Resumen de Resistencia a bemisia tabaci (gennadius) en tomate para el manejo de enfermedades virales: control de la enfermedad del rizado amarillo del tomate
Esta Tesis tiene como objetivo general el estudio de la resistencia a moscas blancas en tomate y en el uso de esta resistencia como método de control de la dispersión de la enfermedad del rizado amarillo del tomate (TYLCD) transmitida por la mosca blanca Bemisia tabaci.
El cultivo de tomate (Solanum lycopersicum L.) se ve con frecuencia seriamente afectado por la enfermedad del rizado amarillo de la hoja del tomate (TYLCD), causada por un complejo de aislados virales pertenecientes al género Begomovirus, familia Geminiviridae, entre ellos Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), cuyas infecciones en muchos casos suponen un factor limitante de producción (Moriones & Navas-Castillo, 2000). En condiciones naturales, estas especies virales se transmiten por la mosca blanca Bemisia tabaci (Genn.)(Hogenhout et al., 2008) y, en la actualidad, el control de las infecciones se basa en técnicas culturales como las barreras físicas que impidan el acceso del insecto a los cultivos, pero lo más frecuente es la aplicación sistemática de insecticidas, incluso sobre variedades que tienen resistencia genética al virus puesto que ésta no es del todo efectiva en condiciones de alta presión de inoculación por elevadas poblaciones del insecto vector. Sin embargo, el uso intensivo de agroquímicos ha contribuido al desarrollo de resistencia en el insecto con el consecuente incremento de la incidencia de los virus. Una estrategia alternativa a la aplicación de insecticidas podría ser la resistencia de la planta al vector. Previamente, en nuestro grupo se había descrito que la entrada TO-937 de la especie silvestre de tomate S. pimpinellifolium presenta resistencia a araña roja. Se demostró que esta resistencia está gobernada por pocos loci y que está basada en la presencia de tricomas glandulares de tipo IV que secretan acilsacarosas (Fernández-Muñoz 2000, 2003). TO-937 y ABL 14-8, una línea avanzada de retrocruzamiento, en BC3, resistente a araña roja derivada de dicha entrada que fue obtenida por retrocruzamiento recurrente en el fondo genético del cultivar susceptible a plagas `Moneymaker', se mostraron también resistentes a la mosca blanca (Alba et al., 2009; Alba, 2006).
La selección directa para la resistencia a artrópodos en un programa de mejora es dificultosa porque no es fácil mantener condiciones uniformes de infestación y, además, el proceso es lento porque hay que esperar a que se desarrolle la plaga en las plantas a seleccionar. Por tanto, es muy conveniente contar con métodos indirectos de selección basados, por ejemplo, en la cuantificación de la producción de acilsacarosas. En el presente trabajo se describen y comparan varios métodos usados para cuantificar la producción de acilsacarosas para la selección de plantas resistentes a araña roja y mosca blanca. Contábamos en el grupo con una población de 164 líneas puras recombinantes (RIL) derivada del cruce entre el susceptible `Moneymaker¿ y la entrada silvestre TO-937 (Alba et al., 2009). Se analizó la producción de acilsacarosas en estas 164 líneas por 2 métodos diferentes: i) un método colorimétrico rápido y simple basado en tinción con rodamina B, ii) por cromatografía en capa fina (TLC), que es muy informativo al permitir discernir entre diversas acilsacarosas, pero es extremadamente laborioso. Ambos métodos se compararon con un método basado en la cuantificación de azúcares reductores una vez eliminados los radicales acilos mediante transesterificación, que previamente se utilizaba en nuestro laboratorio (Alba et al., 2009). Los resultados del presente trabajo revelaron que el método basado en la tinción con rodamina B puede servir como un método sencillo y rápido para la preselección de genotipos altamente productores de acilsacarosas.
Disponíamos al inicio de este trabajo de un mapa parcial de ligamiento de la población RIL y en él se habían localizado dos QTLs (Quantitative Trait Loci) asociados a los caracteres de resistencia a araña roja (Salinas et al., 2013). Con un mapa de ligamiento compuesto por aproximadamente 300 marcadores (SSR, INDEL y CAPS), en el presente trabajo se describe la identificación de QTLs asociados a los caracteres que confieren esta resistencia a araña roja y a mosca blanca. El análisis reveló la asociación de los caracteres estudiados con doce QTLs localizados en cinco regiones diferentes del genoma de dicha población RIL. Dos QTLs estaban asociados con el índice de densidad de tricomas glandulares de tipo IV (IndtricIV.2.1 e IndtricIV2.2) en el cromosoma 2. Se encontró un QTL adicional asociado con la acumulación de acilsacarosas (Acilsac2.1) que co-localizó con IndtricIV2.2. Los dos QTLs relacionados con la densidad de tricomas glandulares de tipo IV están localizados en las mismas regiones del cromosoma 2 en las que se describieron previamente los dos QTLs asociados con la resistencia a araña roja. Asociados a los caracteres relacionados con la infestación de B. tabaci, se identificaron dos QTLs: un QTL asociado con el número de visitas de adultos en el cromosoma 5 y un QTL asociado con el índice larvario en la región final del cromosoma 2 que co-localiza de nuevo con los QTL descritos anteriormente para esta región. La TLC de los extractos de la superficie foliar de las RILs mostraron 6 bandas diferentes. Se asociaron 5 QTLs con la intensidad de tres de estas bandas de TLC localizados en los cromosomas 1, 2 y 11. La región del cromosoma 2 donde se localizaron los QTLs para tres de estas bandas fue la misma donde se localizaron los principales QTLs asociados con los tricomas de tipo IV y la acumulación de acilsacarosas. Por lo tanto, los resultados sugieren la existencia de uno o varios loci en esta región del cromosoma 2 que determina la secreción de distintos tipo de acilsacarosas a través de los tricomas glandulares de tipo IV que están relacionados con la resistencia frente a plagas tan importantes en tomate como son la araña roja y la mosca blanca.
Por otro lado, en este trabajo ponemos de manifiesto una menor preferencia de B. tabaci en la línea avanzada de retrocruzamiento que presentan tricomas glandulares de tipo IV y acumulación de acilsacarosas, ABL 14-8. Además, las superficies adaxial y abaxial de la hoja también muestran una influencia en la preferencia y el comportamiento alimentario de B. tabaci en los genotipos que presentan tricomas de tipo IV y acumulan acilsacarosas. En `Moneymaker' la mosca blanca prefirió asentarse sobre la superficie abaxial de los foliolos, sin embargo, en ABL 14-8 la mosca blanca prefirió asentarse sobre la superficie adaxial, donde estos tricomas glandulares están casi ausentes. También se observó diferencias en el comportamiento alimentario de la mosca blanca en las dos superficies del foliolo, siendo la alimentación más eficiente en la superficie abaxial que en la adaxial del genotipo susceptible (Rodríguez-López et al., 2012).
Mediante la técnica de Electric Penetration Graphs (EPG), se ha estudiado el comportamiento alimentario de B. tabaci en el envés de ABL 14-8, observándose una clara resistencia a B. tabaci debida a factores superficiales y no a factores floemáticos, que deben dificultar y retrasar la alimentación y la transmisión de virus como el TYLCV, restringido a floema. Además, experimentos en condiciones semi-controladas pusieron de manifiesto que la resistencia a B. tabaci de ABL 14-8 resultó en una clara limitación de la dispersión tanto primaria como secundaria del virus en y desde este genotipo, lo que podría ayudar a reducir la incidencia de la enfermedad TYLCD en condiciones de cultivo (Rodríguez-López et al., 2011).
Se ha demostrado que la presencia de tricomas glandulares de tipo IV y la acumulación de acilsacarosas puede resultar efectiva para controlar las poblaciones de otra especie de mosca blanca que ataca al cultivo del tomate y transmite otras virosis: Trialeurodes vaporariorum (Westwood). La preferencia, ovoposición y supervivencia de esta especie se vieron reducidas en ABL 10-4, una línea de mejora en BC5 obtenida por retrocruzamiento y selección recurrente derivada de ABL 14-8 y que también presenta los caracteres de resistencia.
Además, hemos iniciado la mejora para la obtención de líneas de tomate que combinen la resistencia al insecto vector merced a la presencia de tricomas de tipo IV y la producción de acilsacarosas que hemos demostrado útil porque disminuyen la probabilidad de que las plantas se infecten por o transmitan TYLCV, con varios de los genes de resistencia genética al virus disponibles (Ty-1, Ty-2 y tcm-1). Estos materiales, sobre todo si se contase con marcadores moleculares muy ligados a los caracteres relacionados con la resistencia al insecto, lo que se va a facilitar gracias a nuestros resultados sobre QTLs de dichos caracteres, se podrían desarrollar rápidamente con vistas al control integrado de plagas y enfermedades del tomate.
BIBLIOGRAFÍA Hogenhout SA, Ammar ED, Whitfield AE & Redinbaugh MG (2008) Insect vector interactions with persistently transmitted viruses. Annual Review of Phytopathology 46: 327-359.
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Fernández-Muñoz R, Salinas M, Álvarez M, Cuartero J (2003) Inheritance of resistance to two-spotted spider mite and glandular leaf trichomes in wild tomato Lycopersicon pimpinellifolium (Jusl.) Mill. Journal of the American Society for Horticultural Science 128: 188-195.
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Salinas M, Capel C, Alba JM, Mora B, Cuartero J, Fernández-Muñoz R, Lozano R, Capel J (2013) Genetic mapping of two QTL from the wild tomato Solanum pimpinellifolium L. controlling resistance against two-spotted spider mite (Tetranychus urticae Koch). Theoretical and Applied Genetics 126:83-92.
Rodríguez-López MJ, Garzo E, Bonani JP, Fereres A, Fernández-Muñoz R, Moriones E (2011) Whitefly resistance traits derived from the wild tomato Solanum pimpinellifolium affect the preference and feeding behavior of Bemisia tabaci and reduce the spread of Tomato yellow leaf curl virus. Phytopathology 101:1191-1201.
Rodríguez-López MJ, Garzo E, Bonani JP, Fernández-Muñoz R, Moriones E, Fereres A (2012) Acylsucrose-producing tomato plants forces Bemisia tabaci to shift its preferred settling and feeding site. PLoS ONE 7(3): e33064. doi:10.1371/journal.pone.0033064
