RESISTENCIA A LA MANCHA DE LA ASCOCHITA PHOMA EXIGUA VAR. DIVERSISPORA EN FRIJOL

F. Camarena M., A. Huaringa J., L. Mattos C., E. Mostacero N. y L. Chiappe V.

Programa de Investigación y Proyección Social de Leguminosas de Grano y Oleaginosas (PLGO) de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM), Apto. 456, Lima, Perú

Introducción

El frijol Phaseolus vulgaris L es una de las principales leguminosas de grano alimenticio en el mundo. Tiene un alto contenido de proteína (18-23%) y es comparativamente rico en aminoácidos esenciales (lisina y triptofano). El frijol sin embargo, se siembra generalmente como un cultivo secundario, para autoconsumo, en lotes pequeños en asociación o seguido por uno principal.

El cultivo de frijol está muy difundido en las tres regiones naturales del país y según estadísticas agrarias se siembra alrededor de 50,000 has, correspondiendo a la sierra la mayor área sembrada con 45%, le sigue la costa con 35% y finalmente la selva con 18% y los rendimientos promedios están por los 800 kg/ha.

En la región andina los rendimientos son aún menores debido a la presencia de enfermedades como la mancha de la ascochyta ocasionada por Phoma exigua variedad diversispora, también los factores físicos como la baja temperatura (heladas) y la falta de agua (sequía), constituyen, entre otros, los mayores problemas que afrontan los agricultores cuando siembran esta especie.

El frijol reventón llamado ñuña o numia es un cultivo que además de tener un alto contenido de proteínas (20%) y carbohidratos (62%) puede ser utilizado en la industria (panadería, chocolatería, cafetería, etc.) así como en la exportación como pop ben. Presenta amplia variabilidad genética y determinados rangos de adaptación debido a la significativa interacción variedad-medio ambiente. Dentro de esta variabilidad, se encuentran genotipos resistentes a enfermdades como ascochyta, con buenos rendimientos y buena calidad de reventado, siendo estas características heredables se puede llevar a cabo el mejoramiento de este tipo de frijol, seleccionando variedades que reúnan estas características. De tal manera de obtener en un menor tiempo variedades de ñuña que puedan satisfacer la demanda interna y a las empresas industriales y exportadoras en sus requerimientos de volumen y calidad de granos.

I Producción en Perú

El frijol común se cultiva en el Perú es un área de 60 000 has de las cuales en la región de la sierra se cultiva el 50%, en la costa el 35% y en la selva el 15%. La producción al contrario es mayor en la costa con 1 t/ha la sierra 0,6 t/ha y la selva 0,8 t/ha. Esta especie es cultivada mayormente por pequeños agricultores de las zonas altoandinas, disponiendo así de fuente barato de proteínas. Este cultivo tiene además de capacidad de fijar el N atmosférico mediante la simbiosis con las bacterias del género Rhizobium.

Dentro de la especie P. vulgaris hay un grupo botánico que se caracteriza por la cualidad de reventar por efecto del calor al expandirse el almidón. Esta característica de este frijol ñuña o numia permite que se consuma en mezcla con maíz en forma de cancha. Se cultiva en los valles interandinos a lo largo de la sierra peruana, sobre todo en los departamentos del norte tales como Cajamarca, La Libertad y Ancash en asociación con el maíz por ser de hábito trepador.

En esta región los rendimientos del frijol son bajos debido, entre otros, a la enfermedad de la ascochyta que es un complejo patogénico que ocasiona pérdidas hasta 49.7% de la producción en Cajamarca, 36% en el número de vainas por planta y 38.6% en número de granos por vaina (DE LA CRUZ, 1993). En Colombia se estimó pérdidas del 74% de la producción (CIAT, 1984). El bajo poder adquisitivo de los agricultores de estas zonas no permiten controlar con productos químicos para reducir el efecto negativo de la enfermedad, siendo necesario por tanto de variedades resistentes.

II Estudio De La Ascochyta

A. Agente Patogénico

Según BOEREMA et al, (1981) y luego SCHMIT & BAUDOIN (1992), la ascochytosis es un término general que se designa a las infecciones circulares concéntricas causadas por tres agentes fungicas: Phoma exigua var. diversispora (BUBAK) BOEREMA (sinónimo: Phoma diversispora Bubak), Phoma exigua var. exigua Desmaziére (Sinónimo: Ascochyta phaseolorum Sacc.) y Stagonosporopsis hortensis (SACC. & MALBR) PETRAK (Sinónimo:Ascochyta boltshauseri Sacc). Aunque estas tres especies fueron consideradas por Alcorm (1968) como pertenecientes al género Ascochyta, se determinó luego que ellos pertenecen al género Phoma, Clase Deuteromycetos, Orden Sphaeropsidales (Obando et al; 1990).

En trabajos basados en el polimorfismo enzimático, las características morfológicas de las colonias fungicas y la sintomatología de las plantas de frijol inoculadas en condiciones controladas, confirmaron que P. exigua var. diversispora es la responsable de los ataques más severos, tanto en Africa del este (Burundi; Rwanda, Zaire) como en Colombia (OBANDO et al., 1990).

B. Plantas huéspedes

El ataque de este patógeno ha sido observado en plantas de varias familias, pero la mayoría de huespedes pertenecen a tres familias: Papilionaceae, Solanaceae y Malvaceae (OBANDO, 1989).

C. Condiciones ambientales

El patógeno P. exigua var. diversispora puede causar la muerte de la planta cuando las condiciones de temperatura (15 a 20°C) y la humedad (casi saturación) son favorables a la infección (SCHWARTZ & GALVEZ, 1980). Este patógeno consituye un factor limitante para la intensificación del cultivo del frijol en toda la zona andina (1700 a 2200 msnm) de la américa del sur, en las regiones altas de africa del este y en las regiones templadas frias.

D. Estrategias de control

Las medidas de control comprenden la rotación de cultivos, cultivos intercalados, amplio espaciamiento de cultivo, uso de semilla limpia, tratamiento químico de la semilla y la aplicación foliar con fungicidas sulfurosos (SCHWARTZ, 1989). Luego ERAZA y PASTOR (1990) determinaron que la rotación de cultivos con trigo disminuyó significativamente la severidad de la ascochyta en todas las épocas de cultivo, pero la enfermedad fué significativamente mucho menor en el tratamiento que combinó la rotación con trigo y cobertura del suelo con hojas de plátano.

PASTOR CORRALES (1990) encontró que la antracnosis (Colletotrichum lindemuthianum Sacc. y Magn.) tiene variación patogénica que cambia de un pais andino a otro; por eso las variedades resistentes en un lugar pueden ser susceptible en otro. El patógeno de la ascochyta no ha mostrado variación y las variedades resistentes en un lugar tienen la misma reacción en otro. Para el manejo de la ascochyta se debe considerar además de la resistencia genética, prácticas culturales, porque los niveles de resistencia de los progenitores es baja. La selección inicial de germoplasma resistente/intermediario se debe hacer en un solo lugar y el germoplasma resistente seleccionado en este lugar se debe evaluar posteriormente en cada país andino por su adaptación y resistencia a otros factores y sobre todo a la antracnosis.

En los paises en desarrollo donde existe la enfermedad, los agricultores disponen raramente de medios económicos, tampoco conocimientos técnicos necesarios para el control químico. La selección de genotipos resistentes de frijol constituye el medio más apropiado para controlar la enfermedad.

E. Métodos de inoculación utilizados

DE LA CRUZ (1990) en un trabajo de selección de progenitores por resistencia a la ascochyta realizado en Cajamarca, utilizó aspersiones de 1.20 x 10 esporas por ml del agente patogénico. Luego HUAYTALLA y CAMARENA (1993) con el mismo fin que el anterior utilizaron inóculos preparados a partir de muestra de plantas infectadas por ascochyta, recolectada en la localidad de Chiquián, preparándose luego la suspensión a la concentración de 1 x 105 conidias por ml; las inoculaciones se realizaron a los 45, 55 y 65 días después de la siembra, encontrándose respuesta a los 15 días después de la primera inoculación.

OBANDO et al., (1990), durante el proceso de identificación de fuentes de resistencia a la ascochyta en condiciones de invernadero con temperatura media de 25°C, fotoperíodo de 16 horas por día; las plantas fueron inoculadas durante el estado V3 (primera hoja trifoliada extendida). La pulverización con las suspensiones fué de 3000 esporas/mm3. En otro estudio SCHMIDT & BAUDOIN (1992), en Rio Negro, Colombia haciendo un screening para la ascochyta en poblaciones de P. coccineus y P. polyanthus, inocularon artificialmente las plantas un mes después de la siembra, fumigando las hojas con una suspensión ocuosa de esporas (1,2 x 106 esporas/ml-1, conteniendo 0,1% TWEEN 20 como surfactante).

F. Fuentes de resistencia

a.- Acervo genético primario

DE LA CRUZ (1990) evaluó en Cajabamba (Cajamarca) 417 materiales provenientes del CIAT para seleccionar por resistencia a antracnosis y ascochyta de las cuales seleccionaron los mejores G-12596, G-4010, ñuña maní roja, G2331, G3991, G10889, G12724, VCA81013, G35182, G2540 y Rosado Sabanero. Estos materiales fueron evaluados en 3 localidades de Cajamarca y observados en dos niveles: Con Control químico y sin control químico (más inoculación) se determinó a Cajabamba como la mejor localidad para seleccionar por resistencia a ascochyta. Los mejores materiales seleccionados fueron: G35182, G10889, G3991, G12724, Rosado Savanero y G12596. Se hizo cruzas de G10889 con G12724.

ERAZO y PASTOR (1990) en Colombia evaluaron miles de accesiones del Banco de Germoplasma del CIAT o líneas avanzadas por su reacción a la ascochyta, con el propósito de encontrar fuentes de resistencia. Solamente las accesiones de Phaseolus polyanthus fueron inmunes, todas las accesiones de P. vulgaris presentaron síntomas y solo un grupo pequeño tuvo reacción resistente o intermedio. Entre estos se destacan G4032, G6436, G3367, G10747, VRA81051, AND 396, AND 608.

Luego ERAZO Y PASTOR C. (1991) condujeron un experimento en Popayan, Colombia utilizando 12 variedades de frijol identificados como tolerante a la ascochyta, se hicieron 2 tratamientos: natural e inoculado y las mediciones del progreso de la enfermedad a través del tiempo en los diferentes tratamientos se comparó usando curvas logísticas, se observó que los cultivos de hábito III tuvieron menor grado de severidad que los de hábito II, asimismo las curvas de progreso de los cultivares de hábito III presentaron menor variación que los de hábito II. Sin embargo, los rendimientos promedios sobrepasaron los 1500 kg/ha lo que sugiere que la tolerancia en el frijol a la ascochyta o sea la capacidad de algunos cultivares de perder muy poco rendimiento en presencia de la enfermedad es una alternativa de utilidad para el manejo de la ascochyta en frijol.

b.- Acervo genético secundario y terciario

En la búsqueda de fuentes de resistencia a Phoma exigua var.diversispora (BUBAK) BOEREMA que es el principal agente de la ascochyta en las formas silvestre de Phaseolus vulgaris L. o de especies emparentadas, ninguna resistencia se observó en las 88 formas silvestres de P. vulgaris estudiadas; pero sí se observó resistencia en varias introducciones de Phaseolus polyanthus GREENM., Phaseolus coccineus, L. Subsp. coccineus, Phaseolus coccineus L. Subsp. porpurascens, Phaseolus oligospermus PIPER, Phaseolus pedicellatus BENTHAM var. pedicellatus,Phaseolus pauciflorus SESSE & MOCINO ex G. DON, Phaseolus pluriflorus M. M&S y Phaseolus salicifolius PIPER. Como esta prueba se hicieron en condiciones de inoculación artificial recomiendan los autores que se complemente con trabajos de campo sometidos a la infección natural y en diferentes zonas geográficas (OBANDO, et al., 1990).

En otro trabajo realizado por SCHMIT Y BAUDOIN (1992) no se encontró niveles altos de resistencia a la ascochyta en pruebas preliminares con el pool genético primario de P. vulgaris. En evaluaciones realizados en 2 localidades altoandinas de Colombia: Popayan y Río Negro, se evaluó más de 200 poblaciones de P. coccineus y P. polyanthus dos especies emparentadas con P. vulgaris, un alto nivel de resistencia se observó en todas las poblaciones de P. polyanthus y en algunas poblaciones de P. coccineus.

Estos materiales se pueden hibridar satisfactoriamente con alguns variedades del frijol común en un programa de cruzas interespecíficas.

G. Genética de la resistencia a la ascochyta

Se encontró resistencia a la mancha de la ascochyta en Phaseolus polyanthus que pertenece al acervo secundario del frijol común. Se realizó la cruza interespecífica entre estas dos especies con el fin de conocer el tipo de herencia y la heredabilidad de la enfermedad patogénica como paso primario para delinear el programa de introducción del gen o genes responsables de la respuesta de la resistencia. Con este fin se incluyeron en un primer ensayo los progenitores susceptibles P. vulgaris y resistentes P. polyanthus y los híbridos de los mismos. Un segundo estudio incluyó generaciones segregantes (F3) e híbridos interespecíficos (F1). Como resultado de estos ensayos se observaron que los progenitores P. polyanthus exhibieron un área bajo la curva de epidemia sensiblemente inferior a la de los P. vulgaris , con excepción de la entrada G 12582, la cual se comportó como resistente.

Igualmente el híbrido de cruzas de este material se desvió del comportamiento de las restantes F1, los cuales exibieron valores negativos de dominancia. Esto indica que hay dominancia de la resistencia, obteniéndose una heredabilidad en sentido estrecho del 34% con relación al padre P. vulgaris; 96% con relación al progenitor P. polyanthus y de 26% con base al padre promedio. En el segundo ensayo, los mayores valores de la epidemia se lograron con los genotipos de P. vulgaris, con excepción de la accesión G 12582 la cual al igual que en el caso anterior se ubicó en el intervalo de los materiales resistentes.

Este genotipo G12582 amerita una evaluación por resistencia tanto en campo como bajo condiciones controladas ya que sería el primer informe de comportamiento resistente al patógeno dentro del frijol común.

III. Frijol ñuña o numia

A.- Diferencias morfológicas entre ñuña y frijol comun

En un estudio de diferencias morfológicas entre el frijol común Phaseolus vulgaris y la ñuña (Phaseolus sp. que fué ejecutado en Cajamarca (Perú) por Victor Manuel Pejerrey (1987), se observó que no existen mayores diferencias entre los dos cultivares. Sin embargo las mayores diferencias observadas en condiciones de invernadero es la pigmentación de la cubierta de la semilla de las cuales en el frijol común está directamente influenciado por el color del hipocótilo, los cotiledones y las venas de las hojas lo que no ocurre con las ñuñas. Otras diferencias son que los cotiledones de la ñuña persisten bastante largos, el aborto de la flor durante su inflorescencia, el ápice de la vaina tiene una curva mas pronunciada y sus semillas son más opacas.

B. Variabilidad de la ñuña

Las ñuñas o frijoles reventones son un grupo de variedades de frijol común de los cuales los granos se consumen tostados en su habitat original en los andes. Este habitat se restringe en la actualidad a algunas partes altas de Perú y Bolivia. Los datos linguísticos, etnobotánicos y arqueológicos deejan informar una presencia pre-hispánica en la zona. Los análisis electroforéticos en SDS-PAGE muestran una amplia gama de tipos de faseolina, varios de estos presentes en formas silvestres simpatricas. Es posible que las ñuñas correspondan a una presión selectiva aplicando en forma temprana y amplia en el proceso de domesticación del frijol en los andes (THOME, et al., 1995).

CHAVEZ (1990), determinó que de 1102 colecciones de P. vulgaris realizadas en 15 departamentos del Perú, el 16,2 % corresponde a frijoles para tostar que tienen diferentes denominaciones: ñuñas en La Libertad y Amazonas; nunya o ñuñas en Cajamarca, numia en Ancash, Huánuco y Pasco; y Apa en Junín.

La mayor parte de estas colecciones son de La Libertad y Cajamarca.

C. Ensayos agronómicos con ñuñas

En ensayos de rendimiento y del reventado de grano conducido por el Programa de Leguminosas de la UNALM, en el Callejón de Huaylas (3200 msnm) se identificó nueve accesiones con rendimiento superior a 1200 kg/ha, entre ellos Comp 23, Comp 26 y Caj 004. El Comp 23 tiene además un 98% de reventado, aún cuando el Comp 29 y la numia blanca tienen un 100% pero con un rendimiento de grano seco ligeramente menor (CAMARENA, et al., 1990).

HUARINGA et al., (1990), en un ensayo agronómico conducido con 22 variedades de frijol numia conducido con técnicas de poda y de riego por goteo en Villa Chorrillos (Lima), determinaron que Caj 06 tuvo un rendimiento superior a 2 t/ha. Destacaron por su calidad de grano tostado Caj 01, Caj 02, Caj 06 entre otros. Luego en otro ensayo agronómico conducido por ALVARADO (1997) en Matucana (Lima) a 2800 msnm, observó que los genotipos de origen boliviano resultaron ser más precoces que el testigo local (ñuña pavita), las accesiones que destacaron por su rendimiento de grano seco fueron G7271, G7280, G23617 y G23619 con rendimientos que superaron las 2 t/ha. De los genotipos probados, la accesión G23619 fué el que mejores condiciones demostró en cuanto a rendimiento de grano seco, volumen de grano reventado, porcentaje de volumen de grano expandido y calidad de grano tostado, pudiendo ser cultivado y usado con éxito como el frijol reventón en la zona.

En una relación de necesidades de investigación en ñuñas, The National Academy Press (1989) menciona la importancia de conocer la cualidad genética del reventado que al presente es desconocido. Sin embargo en pruebas de heredabilidad del reventado de la ñuña realizada en el CIAT (1993) se observó que hay pérdida de este caracter al cruzar el frijol común con el tipo ñuña o numia.

IV. Cultivares con resistencia a la ascochyta

El mejoramiento genético del frijol común P. vulgaris mediante cruzas interespecíficas con especies P. coccineus y P. polyanthus utilizando el método de selección acumulativa se obtuvieron las variedades comerciales UNAGEM-1 de grano blanco grande y UNAGEM-2 de grano negro grande, los rendimientos en asociación con maíz fluctuán de 1 a 2 t/ha y con tutores fluctuan de 2 a 3 t/ha. Estas variedades son resistentes a la ascochyta pero que todavía se observan síntomas de grado 2 en una escala de 1 a 9 donde 1 es cero ataque. La expresión del síntoma de la enfermedad no es constante de un año a otro, llegando a veces a un grado 3 de ataque (PLGO, 1995-96).

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