LOS ENDOFITOS NEOTYPHODIUM EN BROMUS AULETICUS PREVIENEN EL DESARROLLO DE CARBÓN POR USTILAGO BULLATA.

M.V. VIGNALE; ASTIZ GASSO M.M; M.V. NOVAS; L.J. IANNONE

Curitiba

Jornada; XX Jornadas de Jóvenes Investigadores; 2012

Numerosas gramíneas forman asociaciones simbióticas con endofitos fúngicos del género Neotyphodium, considerados simbiontes mutualistas debido a los beneficios que los hospedantes reciben de la asociación. Bromus auleticus Trin. es una gramínea nativa de Argentina, Brasil y Uruguay, de interés económico debido a sus propiedades como forrajera cuya producción de semilla suele verse afectada por el ataque del carbón Ustilago bullata Berk (Ustilaginales, Basidiomycota). Esta gramínea se encuentra asociada a dos especies de endofitos, Neotyphodium pampeanum y Neotyphodium tembladerae. Dado que los endofitos se transmite de plantas madres a las hijas mediante la infección de la semilla y luego a las plántulas, sin afectar el normal desarrollo de las mismas, es esperable que exista una competencia entre los endofitos y hongos patógenos de semilla. En este trabajo se analizó el rol de estas dos especies de endofitos en plantas de ecotipos diferentes, La Pampa (LP) asociado a N. pampeanum y El Palmar (EP) asociado a N. tembladerae, en la interacción de Bromus auleticus con el patógeno Ustilago bullata. Para evaluar el efecto directo de los endofitos Neotyphodium sobre las teliosporas de Ustilago bullata, se realizaron estudios de inhibición de la germinación y elongación del tubo germinativo in vitro. Para la realización de estos ensayos se utilizaron cepas de N. pampeanum y N. tembladerae que fueron cultivadas en cajas de Petri con medio agar papa glucosado (APG). El diámetro de la colonia fue determinado a los 1, 4, 7, 10, 16, 18, 22, 28 y 35 días de cultivo de los endofitos, en 2 cajas de Petri tomadas al azar. Sobre estas placas se sembró una suspensión de 30 a 60 teliosporas de U. bullata por campo observado a 400X (aproximadamente 1,5*108 teliosporas medidas con cámara de Neubauer). Las mismas se incubaron a 24°C durante 5 horas, luego de las cuales se evaluó el porcentaje de germinación y longitud del tubo germinativo a distintas distancias desde el borde de la colonia. Estas mediciones fueron realizadas bajo microscopio óptico. Ambas especies de endofitos inhibieron la germinación de las teliosporas de U. bullata y el crecimiento de los tubos germinativos. Neotyphodium tembladerae produjo los niveles más altos de inhibición alcanzando el 100% en las distancias más cercanas a la colonia, aún en los primeros días de crecimiento. Se observó también una reducción en la longitud de los tubos germinativos en todas las distancias medidas. Los porcentajes de inhibición se expresaron con respecto al control que se realizó mediante la siembra de teliosporas en placas con agar-agua (sin nutrientes) para constatar que los efectos observados en la germinación no se debieran al consumo de los nutrientes durante el desarrollo de la colonia. Esto sugiere entonces la producción por parte de los endofitos de un compuesto químico soluble en agua capaz de inhibir la germinación de las teliosporas. Además, el efecto mencionado acompañó a la curva de crecimiento de las cepas utilizadas, por lo que el/los compuestos involucrados serían producidos durante todo el crecimiento y no sólo en la fase estacionaria, como sería esperable si se tratara de un metabolito secundario. Sin embargo, es necesario continuar este estudio para determinar su estructura química y su presencia en plantas E+. Para estudiar si los endofitos le confieren resistencia a Bromus auleticus ante el ataque del carbón, se realizaron ensayos in-vivo inoculando y sin inocular semillas E+ (con endofito) y E- (sin endofito), con teliosporas de U. bullata. Se analizó el efecto de la inoculación sobre la germinación, longitud del vástago, raíz, número de hojas y el efecto en la mortalidad de las plántulas. Por otro lado, se analizó la manifestación de la enfermedad en el momento de la floración en plantas crecidas en el campo, provenientes de semillas que fueron inoculadas con teliosporas. La inoculación con carbón disminuyó significativamente el porcentaje de germinación de las semillas, pero esta disminución fue más importante en plantas E+. No obstante, las plántulas E+ presentaron menor mortalidad con respecto a las E- y mayor longitud del vástago y raíz, mientras que el número de hojas no se vio afectado. En el momento de la floración, las plantas E+ no presentaron síntomas de enfermedad mientras que el 34% de las plantas E- de LP y el 64% de EP se vieron afectadas. En las plantas enfermas se produjo la destrucción total y reemplazo de todas las inflorescencias por el patógeno, por lo que no hubo producción de semillas. Si bien la presencia del endofito y el carbón disminuyen el porcentaje de germinación de las semillas de Bromus auleticus, esto se vería compensado por una mayor supervivencia y ausencia de síntomas en las plantas E+. Por lo tanto, la asociación con endofitos representarían una ventaja para el hospedante en competencia frente a plantas E- en presencia de este patógeno. Esta podría representar una de las posibles causas por la cual en estado salvaje todas las plantas de B. auleticus se encuentran asociadas a endofitos. El trabajo realizado es el primero en analizar en forma detallada el efecto de Neotyphodium sobre un patógeno natural de relevancia en las gramíneas como son los carbones. Los resultados obtenidos sugieren que los endofitos Neotyphodium protegen a B. auleticus del desarrollo de carbón por U. bullata, así como también brindan información relevante para el conocimiento de la biología de la simbiosis gramínea nativa-endofito y su posible aplicación en programas de mejoramiento vegetal. Sin embargo, deberían realizarse más estudios para establecer el/los mecanismos mediante los cuales ambos simbiontes interactúan dentro de la planta hospedante así como también caracterizar el/los posibles compuestos involucrados en la inhibición del patógeno.