Patología vegetal

La patología vegetal o fitopatología es el estudio científico de las enfermedades de las plantas causadas por patógenos (organismos infecciosos) y condiciones ambientales (factores fisiológicos). ^[1] La patología vegetal implica el estudio de la identificación de patógenos, la etiología de las enfermedades , los ciclos de las enfermedades, el impacto económico, la epidemiología de las enfermedades de las plantas , la resistencia de las enfermedades de las plantas , cómo las enfermedades de las plantas afectan a los humanos y los animales, la genética del patosistema y el manejo de las enfermedades de las plantas.

Los patógenos de las plantas, organismos que causan enfermedades infecciosas de las plantas , incluyen hongos , oomicetos , bacterias , virus , viroides , organismos similares a virus , fitoplasmas , protozoos , nematodos y plantas parásitas . ^[2] En la mayoría de los patosistemas de las plantas , la virulencia depende de hidrolasas y enzimas que degradan la pared celular . La gran mayoría de estas actúan sobre las pectinas (por ejemplo, pectinesterasa , pectato liasa y pectinasas ). Para los microbios, los polisacáridos de la pared celular son a la vez una fuente de alimento y una barrera a superar. Muchos patógenos crecen de forma oportunista cuando el huésped descompone sus propias paredes celulares, con mayor frecuencia durante la maduración de la fruta . ^[3] A diferencia de la patología humana y animal, la patología vegetal suele centrarse en un solo organismo causal; sin embargo, se ha demostrado que algunas enfermedades de las plantas son interacciones entre múltiples patógenos. ^[4]

Para colonizar una planta, los patógenos tienen factores de patogenicidad específicos , de cinco tipos principales: usos de enzimas degradantes de la pared celular, toxinas , proteínas efectoras, fitohormonas y exopolisacáridos .

• Enzimas degradadoras de la pared celular : se utilizan para romper la pared celular de la planta con el fin de liberar los nutrientes del interior e incluyen esterasas, glicosil hidrolasas, liasas y oxidorreductasas. ^[5]
• Toxinas : pueden ser no específicas del huésped, que dañan a todas las plantas, o específicas del huésped, que causan daño sólo en una planta huésped.
• Proteínas efectoras : pueden ser secretadas por patógenos como bacterias, hongos y oomicetos ^{[6] [7]} en el entorno extracelular o directamente en la célula huésped, a menudo a través del sistema de secreción de tipo tres . Se sabe que algunos efectores suprimen los procesos de defensa del huésped. Esto puede incluir la reducción de los mecanismos de señalización internos de la planta o la reducción de la producción de fitoquímicos. ^[8]
• Las fitohormonas son sustancias químicas que las plantas utilizan para enviar señales; los patógenos pueden producirlas para modificar el crecimiento de las plantas en su propio beneficio.
• Los exopolisacáridos son en su mayoría pequeñas cadenas de azúcares que ayudan a los patógenos a adherirse a la superficie de una planta, lo que les permite iniciar el proceso de infección.

Algunos trastornos abióticos pueden confundirse con trastornos inducidos por patógenos. Las causas abióticas incluyen procesos naturales como sequías , heladas , nieve y granizo ; inundaciones y drenaje deficiente; deficiencia de nutrientes ; deposición de sales minerales como cloruro de sodio y yeso ; quemaduras por el viento y roturas por tormentas; e incendios forestales . ^[9]

La epidemiología es el estudio de los factores que afectan el brote y la propagación de enfermedades infecciosas. ^[10]

Un triángulo de enfermedades describe los factores básicos necesarios para que se produzcan enfermedades en las plantas. Estos son la planta huésped, el patógeno y el medio ambiente. Cualquiera de ellos puede modificarse para controlar una enfermedad. ^[11]

La resistencia a las enfermedades de las plantas es la capacidad de una planta de prevenir y eliminar las infecciones causadas por patógenos vegetales. Las estructuras que ayudan a las plantas a evitar la entrada de patógenos son la capa cuticular, las paredes celulares y las células protectoras de los estomas. Una vez que los patógenos han superado estas barreras, los receptores de la planta inician vías de señalización para crear moléculas que compitan contra las moléculas extrañas. Estas vías están influenciadas y activadas por genes dentro de la planta huésped y pueden manipularse mediante el mejoramiento genético para crear variedades resistentes. ^[12]

Los métodos antiguos de examen de hojas y de apertura manual de material vegetal se han ampliado ahora con tecnologías más nuevas. Estas incluyen ensayos de patología molecular como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la RT-PCR y la amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP). ^[13] Aunque la PCR puede detectar múltiples objetivos moleculares en una única solución, existen límites. ^[13] Bertolini et al. 2001, Ito et al. 2002 y Ragozzino et al. 2004 desarrollaron métodos de PCR para multiplexar seis o siete productos moleculares de patógenos de plantas y Persson et al. 2005 para multiplexar cuatro con RT-PCR. ^[13] Un diagnóstico molecular más extenso requiere matrices de PCR . ^[13] El principal método de detección utilizado en todo el mundo es el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas . ^[14]

La rotación de cultivos es un método tradicional y a veces eficaz para evitar que una población parasitaria se establezca. Por ejemplo, la protección contra la infección por Agrobacterium tumefaciens , que causa enfermedades biliares en muchas plantas, consiste en sumergir los esquejes en suspensiones de Agrobacterium radiobacter antes de insertarlos en el suelo para que echen raíces. ^[15]

La patología vegetal se ha desarrollado desde la antigüedad, comenzando con Teofrasto en la era antigua, pero el estudio científico comenzó en el período moderno temprano con la invención del microscopio y se desarrolló en el siglo XIX. ^[16]

• Tallador de George Washington
• Antón de Bary
• Erwin Frink Smith
• Agnes Robertson Arber