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Control de enfermedades transmitidas por el suelo: organismos en el suelo que pueden dañar las plantas

Control de enfermedades transmitidas por el suelo: organismos en el suelo que pueden dañar las plantas


Por: Tonya Barnett, (Autor de FRESHCUTKY)

Para muchos jardineros domésticos, nada es más frustrante que la pérdida de cultivos debido a causas desconocidas. Si bien los cultivadores atentos pueden monitorear de cerca la presión de los insectos en el jardín, lo que puede causar una disminución de los rendimientos, las pérdidas debidas a circunstancias invisibles pueden ser más difíciles de diagnosticar. Obtener una mejor comprensión de los organismos y patógenos del suelo puede ayudar a los productores a desarrollar un conocimiento completo de la salud del suelo y del jardín.

¿Qué son los patógenos transmitidos por el suelo?

Todos los ecosistemas del suelo contienen varios organismos del suelo. No es hasta que estos organismos en el suelo pueden infectar plantas a través de condiciones adecuadas o susceptibilidad que comienzan a causar problemas para los cultivos de jardín.

Los patógenos son organismos en el suelo que causan problemas o enfermedades. Las enfermedades causadas por patógenos transmitidos por el suelo pueden afectar a las plantas de diversas formas. Si bien los patógenos preemergentes pueden causar la pérdida de crecimiento o el retraso del crecimiento de las plántulas, otros organismos en el suelo pueden causar problemas dentro de la zona de la raíz o la corona de las plantas. La marchitez vascular de las plantas también puede ser causada por la infección de patógenos transmitidos por el suelo.

Una vez que los organismos del suelo llegan a infectar la planta, los cultivos pueden presentar o no signos y síntomas de la enfermedad. A menudo, su rápido desarrollo los hace difíciles de observar o identificar hasta que la infección ha progresado más allá del tratamiento.

Control de enfermedades transmitidas por el suelo

La clave para reducir la aparición de patógenos dañinos en el jardín de la casa es implementar estrategias de control de enfermedades transmitidas por el suelo. Los agricultores pueden ayudar a reducir la presencia de patógenos transmitidos por el suelo comprando plantas en centros de jardinería o viveros en línea de buena reputación.

Además, será fundamental establecer una rutina consistente de mantenimiento del jardín. Específicamente, esto incluye la remoción y eliminación de material vegetal previamente infectado. Al mantener la jardinería libre de material vegetal en descomposición, los productores pueden ayudar a reducir la cantidad de patógenos que pueden invernar en el suelo. La limpieza y esterilización de las herramientas de jardín que se han utilizado en plantas infectadas reducirá aún más la probabilidad de propagación de enfermedades.

Para prevenir mejor las enfermedades causadas por patógenos transmitidos por el suelo, los productores deberán asegurarse de que las plantas tengan las condiciones óptimas para el crecimiento. Esto significa que recibirán la luz solar adecuada, un drenaje adecuado y un espacio adecuado. Cada uno de estos factores será clave en la capacidad del patógeno para moverse e infectar las plantas del jardín. Por lo general, las plantas sanas y fuertes tendrán menos probabilidades de sucumbir a los patógenos del suelo.

Este artículo se actualizó por última vez el

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La ecología de las enfermedades humanas transmitidas por el suelo

El Año Internacional de los Suelos, declarado por la 68a Asamblea General de las Naciones Unidas, tiene como objetivo crear conciencia sobre los suelos y los numerosos servicios ecosistémicos vitales que brindan, incluido el suministro de alimentos, combustible y fibra, el almacenamiento y filtración de agua, la regulación climática. y descomposición de desechos. Todos estos servicios son el resultado de una gran cantidad de interacciones de organismos en el suelo, incluidas bacterias, arqueas, protozoos, hongos y fauna del suelo. El funcionamiento de estos organismos es tan vital que probablemente no habría vida sobre el suelo en la Tierra, y ciertamente no habría vida humana, sin vida en el suelo. Es con esto en mente que debe leerse el siguiente artículo sobre enfermedades humanas transmitidas por el suelo.

El aceite S es vital para la existencia humana y la gran mayoría de los organismos que residen en él funcionan para nuestro beneficio. Sin embargo, el suelo también alberga una minoría de organismos, algunos de los cuales llaman al suelo su hogar, mientras que otros lo atraviesan de manera transitoria, que son capaces de causar enfermedades en los humanos: estos son patógenos y parásitos humanos transmitidos por el suelo. Estos organismos representan un grupo relativamente poco estudiado, de hecho, la Organización Mundial de la Salud aún no reconoce las enfermedades humanas transmitidas por el suelo como un grupo distinto (con la excepción de los helmintos transmitidos por el suelo), como lo hacen con las enfermedades transmitidas por los alimentos o las zoonosis, por ejemplo. . Sin embargo, estas enfermedades causan una mortalidad y morbilidad considerables en todo el mundo. Puede ser posible reducir la incidencia de tales enfermedades mediante una mayor comprensión de su ecología, su función y supervivencia en el suelo, y las prácticas de gestión de la tierra que pueden exacerbar o reducir las tasas de infección.

Agrupación de enfermedades transmitidas por el suelo

Actualmente no existe una lista completa reconocida internacionalmente que clasifique qué enfermedades humanas se transmiten por el suelo. Parte de la dificultad de compilar una lista de este tipo es que muchos patógenos pueden transmitirse a través del suelo si entran en contacto con un huésped infeccioso en un período de tiempo suficientemente corto. Por ejemplo, en teoría, el sarampión puede causar una infección de las superficies, incluida la superficie del suelo, en contraposición a la transmisión directa a través del aire. Sin embargo, como hay una reducción del 30% al 70% en las partículas de virus viables en el primer minuto que están fuera del hospedador, es poco probable que se infecte por esta vía; en un período de tiempo tan corto, es probable que el hospedador infeccioso aún esté presente. en la vecindad y la infección por ellos es una ruta más probable. Incluir todas estas enfermedades bajo el término general de "enfermedades humanas transmitidas por el suelo" parece, en el mejor de los casos, poco útil. Por lo tanto, en un informe a la Comisión Europea en 2011 propusimos una definición de enfermedades humanas transmitidas por el suelo como ". enfermedades humanas resultantes de cualquier patógeno o parásito, cuya transmisión puede producirse desde el suelo, incluso en ausencia de otros individuos infecciosos ”. En el mismo informe identificamos 39 enfermedades que ocurren a nivel mundial y que se ajustan a estos criterios (ver Lectura adicional).

Desde una perspectiva ecológica, es evidente que los organismos patógenos identificados se pueden clasificar en dos grupos. Algunos de los organismos son verdaderos organismos del suelo en el sentido de que son capaces de completar sus ciclos de vida en el suelo (o potencialmente con una fase acuática o semiacuática) sin la necesidad de infectar a un huésped humano (o cualquier otro). Por lo tanto, los llamamos organismos patógenos (EPO) edáficos (del griego "suelo verdadero"). Este grupo incluye la mayoría de los patógenos bacterianos y fúngicos. Estos son patógenos oportunistas que generalmente solo infectan a individuos susceptibles, como aquellos que están inmunodeprimidos o aquellos que han tenido exposiciones repetidas o grandes a dichos organismos.

El segundo grupo consiste en patógenos obligados que son capaces de sobrevivir dentro del suelo durante largos períodos de tiempo antes de infectar a los humanos que entran en contacto con el suelo contaminado. Sin embargo, no pueden completar todo su ciclo de vida en el suelo, no son verdaderos organismos del suelo. Estos pueden denominarse patógenos / parásitos transmitidos por el suelo (STP).

Como suele ocurrir con el mundo natural, la categorización estricta tiene sus limitaciones. En cambio, es probable que exista un continuo con cierta superposición de organismos entre los dos grupos (por ejemplo, estrongiloidiasis y shigelosis). Sin embargo, esta distinción es útil ya que resalta áreas para futuras investigaciones y ayuda a la interpretación de datos epidemiológicos. Por ejemplo, es probable que la infección por EPO provenga del suelo, pero con STP esto es mucho menos seguro. Esta consideración es importante para investigar si una práctica particular de manejo de la tierra mejora o mitiga las tasas de infección transmitida por el suelo.

Daño humano versus degradación del suelo

Esta distinción entre enfermedades humanas transmitidas por el suelo basada en la historia de vida tiene una utilidad adicional, ya que es probable que las OPO brinden servicios ecosistémicos como descomponer la materia orgánica, potencialmente remediar contaminantes o afectar la sensibilidad del suelo a la erosión mientras se encuentra dentro del suelo. Como tal, la reducción de la abundancia de estos organismos en el suelo puede tener efectos negativos como una mayor degradación del suelo. Las compensaciones entre la promoción de la salud humana y la prevención de la degradación del suelo deberán identificarse y cuantificarse según la ubicación. Por el contrario, es probable que las STP interactúen menos con la provisión de servicios ecosistémicos, ya que es probable que dichos organismos estén en formas inactivas o solo tengan actividades limitadas mientras están en el suelo. Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de identificar cómo la tierra o las prácticas agrícolas pueden reducir la abundancia de STP en el suelo, o el tiempo que dichos organismos permanecen viables. Dicho trabajo puede permitir que se desarrollen prácticas de manejo del suelo que supriman las STP de manera que su implementación pueda tener impactos positivos en la salud humana, preferiblemente con efectos mínimos en términos de degradación del suelo.

La viabilidad y el mantenimiento de la virulencia de los patógenos fuera de sus huéspedes depende de varios factores ambientales como la temperatura, la humedad, la luz ultravioleta y el pH. Podría ser posible controlar algunos de estos factores mediante prácticas de gestión de la tierra. Por ejemplo, las capas superficiales del suelo cultivado tienden a secarse más rápido que las de los suelos no cultivados, lo que puede hacer que las partículas del suelo y los patógenos transmitidos por el suelo se dispersen. Actualmente, la importancia de cada factor en la supervivencia de patógenos en el suelo aún no se comprende bien, aunque generalmente se piensa que la temperatura es el factor más importante para modelar las tasas de descomposición microbiana de los microbios que no pueden replicarse en el medio ambiente (es decir, STP). Además, las interacciones entre estos factores son complejas. Por ejemplo, el aumento de la humedad del suelo puede causar y estar influenciado por una mayor supervivencia y actividad de los microorganismos dentro del suelo. Se ha demostrado que la reducción de la humedad del suelo aumenta la transmisión de algunos patógenos del suelo al aumentar la cantidad de polvo disponible sobre el cual los patógenos pueden dispersarse. Es probable que la vegetación, como los cultivos de cobertura, conduzca a una reducción de las tasas de infección debido a la reducción de la erosión eólica, pero la cubierta del dosel también reducirá la cantidad de rayos UV que llegan a la superficie del suelo, lo que aumentará potencialmente las tasas de supervivencia de los patógenos en la superficie del suelo.

MICROGRAFÍA ELECTRÓNICA DE ESCANEADO A COLOR DE BACILO SP. BACTERIAS DEL SUELO. ESTAS BACTERIAS GRAMO POSITIVAS SON SAPROTROPHS, ORGANISMOS QUE SE ALIMENTAN Y CRECEN DE MATERIAL ORGÁNICO MUERTO Y EN DESCENDIMIENTO. SON PARTE DE UNA ECOLOGÍA DIVERSA DE MICROORGANISMOS DEL SUELO QUE JUEGAN UN PAPEL VITAL EN LA DESCOMPOSICIÓN Y RECICLAJE DE MATERIA ORGÁNICA.

Es probable que la degradación del suelo a través de procesos como la erosión, la pérdida de la estructura del suelo, la desertificación, la labranza excesiva del suelo y las actividades de extracción del suelo afecten a la salud humana de varias maneras. Tal degradación da como resultado una reducción de la productividad de los cultivos, pero también es probable que aumente la infección de los suelos a medida que los organismos infecciosos se transmiten por el aire en suelos erosionados o los patógenos sobreviven más tiempo en suelos que tienen una biodiversidad reducida. Como tal, existe un vínculo claro entre suelos 'saludables' y humanos sanos y es importante que este vínculo sea reconocido para que podamos maximizar los beneficios y minimizar los riesgos a medida que utilizamos el recurso fundamental, que da vida y no renovable. ese es el suelo.

SIMON JEFFERY

Departamento de Calidad del Suelo, Universidad de Wageningen, PO Box 47, 6708 PB Wageningen, Países Bajos
[correo electrónico protegido]

WIM H. VAN DER PUTTEN

Departamento de Ecología Terrestre del Instituto de Ecología de los Países Bajos y Laboratorio de Nematología de la Universidad de Wageningen. PO Box 50, 6700 AB Wageningen, Países Bajos
[correo electrónico protegido]

OTRAS LECTURAS

Jeffery, S. y van der Putten, W. (2011). Enfermedades humanas transmitidas por el suelo. Comisión Europea, EUR 24893 EN - 2011.

Imagen: La erosión del suelo. Científico de suelos tomando lecturas de un área de un campo de trigo que ha sufrido una severa erosión del suelo. Fotografiado en el estado de Washington, Estados Unidos. Jack Dykinga / Departamento de Agricultura de EE. UU. / Fototeca científica. Micrografía electrónica de barrido de color falso de la bacteria del suelo Sporosarcina ureae. Martin Oeggerli / Fototeca científica. Micrografía electrónica de barrido coloreada de Bacillus sp. bacterias del suelo. David Scharf / Biblioteca de fotografías científicas..


Contenido

  • 1 Definición
  • 2 tipos
    • 2.1 Ectomicorriza
      • 2.1.1 Micorrizas arbutoides
    • 2.2 Endomicorriza
      • 2.2.1 Micorrizas arbusculares
      • 2.2.2 Micorrizas ericoides
      • 2.2.3 Micorrizas de orquídeas
      • 2.2.4 Micorrizas monotropoides
  • 3 Dinámica mutualista
    • 3.1 Intercambio azúcar-agua / minerales
    • 3.2 Mecanismos
    • 3.3 Resistencia a enfermedades, sequía y salinidad y su correlación con las micorrizas
    • 3.4 Resistencia a los insectos
    • 3.5 Colonización de suelos áridos
    • 3.6 Resistencia a la toxicidad
  • 4 Cambio climático
  • 5 Aparición de asociaciones de micorrizas
  • 6 Descubrimiento
  • 7 Véase también
  • 8 referencias
  • 9 Enlaces externos

Una micorriza es una asociación simbiótica entre una planta verde y un hongo. La planta produce moléculas orgánicas como azúcares mediante la fotosíntesis y las suministra al hongo, y el hongo suministra a la planta agua y nutrientes minerales, como el fósforo, extraídos del suelo. Las micorrizas se encuentran en las raíces de las plantas vasculares, pero también se producen asociaciones similares a las de las micorrizas en las briófitas [4] y hay evidencia fósil de que las plantas terrestres tempranas que carecían de raíces formaron asociaciones micorrízicas arbusculares. [5] La mayoría de las especies de plantas forman asociaciones de micorrizas, aunque algunas familias como Brassicaceae y Chenopodiaceae no pueden. Las diferentes formas de asociación se detallan en la siguiente sección. El más común es el tipo arbuscular que está presente en el 70% de las especies vegetales, incluidas muchas plantas de cultivo como el trigo y el arroz. [6]

Las micorrizas se dividen comúnmente en ectomicorrizas y endomicorrizas. Los dos tipos se diferencian por el hecho de que las hifas de los hongos ectomicorrízicos no penetran en las células individuales dentro de la raíz, mientras que las hifas de los hongos endomicorrízicos penetran en la pared celular e invagen la membrana celular. [7] [8] La endomicorriza incluye arbuscular, ericoide, y micorrizas de orquídeas, tiempo micorrizas arbutoides se puede clasificar como ectoendomycorrhizas. Monotropoide las micorrizas forman una categoría especial.

Ectomycorrhiza Editar

Las ectomicorrizas, o ECM, son asociaciones simbióticas entre las raíces de alrededor del 10% de las familias de plantas, en su mayoría plantas leñosas, incluidas las familias de abedul, dipterocarpo, eucalipto, roble, pino y rosa [9], orquídeas [10] y hongos pertenecientes a Basidiomycota, Ascomycota y Zygomycota. Algunos hongos ECM, como muchos Leccinum y Suillus, son simbióticos con un solo género particular de plantas, mientras que otros hongos, como el Amanita, son generalistas que forman micorrizas con muchas plantas diferentes. [11] Un árbol individual puede tener 15 o más socios de ECM de hongos diferentes al mismo tiempo. [12] Existen miles de especies de hongos ectomicorrízicos, alojadas en más de 200 géneros. Un estudio reciente ha estimado de manera conservadora la riqueza mundial de especies de hongos ectomicorrízicos en aproximadamente 7750 especies, aunque, sobre la base de estimaciones de los conocimientos conocidos y desconocidos en la diversidad de macromicetos, una estimación final de la riqueza de especies de ECM probablemente estaría entre 20.000 y 25.000. [13]

Las ectomicorrizas consisten en una vaina de hifas, o manto, que cubre la punta de la raíz y una red de Hartig de hifas que rodean las células vegetales dentro de la corteza de la raíz. En algunos casos, las hifas también pueden penetrar en las células de la planta, en cuyo caso la micorriza se denomina ectendomycorrhiza. Fuera de la raíz, el micelio extramatrico ectomicorrízico forma una red extensa dentro del suelo y la hojarasca.

Se puede demostrar que los nutrientes se mueven entre diferentes plantas a través de la red de hongos. Se ha demostrado que el carbono se mueve de los abedules de papel a los abetos de Douglas, lo que promueve la sucesión en los ecosistemas. [14] El hongo ectomicorrízico Laccaria bicolor Se ha descubierto que atrae y mata a los colémbolos para obtener nitrógeno, parte del cual puede luego ser transferido a la planta huésped micorrízica. En un estudio de Klironomos y Hart, Eastern White Pine inoculado con L. bicolor fue capaz de derivar hasta un 25% de su nitrógeno a partir de colémbolos. [15] [16] En comparación con las raíces finas no micorrízicas, las ectomicorrizas pueden contener concentraciones muy altas de oligoelementos, incluidos metales tóxicos (cadmio, plata) o cloro. [17]

La primera secuencia genómica de un representante de hongos simbióticos, el basidiomiceto ectomicorrízico L. bicolor, fue publicado en 2008. [18] Se produjo una expansión de varias familias multigénicas en este hongo, lo que sugiere que la adaptación a la simbiosis procedía de la duplicación de genes. Dentro de los genes específicos de linaje, los que codifican proteínas secretadas reguladas por simbiosis mostraron una expresión regulada por aumento en las puntas de las raíces ectomicorrízicas, lo que sugiere un papel en la comunicación de la pareja. L. bicolor carece de enzimas involucradas en la degradación de los componentes de la pared celular vegetal (celulosa, hemicelulosa, pectinas y pectatos), lo que evita que el simbionte degrade las células huésped durante la colonización de la raíz. Por el contrario, L. bicolor posee familias multigénicas expandidas asociadas con la hidrólisis de polisacáridos y proteínas bacterianos y de microfauna. Este análisis del genoma reveló el estilo de vida saprotrófico y biotrófico dual del hongo micorrízico que le permite crecer tanto en el suelo como en las raíces de las plantas vivas.

Micorrizas arbutoides Editar

Este tipo de micorrizas afecta a plantas de la subfamilia Arbutoideae de Ericaceae. Sin embargo, es diferente de la micorriza ericoide y se parece a la ectomicorriza, tanto funcionalmente como en términos de los hongos involucrados. [ cita necesaria ] Se diferencia de la ectomicorriza en que algunas hifas penetran realmente en las células de la raíz, lo que convierte a este tipo de micorriza en un ectendomycorrhiza. [19]

Endomicorriza Editar

Endomicorrizas [ aclaración necesaria ] son ​​variables y se han clasificado además como micorrizas arbusculares, ericoides, arbutoides, monotropoides y orquídeas. [20]

Micorrizas arbusculares Editar

Las micorrizas arbusculares, o AM (antes conocidas como micorrizas vesiculares-arbusculares, o VAM), son micorrizas cuyas hifas penetran en las células vegetales, produciendo estructuras en forma de globo (vesículas) o invaginaciones de ramificación dicotómica (arbuscules) como medio de intercambio de nutrientes. . De hecho, las hifas fúngicas no penetran en el protoplasto (es decir, el interior de la célula), sino que invagen la membrana celular. La estructura de las arbuscules aumenta en gran medida el área de la superficie de contacto entre la hifa y el citoplasma celular para facilitar la transferencia de nutrientes entre ellos.

Las micorrizas arbusculares están formadas únicamente por hongos de la división Glomeromycota. La evidencia fósil [5] y el análisis de la secuencia de ADN [21] sugieren que este mutualismo apareció hace 400-460 millones de años, cuando las primeras plantas colonizaron la tierra. Las micorrizas arbusculares se encuentran en el 85% de todas las familias de plantas y se encuentran en muchas especies de cultivos. [9] Las hifas de los hongos micorrízicos arbusculares producen la glicoproteína glomalina, que puede ser una de las principales reservas de carbono en el suelo. [22] Los hongos micorrízicos arbusculares han sido (posiblemente) asexuales durante muchos millones de años y, inusualmente, los individuos pueden contener muchos núcleos genéticamente diferentes (un fenómeno llamado heterocariosis). [23]

Micorrizas ericoides Editar

Las micorrizas ericoides son el tercero de los tres tipos más importantes desde el punto de vista ecológico. Tienen una fase intraradical simple (crecen en células), que consiste en densas espirales de hifas en la capa más externa de las células de la raíz. No hay fase perirradical y la fase extrarradical consiste en hifas escasas que no se extienden muy lejos en el suelo circundante. Pueden formar esporocarpos (probablemente en forma de pequeñas copas), pero su biología reproductiva es poco conocida. [8]

También se ha demostrado que las micorrizas ericoides tienen capacidades saprotróficas considerables, lo que permitiría a las plantas recibir nutrientes de materiales aún no descompuestos a través de las acciones de descomposición de sus compañeros ericoides. [25]

Micorrizas de orquídeas Editar

Todas las orquídeas son micoheterótrofas en algún momento de su ciclo de vida y forman micorrizas de orquídeas con una variedad de hongos basidiomicetos. [ cita necesaria ] Sus hifas penetran en las células de la raíz y forman pelotones (espirales) para el intercambio de nutrientes. [ cita necesaria ]

Micorrizas monotropoides Editar

Este tipo de micorrizas se encuentra en la subfamilia Monotropoideae de las Ericaceae, así como en varios géneros de las Orchidaceae. Estas plantas son heterótrofas o mixotróficas y obtienen su carbono del hongo asociado. Por tanto, se trata de un tipo de simbiosis micorrízica parasitaria no mutualista. [ cita necesaria ]

Los hongos micorrízicos forman una relación mutualista con las raíces de la mayoría de las especies de plantas. En tal relación, se dice que tanto las plantas como las partes de las raíces que albergan los hongos son micorrizas. Hasta la fecha se han examinado relativamente pocas de las relaciones micorrízicas entre especies de plantas y hongos, pero el 95% de las familias de plantas investigadas son predominantemente micorrizas, ya sea en el sentido de que la mayoría de sus especies se asocian beneficiosamente con las micorrizas o son absolutamente dependientes de las micorrizas. Las Orchidaceae son conocidas como una familia en la que la ausencia de las micorrizas correctas es fatal incluso para las semillas en germinación. [26]

Investigaciones recientes sobre plantas ectomicorrízicas en bosques boreales han indicado que los hongos micorrízicos y las plantas tienen una relación que puede ser más compleja que simplemente mutualista. Esta relación se observó cuando se descubrió inesperadamente que los hongos micorrízicos acumulaban nitrógeno de las raíces de las plantas en épocas de escasez de nitrógeno. Los investigadores argumentan que algunas micorrizas distribuyen nutrientes en función del medio ambiente con las plantas circundantes y otras micorrizas. Continúan explicando cómo este modelo actualizado podría explicar por qué las micorrizas no alivian la limitación de nitrógeno de la planta y por qué las plantas pueden cambiar abruptamente de una estrategia mixta con raíces micorrízicas y no micorrizas a una estrategia puramente micorrizada a medida que disminuye la disponibilidad de nitrógeno del suelo. [27] También se ha sugerido que las relaciones evolutivas y filogenéticas pueden explicar mucha más variación en la fuerza de los mutualismos micorrízicos que los factores ecológicos. [28]

Intercambio azúcar-agua / minerales Editar

La asociación mutualista de micorrizas proporciona al hongo un acceso relativamente constante y directo a los carbohidratos, como la glucosa y la sacarosa. [29] Los carbohidratos se trasladan desde su fuente (generalmente hojas) al tejido de la raíz ya los hongos asociados de la planta. A cambio, la planta obtiene los beneficios de la mayor capacidad de absorción de agua y nutrientes minerales del micelio, en parte debido a la gran superficie de hifas de los hongos, que son mucho más largas y finas que los pelos de las raíces de las plantas, y en parte porque algunos de estos hongos pueden movilizar minerales del suelo no disponibles para las raíces de las plantas. El efecto es, por tanto, mejorar la capacidad de absorción de minerales de la planta. [30]

Las raíces de las plantas sin ayuda pueden ser incapaces de absorber nutrientes que están inmovilizados química o físicamente, por ejemplo, iones de fosfato y micronutrientes como el hierro. Una forma de tal inmovilización ocurre en suelos con alto contenido de arcilla o suelos con un pH fuertemente básico. Sin embargo, el micelio del hongo micorrízico puede acceder a muchas de estas fuentes de nutrientes y ponerlas a disposición de las plantas que colonizan. [31] Por lo tanto, muchas plantas pueden obtener fosfato sin utilizar el suelo como fuente. Otra forma de inmovilización es cuando los nutrientes están atrapados en materia orgánica que se descompone lentamente, como la madera, y algunos hongos micorrízicos actúan directamente como organismos de descomposición, movilizando los nutrientes y transmitiendo algunos a las plantas hospedantes, por ejemplo, en algunos bosques distróficos. , las hifas micorrízicas absorben grandes cantidades de fosfato y otros nutrientes que actúan directamente sobre la hojarasca, evitando la necesidad de absorción del suelo. [32] Cultivo de callejón Inga, propuesto como una alternativa a la tala y quema de la destrucción de la selva, [33] se basa en micorrizas dentro del sistema de raíces de especies de Inga para evitar que la lluvia lave el fósforo del suelo. [34]

En algunas relaciones más complejas, los hongos micorrízicos no solo recolectan nutrientes inmovilizados del suelo, sino que conectan plantas individuales por redes de micorrizas que transportan agua, carbono y otros nutrientes directamente de una planta a otra a través de redes de hifas subterráneas. [35]

Suillus tomentosus, un hongo basidiomiceto, produce estructuras especializadas conocidas como ectomicorrizas tuberculadas con su planta hospedante pino lodgepole (Pinus contorta var. latifolia). Se ha demostrado que estas estructuras albergan bacterias fijadoras de nitrógeno que aportan una cantidad significativa de nitrógeno y permiten que los pinos colonicen sitios pobres en nutrientes. [36]

Mecanismos Editar

Los mecanismos por los cuales las micorrizas aumentan la absorción incluyen algunos físicos y otros químicos. Físicamente, la mayoría de los micelios micorrízicos tienen un diámetro mucho más pequeño que la raíz o el pelo de la raíz más pequeños y, por lo tanto, pueden explorar el material del suelo que las raíces y los pelos de las raíces no pueden alcanzar y proporcionar una superficie más grande para la absorción. Químicamente, la química de la membrana celular de los hongos difiere de la de las plantas. Por ejemplo, pueden secretar ácidos orgánicos que disuelven o quelan muchos iones, o los liberan de los minerales por intercambio iónico. [37] Las micorrizas son especialmente beneficiosas para la planta asociada en suelos pobres en nutrientes. [38]

Resistencia a enfermedades, sequía y salinidad y su correlación con las micorrizas Editar

Las plantas de micorrizas a menudo son más resistentes a enfermedades, como las causadas por patógenos microbianos transmitidos por el suelo. Se ha descubierto que estas asociaciones ayudan en la defensa de las plantas tanto por encima como por debajo del suelo. Se ha descubierto que las micorrizas excretan enzimas que son tóxicas para los organismos del suelo, como los nematodos. [39] Estudios más recientes han demostrado que las asociaciones de micorrizas dan como resultado un efecto de cebado de las plantas que esencialmente actúa como una respuesta inmune primaria. Cuando se forma esta asociación, se activa una respuesta de defensa similar a la respuesta que ocurre cuando la planta está siendo atacada. Como resultado de esta inoculación, las respuestas de defensa son más fuertes en plantas con asociaciones de micorrizas. [40]

La HMA también se correlacionó significativamente con las variables de fertilidad biológica del suelo, como las comunidades microbianas del suelo y la supresión de enfermedades asociadas. [41] Por lo tanto, los servicios ecosistémicos proporcionados por AMF pueden depender del microbioma del suelo. [41] Además, la HMA se correlacionó significativamente con la variable física del suelo, pero solo con el nivel del agua y no con la estabilidad de los agregados. [42] [43] y también son más resistentes a los efectos de la sequía. [44] [45] [46] La importancia de los hongos micorrízicos arbusculares incluye el alivio del estrés salino y sus efectos beneficiosos sobre el crecimiento y la productividad de las plantas. Aunque la salinidad puede afectar negativamente a los hongos micorrízicos arbusculares, muchos informes muestran un mejor crecimiento y rendimiento de las plantas micorrízicas en condiciones de estrés salino. [47]

Resistencia a los insectos Editar

La investigación ha demostrado que las plantas conectadas por hongos micorrízicos pueden utilizar estas conexiones subterráneas para producir y recibir señales de advertencia. [48] ​​[49] Específicamente, cuando una planta huésped es atacada por un pulgón, la planta indica a las plantas que rodean su condición. La planta huésped libera compuestos orgánicos volátiles (COV) que atraen a los depredadores del insecto. Las plantas conectadas por hongos micorrízicos también son impulsadas a producir COV idénticos que protegen a las plantas no infectadas de ser atacadas por el insecto. [48] ​​Además, esto ayuda a los hongos micorrízicos al prevenir la reubicación de carbono de la planta, que afecta negativamente el crecimiento del hongo y ocurre cuando la planta es atacada por herbívoros. [48]

Colonización de suelo estéril Editar

Las plantas que crecen en suelos y medios de crecimiento estériles a menudo funcionan mal sin la adición de esporas o hifas de hongos micorrízicos para colonizar las raíces de las plantas y ayudar en la absorción de nutrientes minerales del suelo. [50] La ausencia de hongos micorrízicos también puede ralentizar el crecimiento de las plantas en la sucesión temprana o en paisajes degradados. [51] La introducción de plantas de micorrizas exóticas en ecosistemas deficientes en nutrientes coloca a las plantas autóctonas no micorrízicas en desventaja competitiva. [52] Esta aptitud para colonizar suelos áridos está definida por la categoría Oligotroph.

Resistencia a la toxicidad Editar

Se ha descubierto que los hongos tienen una función protectora para las plantas enraizadas en suelos con altas concentraciones de metales, como suelos ácidos y contaminados. Pinos inoculados con Pisolithus tinctorius plantado en varios sitios contaminados mostró una alta tolerancia al contaminante predominante, supervivencia y crecimiento. [53] Un estudio descubrió la existencia de Suillus luteus cepas con tolerancia variable al zinc. Otro estudio descubrió que las cepas tolerantes al zinc de Suillus bovinus conferido resistencia a plantas de Pinus sylvestris. Esto probablemente se debió a la unión del metal al micelio extramatricial del hongo, sin afectar el intercambio de sustancias beneficiosas. [52]

Las micorrizas y el cambio climático se refieren a los efectos del cambio climático sobre las micorrizas, un hongo que forma una relación endosimbiótica con una planta huésped vascular [54] al colonizar sus raíces, y los efectos provocados por el cambio climático. El cambio climático es cualquier efecto duradero en el clima o la temperatura. Es importante señalar que un buen indicador del cambio climático es el calentamiento global, aunque los dos no son análogos. [55] Sin embargo, la temperatura juega un papel muy importante en todos los ecosistemas de la Tierra, especialmente aquellos con altos recuentos de micorrizas en la biota del suelo.

Las micorrizas son una de las simbiosis más extendidas en el planeta, ya que forman una interacción planta-hongos con casi el ochenta por ciento de todas las plantas terrestres. [56] Las micorrizas residentes se benefician de una parte de los azúcares y el carbono producidos durante la fotosíntesis, mientras que la planta accede eficazmente al agua y otros nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo, cruciales para su salud. [57] Esta simbiosis se ha vuelto tan beneficiosa para las plantas terrestres que algunas dependen completamente de la relación para mantenerse en sus respectivos entornos. Los hongos son esenciales para el planeta ya que la mayoría de los ecosistemas, especialmente los del Ártico, están llenos de plantas que sobreviven con la ayuda de micorrizas. Por su importancia para un ecosistema productivo, el conocimiento de este hongo y sus simbiosis es actualmente un área activa de investigación científica.

Con alrededor de 400 millones de años, el pedernal de Rhynie contiene un conjunto de plantas fósiles preservadas con suficiente detalle como para que se hayan observado micorrizas en los tallos de Aglaophyton major. [5]

Las micorrizas están presentes en el 92% de las familias de plantas estudiadas (80% de las especies), [9] siendo las micorrizas arbusculares la forma ancestral y predominante, [9] y la asociación simbiótica más prevalente encontrada en el reino vegetal. [29] La estructura de las micorrizas arbusculares ha sido altamente conservada desde su primera aparición en el registro fósil, [5] tanto con el desarrollo de ectomicorrizas como con la pérdida de micorrizas, evolucionando de manera convergente en múltiples ocasiones. [9]

Las asociaciones de hongos con las raíces de las plantas se conocen desde al menos mediados del siglo XIX. Sin embargo, los primeros observadores simplemente registraron el hecho sin investigar las relaciones entre los dos organismos. [58] Esta simbiosis fue estudiada y descrita por Franciszek Kamieński en 1879-1882. [59] Further research was carried out by Albert Bernhard Frank, who introduced the term mycorrhiza in 1885. [60]


Resources:

Background on Soilborne Diseases

  • An excellent guide to soil borne diseases in vegetables, including background on the ecology of soil borne pathogens, as well as short suggestions for treating a variety of diseases. https://anrcatalog.ucanr.edu/pdf/8099.pdf
  • An open source article from the University of Karnataka, India, on some common soil borne diseases and strategies for management: http://www.rroij.com/open-access/soilborne-diseases-in-crop-plants-and-their-management.php?aid=33851
  • A guide to managing soilborne diseases in organic vegetable production done by researchers from The Ohio State University https://articles.extension.org/pages/64951/soilborne-disease-management-in-organic-vegetable-production
  • An outline of sustainable management strategies for soilborne diseases from the National Center for Appropriate Technology, including a section on using compost in disease suppression https://attra.ncat.org/attra-pub/viewhtml.php?id=283
  • A summary of soil borne diseases and methods for management in Western Australia. Part of a larger soil management website and collection of resources. https://www.agric.wa.gov.au/diseases/soil-borne-diseases
  • A short summary of soil borne plant diseases with a couple photos of mop-top disease in potato. Part of a larger website looking at the impact of the soil microbial community. http://www.fao.org/agriculture/crops/thematic-sitemap/theme/spi/soil-biodiversity/soil-organisms/the-function-of-the-soil-community/pests-diseases/en/

Specific soilborne disease management strategies


Ver el vídeo: Entendiendo el Manejo Integrado de Enfermedades de Solanáceas