AvAnces en InvestIgAcIón AgropecuArIA 15
Carol Liliana Puentes-Díaz y Lizzete Dayana Romero Moya. Aia. 2023. 27: 15-24
iSSNe 2683 1716
http://doi.org/10.53897/RevAIA.23.27.02
Análisis histológico de Spongospora subterranea
f. sp subterranea a partir de raíces infectadas de
papa (Solanum tuberosum L.)
Histological Analysis of Spongospora subterranea f.
sp subterranea from Infected Potato Roots (Solanum
tuberosum L.)
Carol Liliana Puentes-Díaz1 orcid.org/0000-0002-0866-304X
Lizzete Dayana Romero Moya2* orcid.org/0000-0001-9388-5853
1 Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria – AGROSAVIA,
Centro de Investigación Palmira. Palmira, Valle del Cauca, Colombia.
2 State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests. Institute of Plant Protection,
Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, China.
*Autor de correspondencia: 2020y90100067@caas.cn
Resumen
Objetivo. Analizar histológicamente las es-
tructuras de Spongospora subterranea (Wallr.)
Lagerh f. sp subterranea Tomlinson (Sss) locali-
zados en los tejidos radicales de plantas de papa
infectadas con este patógeno en condiciones con-
troladas de laboratorio en la Universidad Nacio-
nal de Colombia. Materiales y métodos. Se
realizaron inoculaciones con quistosoros de Sss
en solución Hoagland en plantas hidropónicas
de papa var. Capiro, posterior a la inoculación se
realizó la tinción de raíces para observar estructu-
ras de infección típicas del patógeno bajo micros-
copía. Resultados. Mediante la metodología
propuesta se logró observar diferentes estructuras
de Sss, como plasmodios esporangiales, zoospo-
rangios, plasmodios esporogénicos y quistosoros.
Conclusión. A partir de las observaciones rea-
lizadas se logró identificar diferentes estados de
infección de Spongospora subterranea f. sp sub-
Abstract
Objective. Perform the histological analysis the
structures of Spongospora subterranea (Wallr.)
Lagerh f. sp subterranea Tomlinson (Sss) lo-
cated in the root of potato plants infected with
this pathogen under controlled laboratory con-
ditions at the National University of Colombia.
Materials and Methods. Inoculations with
cystosors of Sss in Hoagland solution were per-
formed on hydroponic potato plants var. Capiro.
After inoculation, the root was stained to observe
typical infected structures of the pathogen under
microscopy. Results. Through the proposed
methodology it was possible to observe different
Sss structures such as sporangial plasmodia, zoo-
sporangia, sporogenic plasmodia, and cystosoros.
Conclusion. Based on the observations, it was
possible to identify different states of infection of
Spongospora subterranea f. sp subterranea and
the development of each one of the phases of the
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Introducción
La roña o sarna polvosa en el cultivo de papa (Solanum tuberosum L.), causada por
Spongospora subterranea (Wallr.) Lagerh f. sp subterranea Tomlinson (Sss), es una enfer-
medad ampliamente diseminada y mundialmente distribuida (CABI, 2022), que afecta
la calidad del tubérculo debido a la deformación ocasionada por la presencia de lesiones
roñosas sobre la superficie de estos, las cuales disminuyen su calidad y comercialización
como semilla y producto fresco o procesado (Falloon et al., 2016); también ocasiona aga-
llas en las raíces, afectando el desarrollo normal y reduciendo los rendimientos cuando la
incidencia de la enfermedad es alta (Saavedra et al., 2004; Van de Graaf et al., 2007;
Merz y Falloon, 2008; Simango y van der Waals, 2017).
Sss es un Plasmodioforidio (clase Phytomyxea, orden Plasmodiophorida, familia
Plasmodiophoraceae, género Spongospora), que se caracteriza por tener división nuclear
cruciforme, plasmodio multinucleado, zoosporas biflageladas y formación de esporas de
resistencia (Qu y Christ, 2004; Braselton, 2022). Sss sólo puede multiplicarse dentro de
tejidos vivos del hospedero debido a su naturaleza de parásito obligado (Merz y Falloon,
2008). Este patógeno sobrevive por muchos años en el suelo en forma quiescente, como
quistes uninucleados o binucleados de pared gruesa, y resiste a condiciones adversas.
Las esporas de resistencia miden aproximadamente 4 mm de diámetro y se agrupan en
estructuras más grandes denominadas quistosoros, que individualmente dan origen a las
zoosporas (Falloon et al., 2011).
Los quistosoros pueden sobrevivir por muchos años en el suelo, después de ser
liberados de las raíces, estolones o tubérculos semilla infectados (Shah et al, 2012; Merz
y Fallon, 2017), siendo éste el medio más probable por el cual el patógeno se disemina
a través de la mayoría de las regiones productoras del mundo (Lucero, 1998; Falloon
et al., 2016).
El ciclo de vida de Sss se divide en dos fases: esporangial y esporogénica. En cada
una de las fases el proceso de infección inicia cuando una zoospora uninucleada, atraída
por los exudados de las raíces se enquista sobre las células epidermales de las raíces del
hospedero. La zoospora produce una estructura tubular (Rohr) que contiene a la vez
una estructura en forma de lanza (Stachel), el contenido de la zoospora (incluyendo el
Rohr y el Stachel) pasa a una derivación del cuerpo principal de la zoospora (llamado,
Adhesorium); una vez dentro del citoplasma celular, el contenido de la zoospora empieza
a crecer, el cual es caracterizado por divisiones nucleares cruciformes, dando origen a un
plasmodio multinucleado (con frecuencia uno por célula) (Merz, 2008; Falloon et al.,
terranea y se verificó el desarrollo de cada una
de las fases del ciclo de vida del patógeno en los
tejidos radicales de papa var. Capiro.
Palabras clave
Hidroponía, plasmodio, quistosoros, roña,
zoosporangio.
pathogen’s life cycle in the root tissues of potato
var. Capiro was verified.
Keywords
Cystosori, hydroponics, plasmodia, scrab, zoos-
porangium.
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Revista de investigación y difusión científica agropecuaria
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2011), el cual después se convierte en estructuras que contienen muchos zoosporangios
(esporangiosorus). Cada zoosporangio contiene tres o cuatro zooporas segundarias,
mismas que son descargadas a través de diferentes aperturas zoosporangiales y por poros
en la pared celular (Braselton, 2016).
Las condiciones que determinan la fase esporogénica o esporangial aún son
desconocidas. La fase esporangial ocurre en células epidermales de las raíces del hospedero
incluyendo los pelos radicales, donde numerosas zoosporas secundarias son formadas
en compartimentos dentro del zoosporangio de pared delgada, el cual se desarrolla de
plasmodios esporangiosoros multinucleados en las células epidermales de la raíz del
hospedero o pelos radicales. Las zoosporas secundarias biflageladas salen del hospedero
e inician nuevos ciclos de infección (Merz, 2008).
La fase esporogénica resulta después de las divisiones nucleares y escisión del
plasmodio esporogénico, generando hipertrofia e hiperplasia de los tejidos radicales
y desarrollando las esporas de resistencia agrupadas en quistosoros. Cada espora de
resistencia libera una zoospora primaria biflagelada heteroconte. Estas infecciones pueden
ocurrir en las células corticales de la raíz y en las células epidermales y subepidermales
del tubérculo (Braselton, 2022).
La comprensión del ciclo de vida de un patógeno, así como realizar un diagnóstico
oportuno que permita la observación de sus diferentes estructuras, contribuirá en la
generación de estrategias de manejo para mitigar las pérdidas que éste ocasiona en los
cultivos, por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue realizar el análisis histológico de las
estructuras de Sss localizadas en los tejidos radicales de plantas hidropónicas de papa var
Capiro (Solanum tuberosum subsp. andigena) infectadas con este patógeno en condiciones
controladas de laboratorio.
Materiales y métodos
Este estudio se realizó en la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de Co-
lombia sede Bogotá, a partir de plantas hidropónicas de papa variedad Capiro (Solanum
tuberosum subsp. andigena) e inoculadas con Spongospora subterranea f. sp subterranea.
Establecimiento de plantas de papa
Crecimientos apicales de plantas de papa provenientes de brotes, fueron sembrados en
cajas magenta en medio de cultivo Murashige y Skoog (MS) (figura 1A), cuando las
plantas tuvieron tres semanas de crecimiento, fueron transferidas a cultivos hidropónicos,
los cuales consistieron en recipientes oscuros con tapa perforada. En cada perforación
se colocó una planta sostenida en espuma (figura 1B). El recipiente contenía solución
Hoagland (Hoagland y Arnon, 1938) y se mantuvieron en cámara de crecimiento con un
fotoperiodo de 12 h luz a 18 ºC y 12 h oscuridad a 16 ºC, con una intensidad lumínica
mayor a 10 000 lx y una humedad relativa de 75% por siete días.
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Análisis histológico de Spongospora subterranea f. sp subterranea a partir de raíces...
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Figura 1
Plantas de papa variedad Capiro: A) Plantas in vitro previo a cultivo
hidropónico. B) Cultivo hidropónico de plantas
A B
Fotografías de Carol Liliana Puentes Díaz.
Preparación de la suspensión de quistosoros desinfectados de Sss
Para la desinfección de los quistosoros se utilizó la metodología de Asano et al. (1999) con
modificaciones. Se usaron agallas maduras de raíces y pústulas en tubérculos, los cuales se
desinfectaron con hipoclorito de sodio al 10% durante 10 min. Las lesiones de los tubércu-
los fueron raspadas con cuchilla de bisturí, el raspado o agallas se maceraron levemente en
mortero con 50 mL de agua destilada estéril por tres minutos. El macerado se filtró en una
tela de gasa estéril doblada ocho veces, se centrifugó a 1 200 rpm durante cinco minutos.
Se decantó y repitió la operación cinco veces. La suspensión de quistosoros fue preparada
con agua destilada estéril y ajustada a una concentración de 1x107 esporas/mL. La sus-
pensión de esporas ajustada se centrifugó a 1 200 rpm por cinco minutos y el sobrenadante
se descartó. En una solución de cloramina-T al 2% (p/v) se incorporó el precipitado por
20 min y luego se lavó tres veces en agua destilada estéril por centrifugación cada vez. El
precipitado se colocó en una solución antibiótica de 1g/L de sulfato de colistina, 1g/L de
clorhidrato de vancomicina y 1g/L de cefotaxima sódica en agua destilada, se incubó a 25
ºC por una noche. Pasado un día, la suspensión se centrifugó a 3 000 rpm dos veces en
agua destilada estéril. Finalmente, esta solución se mantuvo en cámara de crecimiento bajo
las mismas condiciones que las plantas hidropónicas en solución Hoagland.
Inoculación de raíces con Sss
Pasados los siete días de incubación en la cámara de crecimiento, las plantas fueron
trasladadas a un nuevo recipiente que contenía la solución de quistosoros más la solución
Hoagland por tres días. Posteriormente, las raíces fueron lavadas con agua destilada es-
téril y se trasladaron nuevamente a un recipiente con únicamente solución Hoagland por
36 días (figura 2A).
B