Inducción de tolerancia al estrés por fusarium sp. y phytophthora infestans en tomate mediante la aplicación de silicio

Abstract

"El tomate (Lycopersicon esculentum Mill) es uno de los cultivos más importantes desde el punto de vista económico y productivo, para su manejo frecuentemente se emplean fertilizantes químicos en grandes cantidades (Rabie et al., 2004). El crecimiento, rendimiento y calidad del cultivo del tomate se ve mermado por enfermedades ocasionadas por hongos, bacterias, nematodos y virus, debido a la reducción de la disponibilidad de los nutrientes, su absorción, distribución y utilización por la planta (Romero et al., 2011; Leyva-Mir et al., 2013). Los fitopatógenos de mayor importancia en el cultivo de tomate son Fusarium sp. y Phytophthora infestans. Fusarium sp. es un patógeno facultativo del suelo distribuido mundialmente, causa severos daños vasculares así como pudrición y marchitez de las raíces en las variedades de tomate de importancia económica (Michielse et al., 2009). Por su parte Phytophthora infestans causa el tizón tardío en la familia Solanaceae, siendo una gran amenaza para el cultivo de tomate en todo el mundo (Kröner et al., 2017). Ambos fitopatógenos producen pérdidas de entre 60 al 100% en el cultivo de tomate (González, 2012). El control químico es la principal medida para el manejo de las enfermedades de estos fitopatógenos (Solarte et al., 2012), desafortunadamente el uso indiscriminado de este ha conllevado al desarrollo de poblaciones de hongos resistentes (Hamza et al., 2016). Por lo anterior, es importante implementar nuevas alternativas viables para reducir la incidencia y severidad de dichos patógenos. El silicio (Si) es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, siendo superado únicamente por el oxígeno. Está presente en la solución del suelo en forma de ácido monosilícico (H4SiO4), que es la única manera de absorción por las raíces, transportado así a través del xilema por la corriente de transpiración y con ayuda de transportadores (Pontigo et al., 2015). El silicio es considerado como un elemento mineral benéfico para las plantas, promueve el crecimiento, desarrollo y por ende genera mayor rendimiento y calidad de fruto en los cultivos (Malhotra et al., 2016). Así mismo, el suplemento de este mineral a las plantas reduce los efectos provocados por el estrés abiótico causado por sales, alta temperatura, sequía (Meharg y Meharg, 2015), alta radiación, toxicidad de los metales (Vaculík et al., 2012), desequilibrio de nutrientes (Liang et al., 2006), congelación, entre otros. Así como la disminución de estrés biótico, incluyendo la disminución de la susceptibilidad de plagas, hongos y bacterias. El modo de acción del Si en las plantas es mediante la inducción de barreras físicas y bioquímicas (Pozza et al., 2015). En la tolerancia a patógenos, la formación de depósitos de Si en la raíz y en las hojas podría evitar el paso de estos (Ma y Yamaji, 2008). También este mineral puede inducir respuestas defensivas similares a la resistencia sistémica adquirida, al incrementar la actividad de enzimas antioxidantes y la producción de lignina, fitoalexinas y proteínas relacionadas con la patogénesis, además de que puede activar la expresión de genes relacionados con la defensa y puede sumarse a la transducción de señalizadores de estrés como ácido salicílico, ácido jasmónico y etileno (Cai et al., 2009). Por otra parte, existe poca información sobre el manejo de la fertilización con Si. Se ha observado que la solubilidad del Si está estrechamente relacionado con la mayor absorción por los cultivos, dicha solubilidad está influenciado por las condiciones fisicoquímicos del suelo como pH, temperatura y materia orgánica, así como los parámetros ambientales PAR, CO2 y temperatura del aire, por ello es importante el manejo de estas condiciones para lograr una mayor absorción y acumulación de Si en los cultivos y así obtener mejores resultados en los cultivos. (López-Pérez et al., 2018). Existe una serie de trabajos donde se ha evaluado el efecto del Si contra patógenos en los cultivos. Fortunato et al. (2012) y Fortunato et al. (2014) demostraron que el suministro de Si a las plantas de banano redujo la intensidad de la marchitez por Fusarium. La aplicación de silicato de sodio y potasio en algodón in vitro controló la actividad de Fusarium (Yassin et al., 2016). La severidad de tizón de la vaina causada por Rhizoctonia solani en plantas de arroz, también se redujo con aplicación de ácido monosilícico (Schurt et al., 2012). Además se observaron reducciones (80%) en las áreas de lesión causado por antracnosis en los frutos de pimiento tratadas con silicato de potasio (Jayawardana et al., 2015), así como en Phytophthora cinnamomi en aguacate (Bekker et al., 2014) al aplicar silicato de potasio. Considerando lo anterior se planteó como objetivo evaluar la aplicación de silicio sobre el crecimiento de plantas de tomate y la calidad de fruto bajo estrés biótico causado por Fusarium oxysporum y Phytophthora infestans. Por todo lo anterior el objetivo de este trabajo fue evaluar la inducción de tolerancia en tomate bajo estrés por Fusarium sp. y Phytophthora infestans mediante la aplicación de silicio"