Advances towards integrated management of fungal grapevine trunk diseases

Resumen

Las enfermedades de la madera de la vid (EMV) se encuentran entre las principales amenazas bióticas para la sostenibilidad económica de la industria vitivinícola mundial, reduciendo el rendimiento, productividad y longevidad de los viñedos. Varios factores han sido atribuidos al aumento de su incidencia en los últimos años, como son los cambios en las prácticas culturales de los viñedos, la baja calidad sanitaria del material de propagación de vid, la prohibición de las materias activas químicas más efectivas y la deficiente protección de las heridas de poda. Además, estas enfermedades son muy complejas, implicando un amplio espectro de hongos no relacionados taxonómicamente, lo que hace que su control sea muy difícil. En esta tesis, se realizaron estudios para la puesta a punto de nuevas técnicas moleculares para la mejora en la detección y gestión de las EMV, así como, la evaluación de alternativas sostenibles al uso de fungicidas que permitan aumentar la vida útil de los viñedos. En primer lugar, se evaluó comparativamente la precisión, la eficiencia y la especificidad de las técnicas de PCR digital (ddPCR) y PCR en tiempo real (qPCR) para la detección y cuantificación de Ilyonectria liriodendri a partir de muestras de suelo, rizosfera y endorizosfera de viñedos jóvenes y aparentemente sanos de La Rioja. Los resultados revelaron una fuerte correlación entre ambas técnicas, siendo la ddPCR más sensible a concentraciones muy bajas del patógeno. Se observó que las raíces de vides asintomáticas son un nicho microbiano que está habitado por patógenos asociados a la enfermedad del pie negro. A continuación, se caracterizó la dinámica espacial de las comunidades fúngicas de estos tres compartimentos, mediante la técnica de secuenciación masiva de amplicones (HTAS), observándose que las comunidades de hongos fueron homogéneas entre viñedos. Teniendo en cuenta que los estudios se realizaron en viñedos con variables climáticas y edáficas similares, estos resultados indican que el microbioma del viñedo de La Rioja se conserva parcialmente en la región. Sin embargo, el compartimento suelo-planta constituyó la principal fuente de diversidad y composición de las comunidades fúngicas, con una disminución de la diversidad en la endorizosfera, sugiriendo que los tejidos de la raíz suponen una barrera para la colonización fúngica. El análisis predictivo de funcionalidad mostró un aumento en la abundancia relativa de posibles patógenos de plantas, endófitos y micorrizas arbusculares, y una disminución en la abundancia relativa de posibles saprótrofos de la madera y/o estiércol, del suelo hacia la endorizosfera. Se corrobora así mismo que los tejidos internos de la raíz de las vides asintomáticas son un nicho microbiano que está habitado por hongos asociados a las EMV. La HTAS también se empleó para determinar el efecto de la época de poda en la diversidad y composición del microbioma fúngico que coloniza las heridas de poda de forma natural durante dos períodos de infección (noviembre-febrero y febrero-mayo), en viñedos pertenecientes a tres Denominaciones de Origen (D.O.) de Galicia (España). Las comunidades fúngicas que colonizan las heridas de poda de la vid se vieron afectadas en su composición y diversidad por la D.O., mientras que la variación espacial dentro de cada región fue baja. Se constató la existencia de un microbioma fúngico estable en las heridas de poda, independientemente del período de infección, con abundancias más altas para la mayoría de los géneros de hongos asociados a EMV después de la poda de febrero (invierno) que en la de noviembre (mediados de otoño), lo que sugiere un efecto estacional en las infecciones de las heridas de poda. Además, se observó una correlación positiva entre la lluvia acumulada y la abundancia del microbioma fúngico total, y del género Diaporthe en particular, durante la octava y la undécima semana después de la poda. Una de las alternativas al uso de fungicidas en el control de las EMV es la utilización de cultivares menos sensibles a estos patógenos. En este sentido se evaluó, en un ensayo bajo condiciones de invernadero, la tolerancia de cultivares de vid comerciales y minoritarios, presentes en colecciones de germoplasma españolas, ante la infección de Phaeomoniella chlamydospora, el principal agente causal de la enfermedad de Petri y la yesca. No se observaron síntomas foliares en las plantas, si bien todos los cultivares desarrollaron lesiones internas en la madera después de la inoculación artificial con el hongo, lo que indica que no hay evidencia de que exista resistencia cualitativa a Pa. chlamydospora. Sin embargo, la severidad de los síntomas internos de la madera varió considerablemente entre los cultivares, lo que permitió clasificarlos en base a diversos grados de tolerancia parcial a la infección fúngica. Los cultivares ‘Estaldiña’, ‘Albillo Mayor’ y ‘Castañal’ se clasificaron como los más tolerantes en función de las longitudes medias de necrosis de la madera. En relación con las estrategias de manejo de estas enfermedades, se evaluó el efecto de varios agentes de control biológico (ACBs), aplicados como tratamientos radiculares en pre- y post-plantación, para controlar infecciones naturales causadas por hongos asociados con las enfermedades del pie negro y de Petri, así como, su influencia en los parámetros de crecimiento de la planta. La efectividad del ACB para reducir la incidencia y la severidad de ambas enfermedades varió con la edad y la parte de la planta analizada. Bajo escenarios específicos, Streptomyces sp. E1 + R4 redujo significativamente las infecciones causadas por Dactylonectria torresensis y D. macrodidyma (pie negro), mientras que Pythium oligandrum Po37 y Trichoderma spp. redujeron significativamente las infecciones causadas por Pa. chlamydospora y Phaeoacremonium minimum (enfermedad de Petri). Los tratamientos con ACB redujeron significativamente el peso de la raíz con respecto al control, mientras que no se observó ningún efecto sobre el peso del brote. Finalmente, se evaluó la eficacia de diversas formulaciones fungicidas y de ACB, registradas en España, como protectores de heridas de poda frente a infecciones artificiales de Diplodia seriata y Pa. chlamydospora, en dos viñedos de la D.O. Valdeorras (Galicia, España). Los resultados mostraron, en estas condiciones de estudio, que los tratamientos basados en ACBs fueron menos efectivos que los fungicidas. La formulación comercial basada en piraclostrobin + boscalida proporcionó un alto control de ambos hongos asociados a las EMV, mientras que los tratamientos basados en Trichoderma mostraron baja eficacia. El bajo rendimiento e implantación de los tratamientos basados en Trichoderma spp. es discutido más a fondo, valorando entre otros factores, la elevada carga de esporas utilizada en las inoculaciones artificiales de los hongos asociados con las EMV, el corto periodo de tiempo transcurrido entre la aplicación del ACB y la inoculación artificial de los mismos, el efecto de las condiciones ambientales adversas para la implantación de Trichoderma o la posibilidad de una baja afinidad de estos hongos por el cultivar ‘Godello’.