y la venación negra de las crucíferas. Dedicó aproximadamente 40 años al estudio de las bacterias fitopatógenas, por lo que en su honor, se le da el nombre al género Erwinia. 1.3.- IMPORTANCIA Y DISTRIBUCIÓN DE LAS BACTERIAS FITOPATÓGENAS. En la actualidad el hombre por obtener productos vegetales diversos que satisfagan sus necesidades de alimentación, vestido y otras de menor importancia, se encuentran factores que disminuyen y en casos extremos aniquilan los rendimientos de los cultivos. Entre otros factores y en orden de importancia tenemos los insectos, ENFERMEDADES, malas hierbas y roedores. Las bacterias son importantes por varios puntos de vista: 1. Son importantes en la ciencia de la biotecnología. 2. Son importantes en la ciencia de la geomicrobiología. 3. Son importantes en la genética microbiana. 4. Son importantes porque forman parte de los ciclos constructivos y destructivos. 1.- Importancia en la ciencia de la biotecnología. Se utilizan bacterias fitopatógenas para la producción y recombinación de algunos productos, ejemplo: a. Escherichia coli: produce ÍNDIGO (teñir mezclilla). b. Clavibacter sp.: se utiliza para producir tomates secos, (CAMBELL) absorbe agua. c. Xanthomonas campestris: capaz de endulzar chiles sin calorías. d. Erwinia: la utiliza la Renault para filtrar los aceites (devoran impurezas). e. Xanthomonas sp.: produce cervezas sin calorías (Alemania). f. Erwinia: destapa caños en (Francia). 4
  5. 5. g. Pseudomonas: se utiliza para evitar que se encienda la lana. 2.- Importancia de las bacterias en la geomicrobiología. Se han utilizado principalmente en Noruega, bacterias capaces de producir gas, también descomponen derivados del petróleo para su utilización en la industria, ejemplo: con la ayuda de las bacterias se disminuye el costo para la obtención de vaselina. 3.- Utilidades de las bacterias en genética microbiana. Se refiere al intercambio de genes o bien a las bacterias como portadoras de genes. Estos experimentos se iniciaron en Bélgica y en la actualidad se usan en Suecia Y E.U. utilizando el género Agrobacterium y Bacillus para el intercambio o traspaso de genes. 4.- Debido a que forman parte de los ciclos constructivos y destructivos. Intervienen en los ciclos del Carbono, Nitrógeno y Azufre. En el ciclo del Carbono: algunos géneros de bacterias descomponen a los vegetales. En le ciclo del Nitrógeno: están involucradas bacterias del género: Nitrobacter: descomponen el amoniaco a nitritos. Nitrosomonas: degradan los nitratos a nitritos. Las bacterias fitopatógenas juegan un papel muy importante en el ciclo destructivo de los vegetales debido a que ocasionan daños de suma importancia en la agricultura. De las 1800 especies de bacterias que se conocen, aproximadamente 200 se comportan como fitopatógenas, ejemplos: Pseudomonas solanacearum: ataca diversos cultivos de importancia en el mundo. En el año de 1903 en Florida ocasionó pérdidas entre el 25-100% en el cultivo del tabaco. En México en el año de 1975 ocasionó pérdidas del 10-100% en el cultivo de la papa. En la isla de Java en el año de 1978, causó el 25% de pérdidas en el cultivo de cacahuate; en Chiapas se han abandonado plataneras por los daños ocasionados por esta bacteria. Erwinia amylovora: (Tizón de fuego del peral y manzano). Es una bacteria de mucha importancia en el mundo. En el año de 1901 a 1904, se presentó una epifitia en el valle de San Joaquín, California, destruyendo aproximadamente 150,000 (95%) árboles de manzano y peral por lo que el cultivo se desplazó al Valle de Sacramento, California. Agrobacterium tumefaciens: (Agallas de la corona). En 1963 en California, fue la enfermedad más seria en 14 frutales de importancia. Para el año de 1971 ocasionó pérdidas de 7 millones de dólares. Pseudomonas corrugata: Reportada en E.U. y recientemente un problema potencial para el cultivo de tomate y chile en el estado de Sinaloa. 5
  6. 6. 1.4.- SINTOMATOLOGÍA BACTERIANA. Las funciones principales de los fitopatólogos son el diagnóstico de las enfermedades de las plantas, la determinación de su causa y el desarrollo de métodos de control. Siendo una herramienta más la sintomatología inducida por las bacterias. Son muy pocas las especies de plantas cultivadas que no están propensas al ataque de los agentes fitopatógenos; sin embargo, existen bacterias o especies que son compatibles a una sola especie de planta, aunque también existen especies de plantas que son susceptibles a más de una especie de bacterias a la vez. Los síntomas pueden indicar la existencia de una enfermedad, pero ellos no son en sí la enfermedad, estos son utilizados como guías para diagnosticar la naturaleza o causa de una enfermedad en particular. Entre las enfermedades bacterianas encontramos variados tipos de síntomas, los cuales son divididos en cuatro categorías: 1.- Cambios de color.- Alteraciones presentes en los plastidios, vacuolas o cloroplastos dando como consecuencia:  Clorosis: retardamiento o disminución de la clorofila por anormalidades en los cloroplastos.  Amarillamiento. Disminución de clorofila e incremento de carotenos y xantofilas.  Antocianocencia: coloración púrpura como resultado del incremento del pigmento antocianina. 2.- desintegración de tejidos: Son ocasionados por la acción enzimática o toxinas que producen los patógenos sobre la pared del hospedante y/o afectando el protoplasma celular.  Pudrición: áreas muertas debido a la maceración de tejidos con presencia de exudados bacterianos. Esta pudrición puede ser de consistencia seca o húmeda.  Cancro: Necrosis restringida en los tejidos corticales de tallos y raíz con crecimiento secundario, usualmente delimitado por tejido sano.  Necrosis: Áreas donde las células sufren primeramente plasmólisis, colapso y la muerte. En ocasiones éstas áreas presentan una coloración oscura o castaña debido a la producción de melaninas.  Tizón: Desintegración rápida de los tejidos seguida por la muerte celular, esta puede ser parcial o total del hospedante (producción de toxinas) también definida como lesiones de crecimiento indeterminado.  Mancha: Necrosis localizada en cualquier parte de la planta. 6
  7. 7. 3.- Desarrollo anormal del crecimiento: Ocasionado por alteraciones en las sustancias reguladoras del crecimiento ya sea aumentando o disminuyendo su concentración.  Agalla: desarrollo anormal donde las células dañadas sufren el fenómeno de Hiperplasia (multiplicación excesiva de las células) o Hipertrofia (aumento de tamaño de las células).  Fasciación: proliferación excesiva de brotes como consecuencia de la Hipoplasia (poca división celular), presentándose la planta como arrosetada. 4.- Daños al sistema vascular  Marchitez: Flacidez o pérdida de turgencia de la planta debido al taponamiento de los vasos que conforman este sistema, ya sea por estructuras del patógeno, sustancias que las bacterias producen o estructura del tejido vegetal. 1.5.- SEROLOGÍA Y PRODUCCIÓN DE ANTISUEROS. Los métodos serológicos, a juzgar por la cantidad de trabajos que se han realizado y los resultados que se han obtenido, son de un valor incalculable para la identificación y diagnosis de rutina, así como un método cuantitativo para el estudio de algunos microorganismos. Por lo anterior, es indispensable conocer las ventajas y limitaciones de la serología. Con las técnicas serológicas se detectan microorganismos en bajas concentraciones en tejidos vegetales, pero para esto se requiere contar con el antisuero específico y la obtención de este es minuciosa y lleva tiempo. Si un animal de sangre caliente es infectado con un agente que causa enfermedad, como una bacteria o virus, en respuesta a la infección aparecen en su sangre proteínas del grupo de las globulinas que se les llama anticuerpos. Se puede demostrar la presencia de anticuerpos en el suero de la sangre del animal inoculado, por la propiedad que tienen de combinarse “IN VITRO”, produciendo una reacción visible con la bacteria o virus que causó la infección. Este acto de combinación, que se puede demostrar de muchas maneras, constituye la base de las pruebas serológicas. Un animal puede producir anticuerpos no solamente en respuesta a la infección con un agente causante de enfermedad, sino también con una gran cantidad de materiales extraños, generalmente proteínas y polisacáridos. Cualquier sustancia que estimula la producción de anticuerpos y que además puede combinarse con ellos “IN VITRO” se denomina antígeno. Al suero que contiene anticuerpos se le llama antisuero, mientras que al suero proveniente de un animal al que nunca se le ha eyectado un material antigénico se le nombra suero normal. Con el fin de producir antisueros específicos para una determinada bacteria, dicha especie de bacteria completamente purificada e inactivada se debe de inyectar a un animal, de preferencia a un conejo. Para obtener antisueros bien concentrados (títulos altos), por lo general se emplean procedimientos que hayan sido exitosos en otras ocasiones. Después de un tiempo prudencial, en el cual se considera (se detecta) que se ha formado la mayor 7
  8. 8. cantidad posible de anticuerpos, se extrae la sangre del animal inmunizado y se separa la fracción suero. Este antisuero es valorado seguidamente para determinar su título. Para preparar un antisuero para una bacteria específica se sigue el siguiente procedimiento: 1. Preparación del antígeno: se prepara una suspensión bacteriana con concentración aproximada de 3 x 109 células por mL, en solución salina al 0.85% esterilizada y utilizando una cepa purificada en un cultivo de 48 hr de edad. Posteriormente, las bacterias se colocan en baño maría, a 60° C durante 2 horas para inactivarlas, aunque también se pueden matar con cloroformo, glutaraldehido o con otros métodos. Para tener la certeza de que las bacterias murieron al ser expuestas a esta temperatura, se toma una muestra de la suspensión tratada y se siembra en una placa de medio artificial. 2. Inmunización del conejo: Para la inmunización se selecciona un conejo macho, joven, sano, de color blanco y se mantiene con alimento balanceado. Cuatro días antes de inyectarlo por primera vez y con un día de ayuno, se le extraen 10 mL de sangre para obtención de suero normal; el suero normal se utiliza para pruebas de aglutinación o de titulación del antisuero. Para el sangrado del conejo, manualmente se le quita el pelo de una oreja hasta descubrir una vena; a esta vena, con una navaja de afeitar nueva y flameada, en la región más alejada de la cabeza se le practica una pequeña herida longitudinal. La sangre se recoge con cuidado en un vaso de precipitado, tratando de que las gotas escurran por la pared interna del recipiente con el fin de que no golpeen y se rompan los glóbulos rojos. Esta sangre obtenida se deja en reposo durante 1 hr, 20 min y después, con una espátula se separa el coágulo de las paredes del vaso; después de una noche de refrigeración, por decantación se obtiene el suero, que se debe de observar de color amarillo, ya que si se observa rojo, significa que se rompieron glóbulos rojos y entonces es necesario centrifugar para clarificar el suero. El suero obtenido se conserva en congelación hasta el momento en que es utilizado. La inyección del antígeno en el cuerpo del conejo se realiza bajo un programa calendarizado, como se muestra en el cuadro siguiente: 8
  9. 9. Programa para la inmunización del conejo en contra de una bacteria específica. Fecha Volumen del antígeno a observaciones inyectar ------------------- 0.1 mL Intravenosa en la oreja A los 3 días 0.2 mL Intravenosa en la oreja A los 2 días 0.3 mL Intravenosa en la oreja A los 2 días 0.5 mL Intravenosa en la oreja A los 3 días 0.5 mL Músculo de la pata A los 8 días 1.0 mL Músculo de la pata A los 5 días 2.0 mL Músculo de la pata Cuando se inyecta 1.0 mL en el músculo de la pata, el antígeno se puede mezclar con un coadyuvante (sustancia a base de aceite, más compuestos con fuerte capacidad antigénica, que puede ser de bacilos tuberculosos muertos o atenuados). PRUEBA DE AGLUTINAMIENTO O TÍTULO DEL ANTISUERO Los conejos, al igual que otros animales, producen anticuerpos en contra de sustancias o microorganismos extraños que penetran a su cuerpo. Para demostrar la presencia de anticuerpos en la sangre. Al conjugarse el antígeno con el anticuerpo se forman agregados de alto peso molecular que se precipitan y se agregan en el fondo de tubos de ensayo. Después de tres días de la última inyección, al conejo se le extrae una pequeña cantidad de sangre, como se describió anteriormente. De esta sangre se obtiene antisuero y se realiza la titulación de la manera siguiente:  Se preparan 10 tubos de ensayo con solución salina al 0.85% (dos con 0.9 mL y el resto con 0.5 mL) y se esteriliza con presión y calor húmedo.  A un tubo con 0.9 mL con solución salina se le agrega 0.1 mL de antisuero, para que la dilución quede 1:10. Después de agitar perfectamente, de esta primera dilución se toma 0.5 mL y se vacían en otro tubo de ensayo con 0.5 mL de solución salina, para que quede una dilución 1:20 en este segundo tubo y así se prosigue diluyendo hasta llegar al 1:2560. Del tubo con la última dilución se desechan 0.5 mL para que todos los tubos queden con 0.5 mL de la mezcla.  A cada tubo se le adicionan 0.5 mL de antígeno para aforar a 1.0 mL y se dejan en reposo en una gradilla. Nota: A otro tubo de ensayo con 0.9 mL de solución salina biológica, se le adiciona 0.1 mL del suero normal; se desechan 0.5 mL y después se le adicionan 0.5 mL del antígeno. Este es el tubo que se utilizará como testigo. 9
  10. 10. Algunas pruebas serológicas son la aglutinación, doble difusión en agar, inmunofluorescencia, látex y ELISA. II. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS BACTERIAS FITOPATÓGENAS. 2.1.- MORFOLOGÍA 2.1.1.- Forma.- el cuerpo de la mayoría de las especies de bacterias está constituido por una sola célula que puede variar su forma, de acuerdo con la especie: así pues, hay esféricas (cocos), elipsoidales (espirilos), bacilares (bacilos) y las de forma de coma; todas las fitopatógenas poseen su cuerpo en forma bacilar o bastón. Un grupo especial de microorganismos posee un cuerpo multicelular y filamentoso, como el de los hongos. 2.1.2.- Tamaño.- el tamaño de las células de las bacterias fitopatógenas varía de 0.6 a 4.5 micras de longitud por 0.5 a 1.0 micras de diámetro. 2.2.- ESTRUCTURA El examen microscópico de una célula bacteriana revela ciertas estructuras como: pared celular, cápsula, flagelos, pilis, membrana plasmática, citoplasma y organelos o estructuras citoplasmáticas. 2.2.1.- Pared celular.- Es la envoltura de las células procarióticas, es una estructura que le confiere rigidez a la célula, le da forma y sirve de soporte a la presión interna, la cual generalmente es de 5 a 20 atmósferas; además forma parte en la división celular y le da especialidad antigénica para la identificación. La pared celular representa el 20% del peso seco de la célula bacteriana y sus componentes químicos son: aminas, aminoácidos, ácidos teitoicos, azúcares y lípidos. 2.2.2.- Membrana citoplasmática (MC).- Situada inmediatamente después de la pared celular. Esta juega un papel importante en los procesos de biosíntesis basándose en el número de enzimas que se encuentran en su nivel; en la excreción de enzimas hidrolíticas. Además juegan un papel importantísimo en la respiración y transferencia de sustancias. Es una estructura que esta formada por capas de proteínas, lípidos y enzimas. Las bacterias Gram + tienen dos capas y las Gram – tienen cuatro. 2.2.3.- Mesosomas.- Se encuentran en la membrana citoplasmática y es un retículo que se encuentra entre la MC que limita el contenido citoplasmático y aparecen como expansiones de la misma membrana. Están relacionados directamente con el aparato nuclear de la célula bacteriana y se les atribuye que tienen función directa en la síntesis del septum transversal, o sea el que divide la célula al momento de la reproducción asexual. 10
  11. 11. 2.2.4.- Citoplasma. Está definido como un HIDROGEL COLOIDAL, es un fluido que contiene sustancias disueltas y partículas en suspensión como los ribosomas. El 80% del citoplasma corresponde a agua y el resto lo componen ácidos nucleicos (AN), proteínas, carbohidratos, lípidos, iones orgánicos, compuestos de bajo peso molecular y partículas diversas. En este fluido espeso ocurren muchas reacciones químicas tales como la síntesis del material celular a partir de los nutrientes (anabolismo). El pH del citoplasma es de 7.0 y 7.5 (neutro). Además de los ribosomas, el citoplasma contiene: el material nuclear (núcleo), sustancias de reserva (gránulos) y pequeños órganos especializados. 2.2.5.- Ribosomas.- Son partículas o pequeñas granulaciones esféricas que se encuentran libres en el citoplasma o bien asociados a la parte interna de la MC. Los ribosomas están compuestos aproximadamente en un 60% de ARN y un 40% de proteínas. En los ribosomas se lleva a cabo la biosíntesis de proteínas. 2.2.6.- Granulaciones o sustancias de reserva del citoplasma.- Las bacterias pueden acumular materiales orgánicos e inorgánicos en el citoplasma y constituyen reserva de energía; cuando estas sustancias llegan a acumularse en una cantidad suficiente, forman lo que se llama granulaciones. Cada grupo o especie de bacteria sintetiza una sola categoría de sustancias y ésta puede ser: almidón, glucógeno, sustancias carbonatadas y Nitrógeno. 11
  12. 12. ESTRUCTURA CELULAR DE UNA BACTERIA FITOPATÓGENA 2.2.7.- Material nuclear (Nucleoide).- Las células procarióticas (bacterias) no poseen una membrana que englobe al núcleo. El material nuclear ocupa la zona central de la célula y parece estar unido a los mesosomas. Este material nuclear llamado nucleoide esta formado por un único cromosoma circular. Es el portador del material genético (herencia). Como se mencionó anteriormente el aparato nuclear tiene un solo cromosoma y este cuerpo cromosomático tiene una estructura fibrilar que está constituida exclusivamente de ADN y, el mensajero del ADN es transmitido bajo formas de ARN mensajero, que luego va a transformarse en secuencias polipéctidas que formarán las proteínas de estructura o bien las enzimas. 2.2.8.- Plásmidos.- Son fragmentos extracromosomáticos de ADN. Son portadores de la variación genética (resistencia). 2.2.9.- Elementos inconstantes en las bacterias.- Existen estructuras que solo están presentes en ciertos grupos o especies de bacterias como lo son: 2.2.9.1.- Cápsula.- es un material mucilaginoso que rodea a la pared celular, protege a las células contra la desecación (deshidratación) y fagocitosis; también se cree 12
  13. 13. que está involucrada con la patogenicidad, ya que algunos mutantes avirulentos carecen de este mucílago; además le da adherencia a la célula y sirve de reserva de carbohidratos 2.2.9.2.- Flagelos.- Son estructuras en forma filamentosa compuestas por proteínas (flagelina) y 14 aminoácidos (queratomicina del flagelo). Miden aproximadamente tres veces la longitud de la célula bacteriana. Su función es darle movimiento a la célula y funcionar como estructuras quimiorreceptoras. 2.2.9.3.- Pilis o fimbrias.- Son estructuras que se encuentran distribuidas en gran cantidad alrededor de la célula bacteriana. A diferencia de los flagelos, son cortas, quebradizas y contienen una proteína que se llama “pilina”. Generalmente se encuentran con mayor frecuencia en las bacterias Gram – y son más raras en las Gram +. Se consideran de importancia en la fusión, al momento de la conjugación bacteriana (paso de plásmidos a través del pili de una célula a otra) y le da adherencia a la célula. III. FISIOLOGÍA BACTERIANA. 3.1.- NUTRICIÓN BACTERIANA. Una de las características que hace importante a las bacterias es su rápida reproducción y por esto LA NUTRICIÓN BACTERIANA debe de estar completada con dos tipos de sustancias: Sustancias elementales.- Es decir, los materiales constitutivos de la célula, como son: C, N, O, H y en menor proporción sustancias minerales y sustancias orgánicas (Ca, K, Mg y P). Estos constituyentes permiten a las células bacterianas elaborar sus propios alimentos. Para estudiar la nutrición de las bacterias es necesario analizar las necesidades elementales y energéticas necesarias para su crecimiento, al igual que los factores físicos y químicos que la condicionan, ya que las bacterias se multiplican a partir de los alimentos o nutrientes presentes en los medios de cultivo. Las bacterias siempre tienen un número de necesidades comunes, como son las necesidades elementales (N, H2O, fuentes de energía) y otros que son capaces de utilizar ciertos elementos, requieren de sustancias orgánicas que son capaces de sintetizar, por ejemplo, los aminoácidos, vitaminas, bases puricas y pirimídicas y éstos son los que conocemos como FACTORES DE CRECIMIENTO. Entre los aminoácidos están: lisina, ácido glutámico, arginina y el triptofano, mientras que en las vitaminas están: riboflavina y el ácido pantoténico. Intervienen también en la nutrición y el crecimiento de los FACTORES FÍSICOS, los cuales pueden impedir, inhibir o bien acelerar la nutrición y dentro de estos factores tenemos: temperatura, pH y O2. 13
  14. 14. Temperatura.- Ya que el proceso de desarrollo de las bacterias depende de reacciones químicas y la velocidad con que se efectúan estas reacciones es influida por la temperatura, el patrón de desarrollo bacteriano puede ser influido profundamente por esta condición. La temperatura puede, en parte, determinar la velocidad de crecimiento y el grado total de desarrollo de los microorganismos. Las variaciones en la temperatura también pueden influir en los procesos metabólicos y en la morfología celular. Cada especie de bacterias crece a temperaturas que están dentro de ciertos límites. De acuerdo a las necesidades de temperatura para la nutrición y crecimiento las bacterias se pueden dividir en los siguientes grupos:  Psicrófilas: Capaces de desarrollarse a 0° C o menos, aunque crecen mejor a temperaturas superiores, cercanas a 15 o 20° C.  Mesófilas: Crecen mejor en límites de temperatura que va de 25 a 40° C.  Termófilas: Crecen mejor entre 45 y 60° C. Los límites de desarrollo de algunas bacterias termófilas se extienden a la región mesofílica. A estas especies se les conoce como termófilas facultativas o euritermófilas. Otras que pertenecen a las termófilas crecen mejor a temperaturas superiores a los 60° C y no se desarrollan a temperaturas que están en la región mesofílica. Estas especies se denominan termófilas verdaderas, termófilas obligatorias o estenotermófilas. La temperatura de incubación que permite a las bacterias el desarrollo bacteriano en un período corto (12 a 24 hrs) se llama temperatura óptima de crecimiento. Aunque cabe señalar que la temperatura óptima de crecimiento así definida, puede no serlo para otras actividades celulares. Gases.- Los gases principales que afectan el desarrollo bacteriano, son el oxígeno y el dióxido de carbono. Las bacterias presentan una respuesta amplia y variable al oxígeno libre, y sobre esta base se dividen en cuatro grupos:  Aerobias: bacterias que se desarrollan en presencia de oxígeno libre.  Anaerobias: bacterias que se desarrollan en ausencia de oxígeno libre.  Anaerobias facultativas: bacterias que se desarrollan tanto en presencia como en ausencia de oxígeno libre.  Microaerófilas: bacterias que crecen en presencia de pequeñísimas cantidades de oxígeno libre. pH.- En la mayor parte de las bacterias el pH óptimo de crecimiento está entre 6.5 y 7.5, aunque algunas bacterias pueden desarrollarse a pH extremo, en la mayor parte de las especies los límites mínimos y máximos corresponden a cualquier punto entre pH 4 y 9, en cuanto a necesidades de pH hay bacterias:  Acidófilas: se desarrollan en pH ácido (< 7).  Basófilas: se desarrollan en pH alcalino (> 7.5).  Neutrófilas: se desarrollan en pH neutro (7). 14
  15. 15. IV.- PROCESOS DE COMPATIBILIDAD E INFECCIÓN DE LAS FITOBACTERIAS. Los agentes cambiantes de enfermedad son muy cambiantes porque sus poblaciones genéticamente no son estables ni uniformes, de ahí que cultivos de plantas resistentes a una raza de un patógeno, con el tiempo llegan a perder su resistencia. La mayoría de las plantas son resistentes al ataque de la mayoría de los patógenos vegetales. En la naturaleza es muy frecuente que las plantas sean atacadas por parásitos y aún así la mayoría de éstas permanecen sanas, o sea que los microorganismos no llegan a inducirles enfermedad; lo anterior indica que la resistencia es la regla o la generalidad y la enfermedad es la excepción. Aún cuando muchos microorganismos potencialmente fitoparásitos llegan a estar en contacto con su hospedante, no le pueden inducir enfermedad, porque para que esto suceda debe de existir una relación genética, fisiológica y específica entre los dos, que le permita al patógeno ser aceptado por las células hospedantes. Lo anterior se da siempre y cuando las condiciones del ambiente favorezcan esa relación. Las plantas influyen sobre los parásitos en forma física y química. Cuando en las hojas existe mucha cera y esta es de calidad, el agua de rocío o de lluvia resbala impidiendo que se presente una película de humedad que favorezca el establecimiento preintroductorio del parásito; lo anterior es un ejemplo de influencia física. La influencia química se da de muchas formas, como ejemplo se puede mencionar la producción y exudado de sustancias (aminoácidos, azúcares, vitaminas, toxinas, etc.) ya sea por las raíces o partes aéreas de las plantas que favorecen o desfavorecen al microorganismo; en ocasiones estos exudados son tóxicos para algunos microorganismos y para otros no, otras veces inhiben la germinación de estructuras de resistencia del parásito o actúan como atrayentes o repelentes de los mismos. Las células bacterianas individuales son muy frágiles y están desprotegidas, por lo tanto deben de encontrar con rapidez un ambiente propicio para su proliferación y así evitar la muerte. Los requerimientos inmediatos son alta humedad relativa y un sustrato nutricional adecuado; aunque una nutrición mínima y alta humedad relativa con frecuencia son suficientes para establecer la infección, la temperatura óptima y la presencia de ciertos factores de crecimiento aumentan la velocidad de proliferación. Los procesos de infección incluyen:  Migración de la bacteria desde el lugar de multiplicación o sobrevivencia hasta el hospedante.  Reconocimiento y contacto de la bacteria con su hospedante.  Penetración y establecimiento de la bacteria en los tejidos hospedantes. Ya que el patógeno se ha establecido en el hospedante, los procesos de infección terminan y a este momento se le considera como el tiempo en que se inicia la fase logarítmica de la división celular. 15
  16. 16. 4.1.- INOCULACIÓN. La inoculación es el proceso mediante el cual entran en contacto, el patógeno (en este caso una especie de bacteria) con la planta hospedante. Las bacterias pueden migrar desde el sitio de hibernación o desde su fuente de multiplicación por medios propios o auxiliada por otros agentes como el agua, los insectos, el hombre, el viento, entre otros. Las bacterias en el suelo se pueden tener en contacto accidentalmente con las raíces como consecuencia del crecimiento radical, sin embargo el contacto se da más bien como resultado de la locomoción del microorganismo en suelos microcapilares; la migración no es un movimiento al azar, sino una respuesta a estímulos que se originan en el hospedante. Los flagelos, además de proporcionar locomoción a las células bacterianas, capacitan al patógeno para recibir el estímulo y tomar contacto con su hospedante para causarle infección. Las bacterias fitopatógenas son capaces de seguir un gradiente de concentración químico. La atracción de los patógenos es hacia sustancias o soluciones aminoácidos, azúcares, nucleótidos y vitaminas. Los fluidos que emanan de aberturas naturales (gutación) de las plantas presentan altos contenidos de aminoácidos (arginina y metonina) y carbohidratos (ribosa, arabinosa, glucosa), por lo que ejercen fuerte atracción hacia las células bacterianas. El reconocimiento es un requisito universal de sobrevivencia y se da entre los dos organismos participantes. En este caso particular el patógeno reconoce los estímulos o las sustancias y la topografía del hospedante. Según Sequéira, el reconocimiento es un evento temprano específico que (induce) dispara una rápida respuesta en el hospedante, ya sea facilitando o impidiendo el crecimiento del patógeno. El reconocimiento se establece mediante superficie de dos organismos que se ponen en contacto (esto último es la Teoría de Moléculas Complementaria), en la pared celular o en la membrana citoplasmática de las células del hospedante pueden estar presentes proteínas o glicoproteínas que se reconocen con los carbohidratos del patógeno. Esta complementariedad manda una señal que llega a los organelos de la célula hospedante y se da una respuesta (reacciones) que puede ser positiva (se acepta el patógeno y la enfermedad se desarrolla) o negativa (opuesta al patógeno y se disparan los mecanismos de defensa) y se forman barreras estructurales o barreras químicas. 4.2.- PENETRACIÓN. Para que las bacterias causen infección en plantas hospedantes susceptibles, se requiere que primero penetren a los tejidos y tomen contacto con las sustancias que ellas necesitan para su desarrollo y multiplicación. En casos excepcionales, algunas bacterias no necesitan penetrar para llegar a causar indirectamente daño en plantas, esto es cuando el microorganismo se desarrolla y produce sustancias como desecho de su metabolismo cerca de órganos vegetales como la raíz, dichas sustancias son absorbidas por las planta y entonces le pueden provocar toxicidad. Se requiere de una película de agua sobre los órganos del vegetal para que las bacterias puedan nadar y llegar a los sitios específicos de penetración. Esta humedad se 16
  17. 17. proporciona por lluvia, rocío, riego, liberación natural de agua por las aberturas naturales de las plantas y por el escape de agua por heridas producidas por agentes extraños. Además de la humedad, también el sustrato nutricional adecuado y una temperatura apropiada favorecen la penetración de las bacterias. Las bacterias tienen que penetrar rápidamente en sus hospedantes por que al no tener capacidad de producir estructuras de resistencia, las células bacterianas se desecan con facilidad y en poco tiempo, en la superficie de los órganos de las plantas. Las bacterias no desarrollan órganos o estructuras especiales para romper las barreras estructurales de las plantas y así penetrar directamente, como lo hacen la mayoría de los hongos, las plantas superiores parásitas de otras plantas y los nemátodos; tampoco producen sustancias que lleguen a desdoblar las ceras cuticulares y las cutinas presentes en la cutícula de las plantas. Por tales razones las bacterias utilizan las aberturas naturales que tienen las plantas y las heridas que se producen por diversos factores o agentes para introducirse en los tejidos hospedantes. 4.2.1.- PENETRACIÓN POR ABERTURAS NATURALES. Las plantas presentan una variedad de aberturas naturales para realizar algunas de sus funciones esenciales como es la transpiración, intercambio de gases, eliminación de exceso de agua o de sustancias nocivas, secreción de néctar, entre otras. Estas aberturas son los estomas, que se localizan en las hojas, tallos, raíces y tubérculos en sustitución de los estomas: axilas de hojas, pecíolos, etc.; y los hidátodos, que están presentes en los bordes o ápices de las hojas o lóbulos, o bien en las puntas de prolongaciones piliformes. Penetración por estomas.- Los estomas son diminutas aberturas que se localizan en la epidermis de los órganos verdes de las plantas, regulan la transpiración y el intercambio de gases con el ambiente. Al ser las hojas los órganos más expuestos de las plantas, los estomas son orificios que las bacterias utilizan con frecuencia para penetrar a los tejidos vegetales, principalmente cuando se presentan lluvias o rocío que elevan la humedad relativa del ambiente. La bacteria Pseudomonas syringae pv. tabaci (P. tabaci) que causa la enfermedad conocida como “quemazón” o “fuego silvestre” del tabaco y soya, penetra por estomas aunque también puede penetrar por hidátodos y por heridas producidas por insectos y otros agentes. Otras bacterias que pueden penetrar por estomas son: Xanthomonas campestris pv. citri (X. citri), cáncer bacteriano de los cítricos; P. syringae pv. phaseolicola (P. phaseolicola), tizón del halo del Frijol; X. campestris pv. phaseoli (X. phaseoli), tizón común del Frijol; X. campestris pv. vesicatoria (X. vesicatoria), mancha bacteriana del tomate y chile, y muchas otras especies más. Penetración por lenticelas.- Las lenticelas son protuberancias visibles a simple vista, tienen una abertura en forma de lenteja y se localizan en la corteza de las plantas leñosas para reemplazar a los estomas de la desaparecida epidermis. Las plantas utilizan las lenticelas para el intercambio de gases. Durante el desarrollo de las lenticelas en la corteza 17
  18. 18. se producen grietas o fisuras que son invadidas por algunas bacterias, antes de presentarse la suberización, para así introducirse en los tejidos de las plantas. Aun cuando las siguientes bacterias y otras muchas pueden penetrar de otra forma, aprovechan las lenticelas para introducirse a tallo y tubérculos: P. syringae pv. tabaci (P. tabaci); Erwinia carotovora pv. carotovora (E. carotovora), pudriciones blandas de órganos carnosos; Erwinia carotovora pv. atroseptica (E. atroseptica), pudriciones blandas y pierna negra o pié negro de la papa; E. amylovora, tizón del fuego del peral y manzano. Penetración por nectarios.- Los nectarios son órganos con abertura que secretan néctar y pueden ser florales o extraflorales. Algunas bacterias como Erwinia amylovora, P. syringae pv. syringae (P. syringae), cáncer bacteriano y gomosis de árboles de fruto de hueso respectivamente, utilizan los nectarios para introducirse a las plantas y causar infección. Penetración por hidátodos.- Los hidátodos son órganos secretores foliares que segregan soluciones acuosas muy diluidas. Se localizan en el ápice de algunas vellosidades o de las nervaduras de las hojas. Por los hidátodos se realiza la gutación. Por la mañana cuando sale el sol, el agua expulsada por gutación puede ser absorbida por los hidátodos y si en estas gotas de agua se han depositado algunas células bacterianas, también son introducidas a las plantas. Xanthomonas campestris pv. oryzae (X. oryzae), tizón bacteriano del arroz; y Xanthomonas campestris pv. campestris (X. campestris), pudrición negra de las crucíferas, se introduce a las plantas por los hidátodos. Penetración por la base de los pelos glandulares.- Los tricomas son proyecciones epidermales de diferente forma y función, uni o multicelulares, muy frágiles y que pueden secretar algunas sustancias o humedad, factores que favorecen la sobrevivencia de algunas bacterias durante condiciones secas. Clavibacter michiganense pv. michiganense, cancer bacteriano del tomate; y P. syringae pv. tomato (P. tomato), peca bacteriana del tomate, son favorecidas por las secreciones de tricomas y probablemente penetran por la base de los mismos. 4.2.2.- PENETRACIÓN POR HERIDAS. Algunas bacterias dependen de heridas practicadas por diferentes agentes como el granizo, tormentas de polvo, lluvias, descargas eléctricas, implementos agrícolas, desarrollo de raíces secundarias, insectos, etc., para poder penetrar a los tejidos hospedantes. Después de que se practica una herida en la planta, ésta se suberiza con rapidez; las bacterias deben de coincidir con la herida antes de que se realice la suberización para llegar a penetrar. Agrobacterium tumefaciens, agallas de la corona de muchas plantas, solo penetran por heridas y después de que se presentan reacciones de acondicionamiento del tejido hospedante que favorecen a la bacteria, esto es normalmente después de ocho horas de que se practica la herida. 18
  19. 19. Las Erwinias del grupo carotovora, pudriciones blandas, penetran por heridas, lo mismo que Clavibacter sepedonicum, pudrición anular de la papa; X. campestris pv. campestris (X. campestris), pudrición negra de las crucíferas; P. syringae pv. syringae (P. syringae), cáncer bacteriano y gomosis de árboles de fruto de hueso; y Clavibacter michiganense pv. michiganense, cancer bacteriano del tomate. Erwinia tracheiphila, marchitez bacteriana de las cucurbitáceas; y Erwinia stewartii, marchitez bacteriana del maíz; se introducen por las heridas practicadas por los insectos vectores como Acalymma vittata (escarabajo rayado de las cucurbitáceas) y Diabrotica undecimpunctata (diabrótica) para la primer bacteria y Chaetocnema pulicularia (pulga saltona del maíz) para la segunda. Rhizobium spp., la bacteria vive en simbiosis con las leguminosas, penetra a la raíz a través de las heridas que se practican cuando se están desarrollando raíces secundarias. 4.3.- INVASIÓN, INFECCIÓN Y PATOGÉNESIS. 4.3.1.- INVASIÓN. Después de que se ha presentado la penetración en el hospedante, a las bacterias se les puede localizar intercelular, intravascular o intracelularmente. Los patógenos invaden a sus hospedantes de manera distinta y a diferentes niveles; las bacterias que invaden intercelularmente los tejidos, también se pueden desarrollar intracelularmente al disolver los constituyentes de la pared celular, mientras que las bacterias que ocasionan marchitamiento vascular (invasión del floema) también pueden invadir a los vasos del xilema. Muchas infecciones causadas por bacterias son locales, o sea que comprenden a una sola célula, a unas cuantas células o a una pequeña zona de la planta y se mantienen localizadas durante toda la estación de crecimiento, aunque a veces se pueden extender ligeramente y a un ritmo también lento. Otras infecciones se propagan más o menos con cierta rapidez y se pueden extender a todo un órgano de la planta (flor, hoja, fruto, etc.) o incluso llegar a infectar a la planta completa. 4.3.2.- INFECCIÓN Y PATOGÉNESIS. Patogenicidad es la habilidad de un agente para generar una enfermedad; mientras que virulencia es el grado de patogenicidad que presenta el mismo agente. La infección se entiende como el establecimiento de la asociación entre el patógeno y las células y tejidos de la planta hospedante. La infestación es la introducción del patógeno en el ambiente hospedante. La patogénesis es el proceso de inducción de la enfermedad, o sea una serie de eventos que van desde la infección hasta el desarrollo del patógeno dentro de la planta y subsecuente producción de síntomas; la patogénesis trata del proceso de la enfermedad donde se estudian los mecanismos que utilizan la bacterias para causar infecciones y las reacciones fisiológicas, bioquímicas y estructurales que una planta lleva a cabo en respuesta al daño que le causa un agente extraño. 19
  20. 20. En primeros estadíos de la enfermedad es raro que las bacterias lleguen al interior de las células vivas, ya que primero tienen que atravesar las paredes celulares que funcionan como una barrera física; por esta razón las bacterias fitopatógenas primero son intercelulares y después intracelulares. Aparentemente existen tipos específicos donde se une la bacteria con la planta; las bacterias aparentemente, reconocen estos sitios específicos para la unión, que se localizan en la pared celular (si los sitios específicos de reconocimiento llegaran a ser ocupados por cepas avirulentas de bacterias, después las cepas virulentas ya no pueden establecerse y por lo tanto la infección tampoco se realiza). El número de células bacterianas que se requieren para que una infección se inicie es variable y depende de la especie de bacteria que se trate, por ejemplo, si se introduce una sola célula de Agrobacterium tumefaciens en una planta, se forma un pequeño tumorcito, pero si se introducen 100 células el tumor es mucho mayor; para que se desarrolle una infección sistemática y se cause un daño severo en manzano por E. amylovora, se requieren de 150 a 200 células bacterianas, pero si el número es menor sólo se producen daños localizados. Para penetrar las paredes celulares y causar infección las bacterias producen enzimas, toxinas, polisacáridos y sustancias hormonales. Estas sustancias son las responsables directas de las alteraciones de los procesos fisiológicos del hospedante y que resultan en la manifestación de la enfermedad. Influyen en la germinación de las semillas, interfieren en el desarrollo de la raíz y en la absorción de agua y nutrientes, en el transporte de agua y translocación de alimentos, reducen la fotosíntesis, alteran los procesos de reproducción de las plantas, destruyen el material de reserva y alteran la integridad estructural de los tejidos. 4.3.2.1.- Enzimas.- Son sustancias (proteínas) que catalizan las reacciones bioquímicas de las células vivas. La actividad enzimática está asociada con la patogenicidad de los microorganismos. Las bacterias producen gran variedad de enzimas, tanto in vitro como in vivo y el establecimiento de la infección parece depender de la compatibilidad del hospedante con la bacteria, lo cual induce la producción de enzimas por parte del patógeno. Aunque las cepas virulentas como avirulentas de bacterias tienen la capacidad de producir enzimas, la actividad enzimática de las primeras es mucho mayor. Se ha demostrado que las bacterias fitopatógenas pueden producir enzimas pectolíticas, celulolíticas, proteolíticas y/o amilolíticas. Enzimas pectolíticas o pécticas.- La lámina media de las células de plantas está constituida por pectinas y sustancias relacionadas, además la pared celular primaria de dichos tejidos también contiene porcentaje alto de estas sustancias. Existen especies de bacterias fitopatógenas (especies de Xanthomonas, Pseudomonas y Erwinia) que actúan sobre las sustancias pécticas degradándolas; esto ocasiona desintegración de tejidos que se manifiesta como pudrición blanda o acuosa. Las primeras células bacterianas que penetran a los tejidos se alimentan de azúcares, sales y agua presentes en los espacios intercelulares; durante este proceso son producidas enzimas pectolíticas que degradan la lámina media y la pared celular de células colindantes que se destruyen, plasmolizan y mueren sirviendo de alimento para las bacterias que así sucesivamente se siguen multiplicando; como resultado de esta actividad se presenta el aspecto húmedo y la pérdida de turgencia de los órganos atacados. 20
  21. 21. En los marchitamientos vasculares inducidos por bacterias se presentan varios elementos responsables del taponamiento y degradación de los tejidos de conducción. En estos casos las enzimas pectolíticas ocasionan disociación de los tejidos de conducción o de las células que rodean estos tejidos y por lo tanto están íntimamente involucradas con este tipo de enfermedades. Algunas especies de bacterias que producen enzimas pectolíticas son: Erwinia carotovora, E. amylovora, E. stewartii, Pseudomonas syringae, P. solanacearum, Clavibacter michiganense y Xanthomonas campestris. Enzimas celulolíticas o celulasas.- La celulosa es el principal componente y la base estructural de la pared celular de las plantas superiores. Las enzimas producidas por microorganismos llegan a hidrolizar la celulosa ocasionando ruptura de la pared celular y muerte de la célula. Se ha comprobado que P. solanacearum, C. michiganense, y algunas Erwinias y Xanthomonas llegan a producir este tipo de enzimas. Enzimas proteolíticas o proteasas.- las proteínas celulares son sustancias muy importantes puesto que catalizan todas las reacciones químicas que se llevan a cavo en todas las células vivas, además de que son componentes estructurales de las membranas de organelos celulares. Se ha comprobado que E. carotovora produce, además de las enzimas ya mencionadas, proteasa que son las responsables de la degradación de proteínas y del mal olor de los órganos carnosos en descomposición. Enzimas amilolíticas o amilasas.- El almidón es un polisacárido de reserva presente en algunos órganos vegetales. La mayoría de las especies de Xanthomonas tiene capacidad de producir amilasas para desdoblar el almidón y así poderlo utilizar en sus funciones metabólicas. 4.3.2.2.- Toxinas.- son productos muy tóxicos secretados por organismos. Las fitotoxinas bacterianas son compuestos de bajo peso molecular (aunque no siempre) que afectan adversamente el metabolismo y función de la planta, ya sea hidrolizando proteínas, bloqueando sistemas enzimáticos o siendo antagónico a algunos metabolitos esenciales, lo cual repercute en la muerte de células (pueden actuar directamente sobre el protoplasma o alterar el metabolismo del citoplasma o del núcleo); no son enzimas, ni hormonas o ácido nucleico, ni afectan la integridad estructural de la pared celular; son móviles en la planta y activas en concentraciones muy bajas. Considerando el rango de hospedantes, existen dos tipos de toxinas: las toxinas de hospedantes específicos y las toxinas de amplio rango de hospedantes o de hospedantes no específicos. Toxinas de hospedantes específicos.- Compuestos tóxicos sólo para el hospedante del patógeno que las produce. Al ser determinantes primarios de patogenicidad, la virulencia del patógeno varía de acuerdo a la capacidad que tiene para producir la toxina. El patógeno produce la toxina en el hospedante susceptible y los síntomas inducidos por ésta son los característicos de la enfermedad. E. amylovora produce Amilovorina, la cual al ser inyectada sólo llega a inducir marchitez y plasmólisis. 21
  22. 22. Toxinas de hospedantes no específicos.- Son compuestos tóxicos para el hospedante de la bacteria y para otras plantas no hospedantes de la bacteria, aunque en algunos hospedantes la bacteria no produce la toxina. Son determinantes secundarios de patogenicidad, por lo que no provocan la totalidad de los síntomas que el patógeno llega a inducir en el hospedante, o sea que la toxina no influye en el establecimiento del patógeno, aunque induce algunos síntomas del síndrome total de la enfermedad. Se dividen en exotoxinas, son toxinas extracelulares o sea que son liberadas fuera de la pared celular de la bacteria, y en endotoxinas, son toxinas que se liberan de la célula bacteriana hasta que esta muere o es dañada. Las toxinas de hospedantes no específicos pueden producir manchas cloróticas, halos cloróticos y marchitez. Algunos ejemplos de este tipo de toxinas son: Tabtoxina producida por P. tabaci (halo clorótico); Faseolotoxina producida por P. phaseolicola (halo clorótico); Tagetitoxina producida por P. tagetis (evita la formación de cloroplastos); Siringomicina SR producida por P. syringae (cancro en órganos frutales y provoca tiro de munición aún sin estar presente la bacteria). 4.3.2.3.- Polisacáridos.- Los polisacáridos son sustancias complejas o combinaciones orgánicas del tipo de la glucosa y que por hidrólisis dan glucosas; también se incluyen en este grupo los polialcoholes relacionados con la glucosa. Las células bacterianas producen polisacáridos extracelulares que quedan libres o se acumulan alrededor de su pared formando su cápsula. Estos polisacáridos aparentemente juegan un importante papel en la patogenicidad; algunas evidencias claras que respaldan lo anterior son ciertas cepas de E. amylovora (patógeno de tizón de fuego del peral y manzano) y de P. solanacearum (patógeno de marchitez o vaquita de la papa) encontradas por algunos investigadores, los cuales no presentan polisacáridos extracelulares (cápsula) y son completamente avirulentas. Aparentemente los polisacáridos son supresores de los mecanismos de defensa del hospedante, aunque también ocasionan daños físicos al participar en el taponamiento de tejidos de conducción. E. amylovora produce un polisacárido que por si solo causa marchitamiento y plasmólisis de células del parénquima del xilema. Otras especies que producen polisacáridos asociados con la patogenicidad son: Clavibacter sepedonicum (pudrición anular de la papa), C. insidiosum (marchitez de ramas de alfalfa), C. michiganense, P. solanacearum, X. phaseoli, entre otras. 4.3.2.4.- Reguladores de crecimiento.- Los reguladores de crecimiento (RC) son compuestos hormonales comunes que controlan el crecimiento de las plantas. Los más importantes son las auxinas, las giberalinas y las citocininas, aunque el etileno y los inhibidores de crecimiento también realizan importantes funciones de control durante el desarrollo de una planta. Los RC actúan a concentraciones muy bajas por lo que también variaciones pequeñas de concentración normal desencadenan anormalidades en el crecimiento de las plantas. Los microorganismos fitopatógenos pueden producir RC, sustancias que inhiben o estimulan la producción de RC en la planta y sustancias que actúan de manera similar a los RC. Con esto los patógenos inducen desequilibrios en el sistema hormonal de las plantas produciéndose crecimientos anormales como achaparramiento, crecimiento excesivo, arrocetado, deformación de tallos, epinastia de hojas, defoliación, inhibición del desarrollo o crecimiento de yemas, etc. 22
  23. 23. A).- Auxinas.- (Ácido indol acético – AIA-).- Actúan en la elongación celular, diferenciación celular, afectan la impermeabilidad de la membrana celular, aumentan la respiración de los tejidos y promueven la síntesis de ARN mensajero y así la síntesis de enzimas y proteínas estructurales. Los microorganismos patógenos pueden aumentar los niveles de AIA, aunque algunos los disminuyen. Pseudomonas solanacearum induce el aumento del 100% de AIA en plantas atacadas por lo que se afecta la permeabilidad de las membranas celulares y por consiguiente se aumenta la transpiración y se presenta marchitamiento. Agrobacterium tumefaciens (agalla de la corona de muchas plantas) provoca un estímulo conocido como principio de inducción al tumor (PIT) que transforma a las células vegetales normales en tumorales; las células tumorales tienen alta cantidad de AIA y citocininas producidas por ellas mismas y por las células bacterianas. B).- Citocininas.- Son necesarias para la diferenciación y crecimiento celular, promueven la inhibición de la senescencia y dirigen el flujo de aminoácidos y otros nutrientes por toda la planta. La actividad de las citocininas aumenta en las células de la agalla de la corona y la fascinación o agalla foliar ocasionada por Clavibacter fascinas, en muchas plantas se debe parte de una citosina. Entre los efectos del etileno en las plantas se incluye la abscisión de las hojas, la epinastia y la maduración de los frutos. Especies de los géneros de Pseudomonas, Xanthomonas y Erwinia producen etileno. Se ha comprobado que el contenido de etileno aumenta en plantas de plátano cuando son atacadas por P. solanacearum y esto se manifiesta en el amarillamiento prematuro de frutos. 4.4.- REPRODUCCIÓN. Aunque en las bacterias se pueden dar procesos primitivos de reproducción sexual (conjugación e intercambio de material genético entre células), realmente la única forma de multiplicación de estos organismos es asexualmente por “fisión binaria” o “bipartición”. Durante el proceso de división de la célula, primero se presenta crecimiento de la membrana citoplasmática de las orillas hacia el centro para dividir el citoplasma en dos. Después se produce la pared celular y finalmente se separan dos células hijas. Bajo condiciones favorables la multiplicación es muy rápida y las divisiones se realizan cada 20 minutos; sin embargo la velocidad de reproducción no es constante y con el paso del tiempo se va haciendo más lenta, hasta que finalmente se detiene. Lo anterior se presenta porque disminuye el alimento, se acumulan entre las colonias desechos de la actividad metabólica de las mismas células y porque se presentan otros factores limitantes. 4.5.- DISEMINACIÓN. La dispersión de las bacterias puede ser a distancias muy cortas, en donde se desplazan por si solas con la ayuda de sus flagelos, o a distancias mayores, para lo cual requieren la participación de otros agentes como el agua de riego, lluvia, brisa, rocíos, viento, el hombre, insectos, entre otros. La lluvia distribuye las bacterias de una planta a otra, de un órgano a otro, o del suelo a los órganos del vegetal con su efecto de salpique; el agua de riego o lluvia, también acarrea bacterias de un área a otra a través del suelo. Los 23
  24. 24. insectos pueden llevar bacterias de unas plantas a otras incluso introducirlas en el vegetal; en algunos casos, las bacterias dependen de los insectos para sobrevivir y diseminarse. Se conocen 77 insectos que pueden transmitir bacterias. Algunos solo las transportan externamente, otros lo hacen internamente, mientras que en otros puede presentarse multiplicación del patógeno en su interior, o incluso manifestarse cierta alteración del insecto, como es el caso de la mosca Dacus oleae, que transmite a P. savastanoi (agalla del olivo) la cual le induce tumores en el tracto digestivo y vagina. E. tracheiphila y E. stewartii son diseminadas por el escarabajo rayado de las cucurbitáceas (Acalyma vittata) y diabróticas (Diabrotica undecimpunctata), la primer bacteria y por la pulga saltona del maíz (Chaetocnema pulicularia), la segunda. Tambien E. amylovora se dispersa por las abejas que visitan las flores de las plantas enfermas. E. chrysanthemi cuando hay daños mecánicos en frutos de piña, ocasiona pudrición blanda; las hormigas son agentes importantes en la dispersión de esta bacteria. El hombre disemina todo tipo de patógenos a distancias variables y de muchas formas; disemina bacterias cuando manipula plantas enfermas y sanas, las transporta en tierra que arrastra en sus pies, herramientas e implementos agrícolas, las dispersa en semillas, plántulas de viveros, yemas, estacas, tubérculos, etc. El viento arrastra polvo y en ocasiones restos de plantas los cuales pueden transportar células de bacterias fitopatógenas para así dispersarlas en una región. Otra forma de dispersión de las bacterias puede ser el polen. 4.6.- SUPERVIVENCIA. Las bacterias fitopatógenas, con la excepción de las especies de bacterias que atacan plantas perennes, permanecen parte de su vida en la planta como parásitas y parte en el suelo o restos vegetales como saprófitas. El suelo les proporciona protección y nutrientes cuando el hospedante está ausente; sin embargo muchas especies reducen sus poblaciones cuando se encuentran en estas condiciones. La mayoría de las bacterias fitopatógenas no producen estructuras de resistencia, así es que sobreviven en los órganos afectados del vegetal o en forma libre o saprófitas, o cubiertas con un mucílago natural que las protege de factores adversos, o en el interior de insectos. A las bacterias se les encuentra en una amplia variedad de sitios en la proximidad de sus hospedantes. Aunque están cubiertas por la cápsula, no están protegidas por una pared tan resistente como las de las esporas, por lo tanto son sensibles a los rayos actínicos (luminosos) del sol y para sobrevivir necesitan encontrar un ambiente propicio que incluya alta humedad (cercana al 100%), nutrición adecuada y temperatura entre 24 a 30 °C. Las bacterias que infectan plantas perennes sobreviven en tiempos favorables en el interior de sus hospedantes. Las bacterias fitopatógenas en las plantas hospedantes se desarrollan como parásitos y en el suelo sobreviven como saprófitos. El suelo sirve como reservorio de bacterias, sin embargo la persistencia de las mismas en ellos depende de la velocidad a la que son descompuestos los rastrojos del cultivo en los que se encuentran. Algunas bacterias como E. amylovora incrementan su población en sus hospedantes, pero en el suelo disminuye con 24
  25. 25. rapidez por que han perdido capacidad de sobrevivencia en el suelo. X. phaseoli var. fuscans en el suelo su población desaparece en cuatro semanas. Otras, como A. tumefaciens, que también incrementa su población en la planta hospedante, al llegar al suelo, dicha población también disminuye aunque en forma gradual y se ha determinado que llega a permanecer en el suelo hasta 40 años en ausencia de las plantas que sean hospedantes. Las Erwinias y Pseudomonas causantes de pudriciones blandas, pueden incrementar su población en el suelo. E. chrysanthemi no llega a sobrevivir por fuera de los tejidos de su hospedante más de 14 días en condiciones tropicales, en cambio inverna en el tracto digestivo de las hormigas que la diseminan, dentro de las plantas y en el suelo. P. syringae pv. tomato (peca bacteriana del tomate) puede sobrevivir en ambientes calientes y secos como residente de las hojas hasta que se presenta humedad y temperatura que le favorezcan, entonces la población bacteriana se multiplica y la infección se desarrolla. Algunas especies de Clavibacter pueden mantenerse vivas en semillas entre 8 a 24 años. P. solanacearum sobrevive en el suelo en la superficie externa de tubérculos y en semillas de tabaco. X. vesicatoria sobrevive en el suelo y en la semilla. V. DESCRIPCIÓN DE LOS PRINCIPALES GÉNEROS DE BACTERIAS FITOPATÓGENAS Y SUS ESPECIES DE IMPORTANCIA ECONÓMICA. La taxonomía de los organismos se basa principalmente en las características morfológicas que presentan. En las bacterias es difícil utilizar este criterio porque presentan un tamaño reducido, carecen de diferenciación y existen muy pocos registros fósiles. La taxonomía de las bacterias se basa en datos morfológicos y fisiológicos, utilizando de preferencia estos últimos. En el pasado las bacterias se clasificaban como plantas debido a que coinciden en algunos caracteres como el requerimiento de alimento en forma soluble y a la presencia de pared celular. Sin embargo en la actualidad, las bacterias están clasificadas en un nuevo reino, el PROKARIOTAE (algunos le llaman MONERA), que incluye a los organismos que carecen de membrana nucleoplásmica. De Bergey (Bergey`s Manual of Determinative Bacteriology) aceptado por los especialistas en el ramo para la clasificación de las bacterias. La separación inicial de los taxones más altos se basa en la morfología y reacción a la Tinción de Gram. Los grupos en los que se incluye a los procariontes fitopatógenos conocidos, primero se clasifican por una combinación de características morfológicas y fisiológicas; con mayor énfasis en morfología, requerimiento de oxígeno y utilización de carbohidratos para el nivel Género, mientras que la clasificación a taxones más bajos involucra características fisiológicas y bioquímicas adicionales. Las bacterias en general están clasificadas en 19 GRUPOS O PARTES, que a su vez incluyen familias, que es la Taxa más alta en la DIVISIÓN III (bacterias) del REINO PROKARIOTAE. Las bacterias fitopatógenas están incluidas en los grupos 7, 8, 17, y 19. 25
  26. 26. Parte 7. Bacilos y cocos aerobios, Gram negativo. Familia Pseudomonadaceae Género Pseudomonas y Xanthomonas Familia Rhizobiaceae Género Rhizobium y Agrobacterium Parte 8. Bacilos anaerobias facultativas, Gram negativo Familia Enterobacteriaceae Género Erwinia Parte 15. Bacilos Gram positivo que producen endosporas. Familia Género Bacillus Parte 17. Actinomycetes y organismos relacionados, Gram positivo. Grupo Coryneforme de bacterias (Clavibacter, Streptomyces) Parte 19. Los micoplasmas (fitoplasmas) y géneros de afiliación incierta y organismos semejantes a micoplasmas (Spiroplasma). No han sido clasificadas las bacterias fastidiosas, habitantes vasculares, como la enfermedad de Pierce y la bacteria falsa del duraznero. Lista de nombres de las especies de bacterias que se han aprobado y fueron publicadas en 1980 en la octava edición del manual de De Bergey. 26
  27. 27. LISTA APROBADA DE BACTERIAS FITOPATÓGENAS GRUPO FAMILIA GÉNERO ESPECIES Gram negativo, varillas Pseudomonadaceae Pseudomonas agarici, andropogonis, avenae, y cocos caricapapaya, caryophylli, cichorii, cissicola, gladioli, glumae, marginales, pseudoalcaligenes subs. cityrulli, rubrilineans, rubrisubalbicans, syringae, solanacearum, tolaasii, viridiflava Xanthomonas albilineans, ampelina, axonopodis, campestris, fragaria. Agrobacterium rhizogenes, rubi, tumefaciens Gram negativo, varillas Enterobactereaceae Erwinia amylovora, ananas, anaeróbicas facultativas cancerogena, carnegieana, carotovora subs. carotovora, chrysantemi, cypripedii, carotovora subs atroseptica, dissolvens, herbicola, mallotivora, milletiae, nigrifluens, nimipressuralis, quercina, rhaponctici, rubrifaciens, salicis, stewartii, tracheiphila, uredovora. Gram positivo, Ninguna Clavibacter betae, beticola, fascinas, actinopmycetes y flaccumaciens, ilicis, insidiosum, organismos relacionados michiganense, nebraskense, oortii, poinsettiae, sepedonicum. Streptomycetaceae Streptomyces ipomeae, scabies. Micoplasmas y géneros Nocardiaceae Nocardia vaccinii de afiliación incierta Spiroplasma citri a.- Incluye muchos patovares previamente reconocidos como especies. Todas las otras especies no están incluidas debido a descripciones inadecuadas. b.- Streptomyces scabies esta listado como “especies incertae sedis” (especies no reconocidas) La mayoria de las especies de Xanthomonas y Pseudomonas se degradó a patovares (pv), designación intra específica que no requiere fundamentos de soporte, aunque muchos patovares son especies legítimas. La mencionada lista contiene solo tres especies fitopatogénicas de Pseudomonas fluorescentes, P. syringae Van Hall, P. cichorii (Swingle) Stapp y P. viridiflava (Burkholder) Dowson. Las otras Pseudomonas que aparecían en la séptima edición del manual de Bergey, están invalidadas debido a la carencia de fundamentos y se consideran patovares de P. syringae. 27
  28. 28. GÉNEROS DE BACTERIAS RELACIONADAS CON LAS PLANTAS 5.1.- GÉNERO Erwinia Las especies del género Erwinia en plantas inducen amplio rango de síntomas, como son: marchitamientos, tizones, cancros, muerte regresiva, manchas foliares, manchas de frutos, pudriciones blandas y decoloración de tejidos de conducción. Los miembros del género Erwinia son varillas rectas de 0.5 a 1.0 x 1.0 a 3.0 micras, se les encuentra como células simples, en pares u ocasionalmente en cadenas cortas; son Gram negativo (-), mótiles (con flagelación perítrica, con excepción de E. stewartii que es átrica) y anaerobias facultativas, aunque el crecimiento anaeróbico en algunas especies es débil. La temperatura para el crecimiento óptimo es de 27 a 30 °C, y el máximo está entre 32 a arriba de 40 °C. Son fermentativas, oxidasa negativo y catalasa positivo; producen ácido de fructuosa, galactosa, glucosa y sucrosa. Sus colonias son cremosas, amarillas o crema blanquecino. La taxonomía y nomenclatura de especies de este género se ha complicado por la heterogeneidad de la población incluida en el taxón. Las Erwinias fitopatógenas se acomodan en tres grupos: Grupo “HERBÍCOLA”.- Producen un pigmento amarillo insoluble en agua y son patógenos oportunistas de plantas, animales u hombre o son epífitos no fitopatógenos. E. herbicola pv. herbicola E. herbicola pv. milletiae E. ananas py. ananas E. ananas pv. uredovora E. stewartii Grupo “CAROTOVORA”.- Comprende a las especies de Erwinia con intensa actividad pectolítica en plantas. E. carotovora pv. carotovora E. carotovora pv.atroseptica E. chrysanthemi Grupo “AMYLOVORA”.- Son bacterias sistemáticas que pueden causar marchitamiento y necrosis seca de plantas, no forman enzimas pectolíticas ni pigmentos amarillos. E. amylovora E. cancerogena E. rhapontici E. pulsifaciens E: mallotivora E. tracheiphila E. dissolvens E. cypripedii E. salisis E. quercina E. carnegieana E. nigrifluens 28
  29. 29. Carácter / Grupo Herbicola Amylovora Carotovora Pigmento amarillo soluble en agua + - - Licuefacción de pectatos (enzimas pécticas) - - + Ácido de lactosa - - + Cuerpos biconvexos + - - Simplasmata (agrupaciones en forma de salchicha) 5.2.- GÉNERO Pseudomonas Las especies de este grupo ocasionan enfermedades que se manifiestan con síntomas como marchitamiento, tizones, estriados y manchas foliares, pudriciones, cancros y agallas. Las células del género Pseudomonas son varillas rectas o curvas que miden 0.5 a 1.0 x 1.5 a 4.0 micras. Son aerobias, oxidativas, Gram negativo y presentan uno o más flagelos polares (monótricas, y lofótricas en su mayoría). El número de especies de Pseudomonas fitopatógenas que anteriormente se manejaban (100) fueron reducidas a 23. Las especies de Pseudomonas se dividen en dos grupos:  Pseudomonas fluorescentes (Stutzeri)  Pseudomonas no fluorescentes 5.2.1.- Pseudomonas fluorescentes (a su vez se dividen en dos grupos)  Fluorescentes  Syringae Fluorescentes Syringae P. fluorescens P. syringae P. marginales P. toloasii P. putida P. viridiflava P. aeruginosa P. coronofaciens P. agarici P. glycinea P. carica papaya P. lachrymans P. cichorii P. mori P. morsorunorum P. phaseolicola P. tabaci P. tomato P. savastanoi - + L= Levana + - O= Oxidasa + +- P= Pudrición en Papa + - A= D. de Arginina - +* T= Hipersen. En Tabaco *Excepto P. tabaci y P. glycinea 29
  30. 30. 5.2.2.- Pseudomonas no fluorescentes. Causan pudriciones, manchas foliares, nunca marchitez. P. cissicola P. pseudoalcaligenes P. gladioli P. caryophylli P. cepacia P. rubrilineans P. avenae (alvoprecipitans) P. woodsii P. amygdali P. andropogonis P. solanacearum* P. cattleyae P. corrugata * Pseudomonas solanacearum no fluorescentes, pero algunos autores tampoco la incluyen en las no fluorescentes y la consideran como un grupo especial. Causa marchitez de plantas y según su hospedante se clasifica en:  Raza 1.- ataca papa, tomate, chile, cacahuate y tabaco.  Raza 2.- ataca plátano.  Raza 3.- ataca a papa, a veces tomate.  Raza 4.- ataca hierba de pollo.  Raza 5.- ataca mora. Las dos últimas se han encontrado recientemente en China y no se conoce gran cosa de ellas. Produce poli-beta-hidrolibutirato, es sistémica, en medio Kelman (CPG + cloruro de tretrazolio) las colonias pueden tener diferente coloración; la bacteria al atacar el tetrazodio produce farzán (pigmento rojizo). Si toda la colonia se observa rojiza, la cepa es avirulenta, si la coloración rojiza es en forma de caracol, la cepa es virulenta. No produce pudrición en papa, causa marchitez. Las colonias al crecer forman como un desplazamiento. 5.3.- GÉNERO Xanthomonas La mayoría de las especies de Xanthomonas son patógenas de plantas. Actualmente se tienen cinco especies válidas que causan diferentes enfermedades cuyos síntomas son: estrías y manchas foliares, marchitamiento, pudrición blanda, cánceres y tizones. En la especie X. campestris se han acomodado 123 patovares. Las Xanthomonas son de forma de varilla, Gram negativo, mótiles con un flagelo polar simple (tres a cinco veces más largo que la célula bacteriana), producen un pigmento amarillo (excepto X. maniotis –colonias blancas-) insoluble en agua, son oxidativas, nunca fermentativas; produce un polisacárido chicloso extracelular en medios a partir de glucosa. A veces las Erwinias se comportan igual; usualmente son de hospedantes específicos y muchas crecen lentamente en los medios artificiales. 30
  31. 31. Las especies de Xanthomonas son: X. campestris. En esta se incluyen como patovares (pv.) el resto de las 200 especies X. ampelina X. axonopodis X. fragariae X. albilineans Para diferenciar a los cinco grupos (octavo manual de Bergey), el pigmento es muy específico – en análisis espectroscópicos como lo son los polisacáridos producidos por otras bacterias. 5.4.- GÉNERO Clavibacter Fue creado en 1896 para poder acomodar al bacilo de la difteria. Algunas especies de este género causan diversas enfermedades en las plantas cultivadas y pueden ser de mucha importancia económica. Los síntomas que llegan a inducir son marchitamiento, cánceres, pudrición, manchas de frutos y fasciación. Normalmente a cada especie se le encuentra asociada con un solo tipo de hospedante. Su morfología es muy curiosa ya que en un mismo cultivo se pueden encontrar diversas formas como varillas irregulares que incluyen formas rectas, curvas, triangulares y en forma de mazo, cocos “V” o en empalizada /////. Las dimensiones de los bastones rectos son de 0.4 a 0.5 x 0.7 a 1.0 micras; normalmente son inmóviles aunque algunas especies son móviles con uno o dos flagelos polares. Son Gram positivo. Las colonias pueden ser desde amarillo, crema oscuro o color rosado. En el octavo manual de Bergey se le denomina corineformes; son bacterias aeróbicas, oxidativas, de crecimiento lento, poca y lenta producción de ácidos en medios con carbohidratos, todas son catalasa positivo, pero no todas oxidasa positivo, todas hidrolizan gelatina. Las especies de Clavibacter son: C. michiganense subsp. michiganense C. rathayi C. michiganense subsp. sepedonicum C. tritici C. michiganense subsp. nebraskense C. fascians C. michiganense subsp. insidiosum C. iranicum C. flaccumfaciens subsp. flaccumfaciens C. ilicis C. flaccumfaciens subsp. betae C. xyli C. fascians subsp. poinsettia La especie C. fascians es la única que produce fasciación (muchas hojitas se aglomeran produciendo una especie de agalla en la raíz “crece superficialmente”). 5.5.- GÉNERO Agrobacterium Este género de bacterias tiene muy pocas especies fitopatógenas, aunque algunas infecciones llegan a ser de mucha importancia, principalmente en plantas por las especies patógenas de Agrobacterium; induce proliferación anormal de células (hiperplasia) que 31
  32. 32. resultan en formación de tumores o en producción excesiva de raíces adventicias. Usualmente son habitantes del suelo y rizósfera. Los miembros de este grupo son aerobias obligadas, Gram negativo, tienen forma de varilla y miden de 0.6 a 1.0 x 1.5 a 3.0 micras y son mótiles con 1 a 6 flagelos perítricos (cuando tienen uno solo éste es más lateral que polar). Las colonias son blancas, lisas y mucosas. En medios que contienen carbohidratos, producen gran cantidad de polisacáridos extracelulares mucilaginosos. Las especies reconocidas de Agrobacterium son: A. radiobacter (saprófito) A. tumefaciens (tumores o agallas) A. rhizogenes (raíces secundarias) A. rubi. La literatura dice que es igual a tumefaciens. Agalla en frambuesa. A. tumefaciens produce la agalla de la corona de muchas plantas leñosas, principalmente durazno, zarzamora, sauce, vid, mango, aguacate, frambuesa (en zarzamora y frambuesa puede causar agalla de tallo y a la especie algunos la llaman A. rubi). De A. tumefaciens se conocen tres biotipos: el primero puede atacar vid y frutales de hueso; el segundo se le encuentra en frutales de hueso y el tercero afecta vid. 5.6.- GÉNERO Streptomyces Son Gram positivo, de crecimiento lento. En medio artificial producen un tipo de micelio muy fino (el grosor es menor al de una célula bacteriana). La colonia crece hacia abajo, como que se enriza por lo que es difícil de levantar; el micelio aéreo es gris cenizo y con ramificaciones monopódicas con cadenas de esporas en espiral. S. scabies, roña superficial de tubérculos y otras partes subterráneas de la papa, aunque tales infecciones no se han reportado que causen pérdidas económicas; únicamente daña el aspecto (calidad). S. cratirefer S. setoii S. intermedius S. tumuli S. ipomoeae S. viridogenes 5.7.- GÉNERO Bacillus Aunque normalmente no se reconocen como patógenos de plantas, se ha descubierto que algunas especies inducen enfermedades en vegetales. B. megaterium pv. cerealis induce la mancha blanca del arroz y B. circullans se ha encontrado que induce una enfermedad de plántulas de cultivo de tejidos de palma datilera. B. megaterium y B. cereus se han encontrado en óvulos, semillas y tubérculos de papa, pero sin efectos perceptibles. 32
  33. 33. Son Gram positivo o Gram variable y en los últimos años se ha comprobado que hay Gram negativo; en rebanadas de papa crecen hacia arriba y las colonias son arrugadas. Son aerobias, facultativas, perítricas, pudren tejidos, producen una endospora en la célula y producen una gran cantidad de antibióticos. Son problema en almacén. Los bacillus se dividen en tres grupos: Grupo I. Esporas ovales o cilíndricas, centrales, subterminales o terminales. Célula con espora ligeramente hinchada o no hinchada del todo. Grupo II. Esporas ovales, raramente cilíndricas, subterminales o terminales. Célula notablemente hinchada. Grupo III. Esporas esféricas, subterminales o terminales. Células hinchadas. 5.8.- Bdellovibrio bacteriovorus Devora bacterias. Son más pequeñas que las otras bacterias; se introducen entre la pared celular y la membrana celular, donde crecen para posteriormente pasar al protoplasma. Son Gram negativo. Mótiles (con un flagelo polar), oxidativas. 5.9.- MICROORGANISMOS AFINES A BACTERIAS. 5.9.1.- Organismos semejantes a Micoplasmas (Clase Mollicutes). Desde 1967 a la fecha se ha demostrado que 75 enfermedades de las plantas, que anteriormente se creían causadas por virus, son producidas por microorganismos con características morfológicas semejantes a los micoplasmas, pero que difieren de éstos en que no se han podido cultivar en medios artificiales. Los micoplasmas son organismos unicelulares procarióticos que carecen de pared celular; sus células son pequeñas, a veces ultramicroscópicas y tienen citoplasma, ribosomas y cordones de material nuclear. Miden de 175 a 200 nanómetros de diámetro durante su reproducción. Su forma varía de cocoide a ligeramente ovoide a filamentosa. Se pueden reproducir por gemación y por fisión binaria. No tienen flagelos, no producen esporas y son Gram negativos, son resistentes a la Penicilina, pero sensibles a Tetraciclina, Cloranfenicol y algunos a Eritromicina. Se les encuentra en la savia de algunos cuantos tubos cribosos del floema. Son transmitidos por chicharritas, aunque algunos también por otros insectos como Psílidos, periquitos, fulgóridos y posiblemente áfidos y ácaros. La clase Mollicutes tiene un orden, Mycoplasmatales, que se divide en tres familias: Mycoplasmataceae, Acholeplasmataceae y Spiroplasmataceae. La familia Mycoplasmataceae tiene un solo género, Micoplasma. Éste requiere esterol para su crecimiento y es sensitivo a digitonina. 33
  34. 34. La familia Acholeplasmataceae también tiene un solo género, Acholeplasma. No requiere esterol para su crecimiento y es resistente a la digitonina. También la familia Spiroplasmataceae tiene un solo género, Spiroplasma. Los espiroplasmas son células pleomórficas de forma esférica a ligeramente ovoide, con diámetro de 100 a 250 nanómetros o más, hasta filamentos helicoidales ramificados que miden de 120 nm x 2 a 4 micras. A diferencia de los grupos anteriores, los espiroplasmas se pueden cultivar en medios nutritivos y dan colonias pequeñas (0.2 mm) de forma de huevo frito. Son Gram positivo o Gram variable; los filamentos helicoidales son móviles, aunque carecen de flagelos, se desplazan mediante ondulaciones lentas del filamento. Requieren de esterol para desarrollarse. Son resistentes a penicilina y se inhiben con eritromicina, tetraciclina, neomicina y anfotericina. Algunas enfermedades causadas por Micoplasmas y Spiroplasma son: amarillamiento del áster que ataca a muchas hortalizas, plantas de ornato y malas hierbas; amarillamiento letal del cocotero; necrosis del floema del olmo; enfermedad X del duraznero; decaimiento del peral; enfermedad persistente de los cítricos (S. citri); y achaparramiento del maíz (espiroplasma). A los micoplasmas, espiroplasmas y rickettsias casi no se les ha dado atención. Son importantes patógenos responsables de declinación, enfermedades del tipo amarillamiento, virescencias, falta de crecimiento y otros desórdenes de proliferación. A estos organismos se les localiza en los tejidos del floema y xilema y se transmiten por chicharritas, psílidos, injerto y cúscuta. Son sensibles a los tratamientos con calor y tetraciclinas. Pocos se han cultivado y su identidad se ha basado en la especialidad del vector, rango de hospedantes y síntomas en el hospedante. 5.9.2.- Organismos semejantes a Rickettsias. Las rickettsias son organismos procarióticos, parásitos intracelulares obligados de células de organismos superiores. Son pleomórficos o tienen forma de cocos o bacilo, con pared celular normalmente ondulada, sin flagelos, Gram negativos y se multiplican solo en el interior de las células hospedantes. Tienen un tamaño que va de 0.2 a 0.8 a 2.0 micras, aunque algunas llegan a alcanzar hasta 4.0 micras de longitud poco antes de dividirse. Se desarrollan mejor a 32 y 35 °C. Desde 1972 se han observado algunas plantas con ciertas anormalidades y que en su interior se localizan organismos que se asemejan a rickettsias en la forma, tamaño, posesión de una pared generalmente ondulada, ausencia de flagelos, crecimiento intracelular y en la incapacidad de crecer en medios nutritivos artificiales. Estos organismos tienen como vectores a las chicharritas. Algunos se localizan en los vasos xilémicos del hospedante, mientras que otros se limitan a los elementos cribosos del floema. Los síntomas disminuyen cuando las plantas dañadas se tratan con penicilina, clorhidrato de tetraciclina u oxitetraciclina. Algunas enfermedades en donde se involucran a estos patógenos son: Pierce de la vid, enanismo de la alfalfa, enfermedad falsa del duraznero, enanismo de la soca de la caña de azúcar, enverdecimiento de los cítricos y el chamusco foliar del almendro. 34
  35. 35. ÍNDICE UNIDAD PAG I. ASPECTOS GENERALES DE LOS VIRUS...................................... 1 1. INTRODUCCIÓN............................................................................... 1 2. IMPORTANCIA DE LOS VIRUS...................................................... 1 3. FORMA Y ESTRUCTURA QUÍMICA VIRAL ................................. 2 4. SÍNTOMAS CAUSADOS POR VIRUS FITOPATÓGENOS ............ 3 II TRANSMISIÓN DE VIRUS .............................................................. 6 1. TRANSMISIÓN MECANICA ........................................................... 6 2. TRANSMISIÓN POR INJERTO......................................................... 7 3. BIOTRANSMISORES ....................................................................... 7 3.1. INSECTOS ........................................................................................ 7 3.1.1 AFIDOS ............................................................................................. 7 3.1.2 MOSCA BLANCA (MB).................................................................... 9 3.1.3 CHICHARRITAS ............................................................................... 10 3.1.4 COLEÓPTEROS ................................................................................ 10 3.1.5 TRIPS ................................................................................................ 10 3.2. ÁCAROS ........................................................................................... 11 3.3. NEMÁTODOS ................................................................................... 11 3.4. HONGOS ........................................................................................... 12 4. TRANSMISIÓN POR SEMILLA ....................................................... 12 III RELACIONES VIRUS – PLANTA ................................................... 14 1. PENETRACIÓN ................................................................................ 14 2. INFECCIÓN Y SÍNTESIS VIRAL .................................................... 14 3. TRANSLOCACIÓN ........................................................................... 15 IV IDENTIFICACIÓN DE VIRUS ......................................................... 16 1. ASPECTOS GENERALES ................................................................ 16 2. COMPROBAR LA NATURALEZA INFECCIOSA DE LA ENFERMEDAD................................................................................. 17 3. DETERMINAR TAMAÑO Y FORMA DE LA PARTICULA ........... 17 4. PROPIEDADES FÍSICAS DEL VIRUS ............................................. 17 5. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN………………………………... 18 6. RANGO DE HOSPEDANTES............................................................ 18 35

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