Estudio de la interacción entre el hongo formado de micorrizas arbusculares

Abstract

El síndrome de replante es consecuencia de una explotación continua y repetida del terreno en el que los problemas de estrés, principalmente de origen patogénico, juegan un papel importante. En los viñedos españoles, el hongo <i>Armillaria mellea</i> que produce la podredumbre blanca de raíz, está considerado como una de sus principales causas. Existen pocas medidas de control disponibles, puesto que no hay portainjertos comerciales que confieran resistencia frente a <i>A. mellea</i>, y la fumigación del suelo está prohibida en los suelos de los viñedos y es probablemente ineficaz. Por este motivo, el control biológico de la podredrumbre blanca es una alternativa a considerar. <br/>Entre los grupos de microorganismos del suelo capaces de proteger a las plantas frente a patógenos se encuentran los hongos formadores de micorrizas arbusculares (MA), que forman una simbiosis con la mayoría de las especies de interés agrícola. La importancia de esta simbiosis en la supervivencia y crecimiento de las plantas frente a patógenos de raíz ha sido previamente demostrada pero para avanzar en el estudio de la micorrización como sistema de control, es necesaria la implementación de nuevas técnicas tanto en campo, como en condiciones controladas en invernadero/umbráculo y en condiciones in vitro.<br/>Los resultados obtenidos en dos suelos de replante, demuestran que la introducción de inóculo seleccionado puede producir beneficios a corto plazo en las vides. No obstante, es esencial realizar un estudio previo de las condiciones agronómicas antes de decidir la conveniencia de aplicar un inóculo micorrícico, y es igualmente importante adecuar el procedimiento de inoculación a cada situación para conseguir la máxima eficacia.<br/>También las combinaciones de microorganismos (hongos antagonistas del género <i>Trichoderma</i> y hongos MA) como sistema de control se plantean como posible alternativa. Los resultados obtenidos en condiciones semicontroladas revelaron que la inoculación temprana de las plantas del portainjerto de vid 110 Richter con el hongo micorrícico <i>Glomus intraradices</i> y <i>Trichoderma harzianum</i> podía ayudar a controlar la podredumbre blanca de raíz en condiciones experimentales, aunque la elección de la cepa y su formulado es importante ya que la efectividad entre ellos puede variar. <br/>En experimentos realizados en condiciones controladas, el mayor crecimiento vegetativo y menor avance de los síntomas de <i>A. mellea</i> en las plantas inoculadas con <i>G. intraradices</i>, indicó que las plantas micorrizadas son más tolerantes al patógeno. Las técnicas desarrolladas para el estudio de la respuesta fisiológica de las plantas a la inoculación con <i>G. intraradices</i> y/o con <i>A. mellea</i> mediante el análisis de los cambios en los niveles de hormonas y en los parámetros micromorfométricos demostraron ser adecuadas para la detección temprana de ambas infecciones. Los resultados obtenidos sugieren que tanto las poliaminas como el ácido abscísico podrían estar implicadas en la señalización temprana de los procesos de incremento de tolerancia en las plantas micorrizadas frente al patógeno. Entre los parámetros micromorfométricos, la medida de contracción máxima diaria del sarmiento demostró ser eficaz para la detección temprana de los cambios en el estado hídrico de las plantas en respuesta a la colonización por <i>G. intraradices</i> y a la infección por <i>A. mellea</i>. <br/>Por último, la puesta a punto de sistemas experimentales para estudiar la interacción y la evolución de la simbiosis y la infección patogénica in vitro, permitió observar un efecto de bioprotección de la micorriza frente a <i>A. mellea</i> a nivel de la planta, aunque el patógeno indujo un menor desarrollo de <i>G. intraradices</i> en su fase extraradical. Además, la detección de la excreción de enzimas hidrolíticas del <i>A. mellea</i> en medios de cultivos específicos permitió relacionarlas con el proceso de infección del patógeno y el desarrollo de síntomas en las plantas de los sistemas in vitro.

The grapevine replant disease is a consequence of continuous land exploitation and repeated cropping in which stress problems, mainly of pathological origin, play an important role. In Spanish vineyards the root rot fungus Armillaria mellea is considered the principal causal agent of replant disease.<br/>Few control measures are available, as there are no commercial grapevine rootstocks conferring resistance against A. mellea, and soil fumigation is banned in vineyard soils. Alternative biological and cultural control methods are under study, and among them, the inoculation of grapevines with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) could be a good alternative, as they are able to increase the tolerance against soil borne plant pathogens. However, in order to consider the inoculation with AMF as a control system against A. mellea, the symbiosis in grapevines had to be evaluated in the field, in greenhouse / shadowhouse and in vitro.<br/>The results obtained in the field indicated that the inoculation with AMF can be beneficial for grapevines in replant soils. Nevertheless, a preliminary study of the agronomic situation is essential before considering the suitability of both AMF application and inoculation procedure. <br/>In an experimental microplot set-up, the early inoculation of plants with the mycorrhizal fungus Glomus intraradices and the antagonistic fungus Trichoderma harzianum contributed to control A. mellea, but the choice of the strain and its formulation proved to be important because the effectiveness may vary among them.<br/>In the greenhouse, the techniques developed to study the physiological response of plants to inoculation with G. intraradices and/or with A. mellea demonstrated that the analysis of polyamine and abscisic acid levels and of micromorphometric parameters are suitable tools to detect the early response of plants to both microorganisms. The slower development of pathogenic symptoms and the greater biomass in mycorrhizal plants inoculated with A. mellea, indicate that plants inoculated with G. intraradices are more tolerant to the pathogen than non mycorrhizal plants. <br/>Finally, an in vitro autotrophic culture system developed for grapevine plants allowed to observe the development of the mycorrhizal symbiosis and of the pathogenic infection, and a bioprotection effect of the mycorrhizal fungus against A. mellea was confirmed.