ISSN 0568-3076 agron. 22 (2): 35 - 47, 2014

EL CARBÓN DEL GRANO DE ARROZ EN COLOMBIA: UNA REVISIÓN

Lilliana Hoyos-Carvajal*, Alexander Marín Pavas**

* Profesora Asociada, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, Colombia. Autor para correspondencia: [email protected] ** Estudiante Ingeniería Agronómica, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, Colombia.

Recibido: enero 22 de 2014 ; aprobado: febrero 13 de 2014

RESUMEN ABSTRACT

El carbón del grano de arroz, enfermedad que ataca los KERNEL OF IN COLOMBIA: granos, se registra en las diferentes zonas productoras de A REVIEW arroz en el mundo; causando pérdidas económicas que oscilan entre el 1 y el 40 % de la producción; su daño puede ocurrir, incluso, a bajos niveles de la enfermedad, en Kernel smut of rice, a disease that attacks the grains, is procesos de parbolizado en el cual las teliosporas de este registered in different rice producing areas in the world patógeno manchan el grano y de esta forma no es apto para causing economic losses ranging from 1 to 40% of the consumo humano. Al presente existe controversia sobre la production. Its damage can occur even at low levels of identidad de la especie que causa el carbón del arroz, pues the disease in parboiling processes in which teliospores of T. horrida y T. barclayana aún siguen siendo tratados como the pathogen stain the grains, and thus make them not fit sinónimos por varios autores y protocolos fitosanitarios. for human consumption. At present there is controversy El debate se encuentra en las evidencias de separaciones about the identity of the species that causes kernel smut en clados obtenidas mediante técnicas enzimáticas y de of rice since T. horrida and T. barclayana are still viewed as secuenciamiento de algunas regiones genéticas, aunque su synonyms by some authors and by international phytosani- coincidencia con rango de hospederos únicos no ha sido tary protocols. The debate is on evidence of separations in determinada con precisión pues aspectos fundamentales clades obtained by enzymatic and sequence techniques in en pruebas de patogenicidad, variabilidad y posibles some genetic regions, though its coincidence with range of grados de virulencia siguen sin aclararse. Al ser esta una unique hosts has not been accurately determined because especie objeto de reportes recientes en Colombia se hace fundamental aspects of pathogenicity tests, variability necesario conocer su identidad precisa, ya que mediante las and possible degrees of virulence remain unclear. As it is crecientes importaciones de grano de arroz puede ser o ha a species of recent reports in Colombia, it is necessary to sido introducida; mientras que su impacto en campo aún know its precise identity because, by increasing imports se desconoce. Para ello es necesario que las comunidades, of grain of rice, the can be or has been introduced regiones o bloques comerciales transnacionales puedan while its impact on the field is unknown. This requires that tener protocolos adecuados a las particularidades del communities, regions or transnational trading blocs may género , mencionadas en esta revisión, las cuales have appropriate protocols to the particularities of the permitan cubrir aspectos de seguridad fitosanitaria y genus Tilletia mentioned in this review, allowing coverage alimentaria en las regiones. of phytosanitary and food security aspects.

Palabras clave: , , , Key words: Tilletia horrida, Tilletia barclayana, Oryza, taxonomía. .

Hoyos-Carvajal, L. & Marín Pavas, A. 2014. El carbón del grano de arroz en Colombia: una revisión. Revista Agronomía. 22 (2): 35-47. 36 Lilliana Hoyos-Carvajal, Alexander Marín Pavas

INTRODUCCIÓN Para esta enfermedad las pérdidas de rendimiento reportadas antes de 1970 en boletines de agricultura El arroz (Oryza sativa L.) es el alimento básico para locales eran de 2 a 5 % en Mandalay (Myanmar, más de la mitad de la población mundial y representa en 1933) (Ou, 1985) y Carolina del Sur (, alrededor del 20 % de la energía total ingerida (IRRI, EE.UU.) con valores entre <1 a 15 % a principios 2007). Una de las limitantes que restringen la expan- del siglo XX (Lanoiselet & Cother, 2008). sión de las áreas de siembra, e incrementan los costos por insumos y responden por los bajos rendimientos, Por su parte, Royer y Rytter (1988) recogen la co- son las enfermedades de origen biótico. En el mundo municación personal de Whitney en la cual se afirma se estima que las plagas, entendidas como problemas que los costos de la enfermedad en (EE.UU.) causados por insectos, ácaros y microorganismos, eran de US$ 15 millones para 1968 y 12 años más destruyen cerca del 37 % de la producción de arroz tarde de US$ 1,2 millones. Para 2006, en un boletín (Oerke, 2006; Webster, 1992). Dentro de los micro- local en Brasil, se reportan niveles de disminución de organismos esta planta es afectada por bacterias, productividad de un 10 al 40 % (Zemolin et al., 2009). hongos, virus, micoplasmas y nematodos; y estos, A pesar de esto, solo como caso excepcional, en Ar- según el escenario de manejo, pueden llegar a causar kansas (EE.UU.) ha alcanzado grados epidémicos de pérdidas que oscilan entre el 20 y el 70 % (Fahad et forma esporádica (Brooks et al., 2009); no siendo esto al., 2014). Según Farr y Rossman (2013), 560 especies consistente con los reportes mencionados por Royer fungosas se encuentran asociadas al cultivo del arroz y Rytter (1988) dados los costos de esta enfermedad a nivel mundial; dentro de estas se encuentra Tilletia para otro Estado del mismo país. No obstante hay horrida, agente causal del carbón del grano de arroz. que tener en cuenta que estos reportes hacen alusión a T. barclayana, la cual se asume como sinónimos de T. Esta enfermedad se describió en Japón en 1896 por horrida; asunto mencionado con anterioridad. Takahasi (Ou, 1985); a principios de 1900, el carbón del arroz se consideraba generalizado en Asia orien- El impacto económico en la producción de arroz tal y meridional y se había reportado en India, Java, causado por T. horrida se hace evidente en el proceso Tailandia y China. En Estados Unidos se registró de parbolizado, que consiste en precocer el grano; en casi simultáneamente al Japón, en 1898, en Carolina este, la cocción libera esporas en el agua que se im- del Sur. La introducción al continente americano, se pregnan en granos sanos tiñéndolos de color oscuro presume, sucedió a través de importaciones de semilla debido al pigmento de las teliosporas y deteriorando de arroz japonés (Carris et al., 2006; Ou, 1985). En la calidad de estos (Lanoiselet & Cother, 2008; Brooks 1920 apareció en las Filipinas mediante la misma vía et al., 2009); por tanto, se han establecido niveles de llegada que a EE.UU. Hoy en día este patógeno está de tolerancia estrictos de menos del 3 %; valor por presente en Asia, Australasia y Oceanía, en Europa encima del cual el grano no puede ser parbolizado; (Grecia), Centroamérica (Belice, , , por lo que el carbón del arroz puede llegar a tener Panamá y Trinidad), Centro (México) y Suramérica repercusiones económicas, incluso a niveles bajos de (Brasil, , Surinam y ), Norteamérica la enfermedad (USDA, 1995). (EE.UU. y México) y en África (Sierra Leona) (Cárca- mo-Rodríguez et al., 2009; Carris et al., 2006; Ou, 1985; Desde finales de los años 90 en los EE.UU. se han Ribeiro et al., 1973; Zemolin et al., 2009). El carbón introducido híbridos con diferentes niveles de re- del arroz causado por T. horrida es considerado una sistencia a T. horrida con resultados variables en el enfermedad menor, aunque persistente en las áreas tiempo; sin embargo, las bases de la resistencia a arroceras del mundo y afecta tanto el rendimiento esta enfermedad aún siguen siendo desconocidas como la calidad, infectando los floretes y granos del (Lanoiselet & Cother, 2008; Brooks et al., 2009). En arroz (Brooks et al., 2009; Carris et al., 2006). 37 El carbón del grano de arroz en colombia: una revisión

general la incidencia del carbón del arroz es menor Tilletia barclayana (Bref.) Sacc. & P. Syd., en Saccardo, en cultivares de porte bajo, mientras que a la inversa Syll. fung. (Abellini) 14(1): 422 (1899) (Index fungo- con los de porte alto, suponiéndose que la densidad rum, 2015). del dosel de los cultivares de porte bajo pueden proteger a los floretes de los esporidios que están Sinónimos: Neovossia horrida (Takah.) Padwick & A. en la lámina de agua. Whitney (1992) afirma que el Khan, Mycol. Pap. 10: 2 (1944), Tilletia pulcherrima Ellis grado de resistencia en los diferentes tipos de granos & Galloway, en Clinton, Proc. Boston Soc. Nat. Hist. está correlacionado con la duración de la antesis y el 31: 441 (1904), Neovossia pulcherrima (Ellis & Galloway tamaño de la apertura del florete, el cual es grande en ex G.P. Clinton) Vánky, Mycotaxon 38: 272 (1990), granos largos y pequeño en granos cortos. Tilletia ajrekarii Mundk., Trans. Br. Mycol. Soc. 23(1): 103 (1939) (Index fungorum, 2015; MycoBank, 2015). En la actualidad, y para fines comerciales y regulato- rios, en Colombia existe controversia sobre la identi- Posición taxonómica: Eukaryota, Fungi, Basi- dad de la especie que causa el carbón del arroz puesto diomycota, , , que T. horrida y T. barclayana son sinónimos para Exobasidiomycetidae, , Tilletiaceae (Index algunos autores, por ejemplo: Duran & Fischer (1961) fungorum, 2015; MycoBank, 2015). en la monografía de Tilletia, que es el documento de consulta base para este taxa y la referencia a partir de Tilletia se halla ubicado en el orden Tilletiales junto con la cual se escriben documentos de cuarentena como los géneros Neovossia, Conidiosporomyces, Erratomyces, el procedimiento NRMF 21 de la North American Ingoldiomyces, Oberwinkleria, Salmacisia y Tilletia (Castle- Plant Protection Organization (NAPPO, 2014) y la bury et al., 2005; Chandra & Huff, 2008); todos estos norma NIMF 27 de la Convención Internacional de atacan a la familia ; excepto Erratomyces, que Protección Fitosanitaria (CIPF, 2014). En ambos causa infecciones en plantas de la familia Fabaceae. casos se le da tratamiento como única especie y a Tilletia fue establecido en 1847 por los hermanos partir de ahí posteriores escritos se refieren a ambas Tulasne (Tilletia Tul. & C. Tul.), contando con 140 especies como una sola. No obstante Castlebury et especies restringidas a Poaceae; siendo el género más al. (2005) en un estudio filogenético sobre Tilletiales, amplio el de los Tilletiales (Castlebury et al., 2005). T. horrida y T. barclayana le dan tratamiento como Estos infectan los ovarios de sus hospedantes prin- especies separadas las cuales difieren esencialmente cipalmente, sin embargo nueve de las 140 especies en su hospedante. pueden causar infecciones en tallos y hojas. Neovossia fue establecido en 1879 por Kornicke como Vossia En el presente documento se abordan diferentes revi- moliniae Thum. en Molinia caerulea (L.), posteriormente siones sobre este tema y los conceptos y argumentos Brefeld en 1895 describe e ilustra las características de taxonómicos para definir el agente causal del carbón germinación de N. moliniae junto con nuevas especies del arroz y la reglamentación actual vigente para men- como N. barclayana Bref. en Pennisetum triflorum Nees.; guar los posibles efectos de este patógeno en el país. las especies de Neovossia se caracterizan por la forma- ción de un gran número de basidiosporas primarias IDENTIDAD TAXONÓMICA que no sufren conjugación (Carris et al., 2006; Tullis DE Tilletia horrida & Johnson, 1952).

Nombre: Tilletia horrida Takah., Bot. Mag., Tokyo Doce especies han sido descritas o transferidas a este 10(2): 20 (1896). género, incluyendo a T. indica ―Neovossia indica (Mitra) Mundkur― y T. horrida ―Neovossia horrida (Takah.) Nombre actual: Tilletia horrida Takah., Bot. Mag., Padwick & A. Khan―, no obstante la diferenciación Tokyo 10(2): 20 (1896) (MycoBank, 2015). entre ambos géneros ha sido controversial y aún no agron. 22(2): 35 - 47, 2014 38 Lilliana Hoyos-Carvajal, Alexander Marín Pavas

ha sido resuelta. Castlebury et al. (2005) sugieren que 4-16 basidiosporas primarias que se conjugan rápida- los caracteres morfológicos usados para diferenciar mente para formar un dicarión (Carris et al., 2006). Neovossia, Conidiosporomyces e Ingoldiomyces de Tilletia no Las basidiosporas conjugadas forman un cuerpo en son útiles, pues en un estudio realizado por dichos H, dando lugar a un micelio dicariótico que infecta autores usando varias especies de estos géneros se las plantas en estado de plántula, resultando en una plantea que todos pueden ser en realidad ubicados infección sistémica. Otra forma de germinación con- dentro de Tilletia, la cual se caracteriza por la forma- siste en la producción de basidiosporas no conjugadas ción de teliosporas pigmentadas y entremezcladas como en Neovossia y algunas especies de Tilletia como con células estériles hialinas; en la mayoría de las T. indica, T. horrida y T. walkeri (Castlebury & Carris especies, las teliosporas se forman en los ovarios de 1999, Durán 1987). la especie hospedante. La Tabla 1 resume los criterios y caracteres morfológi- La ornamentación de la teliospora oscila entre reticu- cos utilizados por Durán & Fischer (1961), Castlebury lada, equinulada, verrugosa, tuberculada y suave. En et al. (2005) y Gandhe (2006) para el género Tilletia, muchas especies las masas de teliosporas tienen un en los cuales llama la atención que también el tipo de olor fétido debido a la producción de trimetilamina. hospedante e infección sea una característica a tener Las teliosporas germinan para formar un basidio en cuenta. Por su parte, Piepenbring (2002) cita a aseptado, frecuentemente con retracción múltiple de Durán & Fischer (1961) por lo tanto los caracteres los septos, y una espiral terminal aérea o verticilio de son los mismos que los que emplean estos autores. Tabla 1. Caracteres morfológicos y criterios utilizados para diferenciar especies de Tilletia

Carácter Durán & Fischer (1961) Castlebury et al. (2005) Gandhe (2006) Caracteres morfológicos (macroscópicos) Posición del soro X1 nc2 Nc Caracteres morfológicos (microscópicos) Categoría de conjugación de la basidiospora Nc X Nc Número de basidiosoras primarias Nc X Nc Características de la envoltura X nc Nc Germinación de las teliosporas Nc X X Tamaño de las células estériles X nc X Morfología de las teliosporas Tamaño X nc X Color X nc X Masa de esporas X nc X Ornamentación X X X Forma X nc X Composición agregada Nc nc X Caracteres biológicos Hospedantes (género) nc X Nc Hospedantes (subfamilia) nc X Nc Tipo de infección nc X Nc 1 Carácter considerado de tipo informativo. 2 Carácter no considerado para identificación. 39 El carbón del grano de arroz en colombia: una revisión

En la Tabla 2 se enumeran los caracteres utilizados el rango de hospedantes, siendo Panicum y Paspalum para identificación de T. horrida y T. barclayana en la hospedantes de T. barclayana y Oryza hospedante de monografía del género Tilletia (Durán & Fischer, T. horrida. 1961) la cual se constituye en el documento de con- sulta base para este taxa; ambas especies son una sola, No obstante una revisión cuidadosa de los trabajos criterio a partir del cual se establecen instrumentos en los que se realizan inoculaciones entre los posi- de cuarentena internacionales como la NRMF 21 de bles hospedantes de una especie y otra, anterior a la NAPPO (2014) y NIMF 27 PD 4 (CIPF, 2014). investigación efectuada por Castlebury et al. (2005) la cual no incluye pruebas de patogenicidad sino Como se mencionó Castlebury et al. (2005), en un una sola revisión de los hospedantes de las especies estudio filogenético sobre Tilletiales, las menciona tipo empleadas, deja abierta la posibilidad de que como especies separadas; asunto sugerido inicialmen- ambas especies puedan ser patogénicas en todos los te por Pimentel et al. (1998) basados esencialmente en hospedantes.

Tabla 2. Caracteres morfológicos utilizados para identificación deT. horrida y T. barclayana

Carácter Durán & Fischer (1961) Castlebury et al. (2005) Especie T. barclayana T. barclayana T. horrida Caracteres morfológicos (macroscópicos) Posición del soro Ovarios nc1 Nc Caracteres morfológicos (microscópicos) Categoría de conjugación de la basidiospora Nc ne2 Ne Número de basidiosoras primarias Nc >60 >60 Características de la envoltura Ne nc Nc Germinación de las teliosporas Nc ne Ne Tamaño de las células estériles 9,8-32,2 u nc Nc Morfología de las teliosporas Tamaño 14-36 µ nc Nc Color Marrón claro a oscuro nc Nc Masa de esporas Ne nc Nc Ornamentación Ne Tuberculada Tuberculada Forma Globosas a subglobosas nc Nc Composición agregada Granular a subaglutinada nc Nc Caracteres biológicos Oryza, Panicum, Pennisetum, Digitaria, Hospedantes (género) Panicum, Paspalum Oryza Brachiaria, Eriochloa Hospedantes (subfamilia) Nc Panicoideae Ehrhartoideae Temperatura de germinación Nc 20-25 °C 20-25 °C Tipo de infección Nc Local Local

1 Carácter no considerado para identificación. 2 Carácter mencionado pero no especificado. agron. 22(2): 35 - 47, 2014 40 Lilliana Hoyos-Carvajal, Alexander Marín Pavas

Un estudio realizado por Royer y Rytter (1988), sinonimia entre T. horrida y T. barclayana prevaleció con plantas de 21 géneros de 10 tribus de la familia hasta que se generaron datos moleculares, los cuales Poaceae comparando hospedantes entre diferentes sugirieron que las dos especies son genéticamente accesiones de T. barclayana y T. indica, demuestra que diferentes, con base en lo presentado por Castlebury et sharonensis fue la única especie ―excepto el al. (2005) quienes en su estudio afirman queT. horrida arroz― en la cual T. barclayana produjo infección. solo es afín a un grupo de especies de la subfamilia También probaron que, en el caso de inoculaciones Ehrhartoideae (perteneciente a la familia Poaceae) con aislamientos microsporidiales procedentes de y en la que se encuentra el género Oryza; mientras dos aislamientos de T. indica de campos de México e que clasificaron a T. barclayana en un grupo al cual India, hubo patogénesis en algunas accesiones de las denominaron “hospedantes PAC”, ya que compartían plantas y en otras no; por tanto, queda demostrado hospederos pertenecientes a las subfamilias de la que entre esporas de especies de este género hay familia Poaceae: Panicoideae, Arundinoideae y Chlo- variabilidad en la patogenicidad sobre un mismo ridoideae; siendo T. barclayana la especie relacionada hospedante. Estos autores demostraron el poder de con los géneros Panicum y Pennisetum pertenecientes confirmación de las pruebas de patogenicidad sobre a la subfamilia Panicoideae. Sin embargo este último la especificidad de hospedantes en Tilletia, teniendo autor comenta también que para el caso de T. horrida en cuenta también que es necesario incluir accesiones muchas especies de hospederos pertenecientes a la diferentes del hospedante. subfamilia Ehrhartoideae están aún sin aclarar, por lo que a pesar de que T. barclayana se ubica en el grupo de En este ensayo no se hicieron inoculaciones en Panicum hospedantes PAC existen en este grupo ligeras dife- coloratum L. y P. miliaceum L., lo cual complementaría lo rencias puesto que para esta especie aún no está claro afirmado por diversos autores (Cárcamo-Rodríguez si las divergencias encontradas en las subunidades et al., 2009; Carris et al., 2006; Durán 1970, 1987; nucleares grandes del ADNr (ADN ribosómico) son Whitney 1989) quienes reportan algunas especies de merecedoras para hacer una distinción a nivel especie. Panicum afectadas por T. barclayana; de ahí que los tres aislamientos obtenidos de T. barclayana procedentes de La separación de estas dos especies ha sido acatada Paspalum distinchus (dos ejemplares) y Panicum obtusum por la base de datos mundial para hongos MycoBank (un ejemplar) y usados en el experimento pueden no (2015), pero no así por el Index fungorum (2015) ser suficientes para definir la identidad/separación que cita como nombre actual de esta especie a T. de la especie Tilletia empleadas en este estudio por barclayana. Debido a las evidencias moleculares de métodos exclusivamente moleculares; haciendo falta Pimentel et al. (1998) y Carris et al. (2006) se abre la ampliar el número de ejemplares empleados para ha- posibilidad de que sea un complejo de dos especies o cer la división entre T. barclayana y T. horrida. Por otro especies crípticas (Cai et al., 2011; Boykin et al., 2012). lado El-Kazzas et al. (2014), inoculando diferentes cultivares de arroz en Egipto, encontraron que tam- Sigue existiendo una controversia sobre la identidad bién hay una variabilidad en la virulencia en esporas de la o las especies, evidenciando que no hay una clara de T. barclayana; lo cual se constituye en otro aspecto y sólida diferenciación entre T. horrida y T. barclayana, a tener en cuenta en estas pruebas. teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:

Carris et al. (2006), autores que separan las dos es- 1. No existe una unificación de caracteres fenéticos pecies (T. horrida y T. barclayana), dan a entender que informativos para este género por parte de los en las pruebas antemencionadas no se trataba de T. autores (Tabla 1). barclayana sino de T. horrida; tratándola como tal en su escrito. Estos mismos autores sostienen que la 2. Existen altos grados de homoplasia en caracteres morfológicos (Tabla 2). 41 El carbón del grano de arroz en colombia: una revisión

3. Las citas y los reportes bibliográficos sobreTilletia T. indica tuvo en el pasado un problema similar al mayoritariamente referencian lo realizado por existente entre T. horrida y T. barclayana, ya que T. Durán & Fischer (1961), pero no hay un análisis walkeri es muy afín a esta; tan solo hasta finales de de poblaciones locales de presuntivas T. horrida los años 90 se separaron claramente ambas especies y T. barclayana que permita entender su relación (Smith et al., 1998; Bonde et al., 1998; Castlebury & en países o zonas productoras arroceras (Piepen- Carris, 1999); como resultado de esto se desarrollaron bring, 2002). protocolos de alta especificidad para diferenciarlas; en consecuencia, estos métodos fueron incorporados 4. Al parecer la única característica que puede ser a los protocolos de diagnóstico tanto en la Unión concluyente para la diferenciación de las dos es- Europea como en Australia (Tan et al., 2013). pecies es el rango de hospedantes; siendo así, es necesario realizar investigaciones sobre el rango Tan et al. (2009) desarrollaron pruebas con base en de hospedantes con aislamientos previamente un marcaje fluorescente de secuencias de regiones diferenciados por los marcadores empleados por ITS para diferenciar a T. indica, T. walkeri, T. horrida Castlebury et al. (2005). (sin T. barclayana) y T. ehrharta mediante RT-PCR; aunque está definido que T. horrida y T. barclayana 5. Las pruebas moleculares de detección específicas son sinónimos; no obstante, vale la pena aclarar que quedan desvirtuadas hasta tanto no se aclare la T. indica y T. walkeri difieren en un único nucleótido identidad taxonómica de la o las especies, pues es- de la región ITS (Tan & Murray, 2006); validando de tas técnicas pueden virtualmente no solo detectar alguna forma las diferencias encontradas por Castle- diferencias interespecíficas sino intraespecíficas bury et al. (2005). Sin embargo, al hacer la descripción al no ser elaboradas con ejemplares en los cuales de la especie por Castlebury y Carris (1999), queda se haya definido de forma simultánea los criterios de manifiesto la especificidad en los hospedantes de de especies requeridos para este grupo de hongos T. indica en Triticum y T. walkeri en Lolium multiflorum (Taylor et al., 2000; Yang, 2011). y L. perenne; por tanto, en el caso de T. horrida y T. barclayana es necesario manifestar la especificidad de En cuanto a la identificación molecular deT. horrida las especies hospedantes y el número de accesiones y T. barclayana ―sobre todo en lo concerniente a que soporten los datos. cuarentenas― se requiere que esta sea definitiva, precisa y en el tiempo más corto posible; pues esto se traducirá en un ahorro si se está a la espera del re- NORMATIVA FITOSANITARIA EN CO- sultado de un diagnóstico. Esto lleva a la búsqueda de LOMBIA PARA CONTENCIÓN Y CON- pruebas moleculares con alta sensibilidad y velocidad TROL DEL CARBÓN DEL GRANO DE construidas sobre la base de ejemplares tipo. Como se ARROZ indicó, trabajos anteriores al 2005 tratan a T. horrida y T. barclayana como sinónimos para efectos de diag- En Colombia el Instituto Colombiano Agropecuario nóstico con base en perfiles enzimáticos (Bondeet al., (ICA) en la Resolución 002895 de 2010 (que esta- 1989). Según Tan et al. (2013), para el caso de T. indica, blecen las plagas cuarentenarias sometidas a control los primeros trabajos de PCR se iniciaron en 1996; a la oficial ausentes y presentes en el territorio nacional) vez posteriores investigaciones para generar métodos no hace mención alguna a las dos especies (T. horrida diagnósticos patentables como cebadores específicos y T. barclayana) como plagas de importancia cuaren- han sido desarrolladas extensamente, estableciendo tenaria. En el país el patógeno ha sido reportado por como parámetro de comparación a aislamientos no Molina-Valero (1980) quien menciona a T. barclayana diferenciados de T. horrida y T. barclayana (Smith et al., en una especie vegetal que al principio fue denomina- 1998; Bonde et al., 1998). agron. 22(2): 35 - 47, 2014 42 Lilliana Hoyos-Carvajal, Alexander Marín Pavas

da como Lolium temulentum L. y posteriormente como alerta fitosanitaria en la cual se informa de manera Festuca sp., lo que podría sugerir que es una especie oficial la presencia del carbón del grano de arroz T.( vegetal no descrita para este patógeno o que incluso horrida) en los departamentos de Cesar, Huila, Meta, el patógeno no es T. barclayana; Buriticá (1999) cita a Sucre y Tolima. T. barclayana en arroz en el directorio de patógenos de Colombia a partir de un reporte publicado en los Normas de la Comunidad Andina de Naciones años 70 por el ICA, en un hallazgo realizado por el (CAN) fitopatólogo Elkin Bustamante, pero no volvió a ser encontrada en el país (Buriticá, 2014). La Resolución 1010 de 2006 de la CAN, la cual es una actualización del Anexo I de la Resolución 431, En años recientes, el ICA (2009) publicó una noticia establece los requisitos fitosanitarios para la impor- sobre el reembarco de 6557 toneladas de arroz (5493 tación de arroz y sus productos tanto por los países procedentes de EE.UU. y 1064 de Guyana) por la miembros de la CAN como de terceros. En la Tabla presencia de una “plaga exótica” (una especie no 3 se muestran estos requimientos para especies fun- especificada de Tilletia) en la importación; tan solo gosas en el movimiento de semillas de arroz entre a finales del año 2013, la misma entidad emite una países (CAN, 2006).

Tabla 3. Hongos patógenos restringidos en semilla sexual de arroz importada hacia países miembros de la CAN

Patógenos restringidos Arroz para siembra1 Arroz para consumo humano o industrial2 Campo Semilla Campo Sphaerulina oryzina X3 X Tilletia barclayana X X Alternaria padwickii X Gibberella zeae X Magnaporthe salvinii X Monographellaalbescens X Rhizoctonia oryzae-sativae X 1 Con cáscara. 2 Arroz con cáscara o descascarillado (arroz cargo o pardo). 3 Presencia con restricción.

Con base a lo anterior, para el año 2006, la CAN dictorio con Ghahal et al. (1993) quienes afirman indicaba que la enfermedad del carbón del grano de que las teliosporas de T. barclayana no sobreviven en arroz era causada por T. barclaya. De acuerdo a la Tabla suelo, pero si en semillas; siendo estas reservorio de 3 la única exigencia respecto a este patógeno es que inóculo e incluidas en protocolos de inspección de no se encuentre en los campos de producción ni en la este órgano en manuales técnicos (Mew & Gonzá- semilla tanto para el arroz de siembra como para el de lez, 2002; Mew & Misra, 1994), evidenciando que la consumo humano. La sobrevivencia de teliosporas en semilla infestada no puede ser usada para siembras el suelo, en diversas especies, indica que estas pueden futuras y que los residuos del procesamiento (trilla) durar hasta 48 meses cuando su germinación tiende deben ser destruidos para evitar que el inóculo de a 0 (Bonde et al., 2004; Singh, 1975); esto es contra- Tilletia contenido llegue a campos de arroz. 43 El carbón del grano de arroz en colombia: una revisión

ESTRATEGIAS DE MANEJO DE CARBÓN muy dinámica, es necesario agotar la fase de pruebas DEL GRANO DE ARROZ DISPONIBLES Y de patogenicidad que pueda guiar los procesos de FUTURAS campo dada la homoplasia de caracteres fenéticos y la poca claridad en identidad molecular. Lo anterior Previo o paralelo a la definición de estrategias y planes sienta las bases para conocer con certeza su potencial de manejo para esta enfermedad es necesario conocer de daño en campo y plantear estrategias de manejo y el rango de hospedantes, identidad comparativa e control más eficaces, entre tanto las normas interna- impacto real de lo que se está denominando carbón cionales fitosanitarias y de comercio son la guía para del grano de arroz en el país. Es necesario comparar este patógeno. aislamientos de T. horrida y T. barclayana provenientes de especies vegetales de las subfamilias Panicoideae En conclusión, casos como el de Tilletia horrida y T. y Ehrhartoideae y comparar los caracteres genéticos barclayana la homoplasia de caracteres fenéticos o la con lo sugerido por Castlebury et al. (2005) y Tan & posible existencia de complejos de especies crípticas, Murray (2006), aunado al correspondiente análisis de el límite de las especies puede ser difuso; lo que lleva patogenicidad; siendo así ineludible considerar enton- al problema práctico de asignación de identidad. ces caracteres morfológicos, biológicos y filogenéticos Autores como Boyking et al. (2012) sostienen que la (Taylor et al., 2000; Yang, 2011). delimitación de las especies es un problema meto- dológico de “inferir límites y número de especies”, Para determinar la especie del agente causante del siendo un requisito esencial para la identificación carbón del arroz es importante realizar un estudio de especies de forma precisa, con implicaciones en económico sobre la verdadera importancia de la múltiples niveles desde la taxonomía misma para la enfermedad y determinar si es limitante o no para biología sistemática, la investigación del organismo y el cultivo; sin embargo, de acuerdo con reportes de la medición de la biodiversidad. Esto es distinto de la agricultores de zonas arroceras, lo mencionan como idea de una especie, que es una cuestión teórica sobre destructor; aunque este no ha sido el caso en países la definición de categorías basadas en cualquiera de como los EE.UU. donde ha sido considerada una las muchas visiones contemporáneas y a menudo en enfermedad crónica en los últimos 50 años (Brooks conflicto; tal como este caso. et al., 2009); por supuesto, la semilla certificada es primordial para detener el avance de este tipo de En el caso colombiano la producción de arroz ha enfermedades. decaído y el precio de producción ha aumentado por diversas vías, implicando el abastecimiento del Para el caso de T. horrida (y también para T. barclayana) mercado nacional con importaciones en las cuales es necesario llevar a cabo estudios científicos detalla- se introducen agentes bióticos importantes para la dos y conclusivos sobre su presencia en Colombia, bioseguridad definida como un enfoque estratégico con base en el concepto de consenso filogenético de e integrado que engloba los marcos normativos y especie (molecular-biológico-filogenético), realizando regulatorios (incluidos los instrumentos y actividades) comparaciones con tipos y secuencias tipo de la es- para el análisis y la gestión de riesgos pertinentes pecie; lo cual necesariamente llevaría a la realización para la salud humana, animal y vegetal, así como de pruebas de patogenicidad en el género Oryza y los riesgos asociados para el medio ambiente (FAO, otros géneros de Poaceae. Estos últimos ensayos 2006). En particular, esto cubre áreas tales como la son cruciales para la definición de especies, sin los seguridad alimentaria, la introducción de patógenos cuales desde el punto de vista agrícola no es posible de plantas y deliberada introducción y gestión de solucionar interrogantes; siendo la taxonomía un área especies exóticas; la regulación del comercio y ac- del conocimiento basada en hipótesis y por demás ceso a los mercados se emanan de la Convención agron. 22(2): 35 - 47, 2014 44 Lilliana Hoyos-Carvajal, Alexander Marín Pavas

Internacional de Protección Fitosanitaria (CIPF) y la capacidad de saber con precisión la especie objeto el CODEX Alimentarius Commission (CAC). En de discusión para que pueda llevar a cabo procedi- términos de bioseguridad vegetal, el papel central mientos para delimitar a T. horrida y T. barclayana. Es de la CIPF es coordinar el trabajo para prevenir la entonces un caso en el cual, dada la importancia en diseminación e introducción de plagas de plantas y consumo de su planta hospedante, debe asegurarse productos vegetales y promover medidas apropiadas un protocolo de identificación teniendo en cuenta para combatirlas con una interrupción mínima en el las características genéticas, biológicas y ecológicas comercio; estas se administran a través de los países de Tilletia. miembros de las Organizaciones Nacionales de Protección Fitosanitaria (ONPF) (FAO, 2006), que para el caso colombiano corresponde al ICA; el ICA AGRADECIMIENTOS juega un papel principal en asegurar el cumplimiento normativo a fin de reducir la probabilidad de que las Los autores expresan sus agradecimientos a los Ph.D. plagas de plantas y productos vegetales se propaguen Víctor Manuel Pardo Cardona y Pablo Buriticá Cés- a través del comercio. Por ello resulta fundamental la pedes por su revisión y contribuciones a la discusión capacidad para identificar las especies de interés; por de este manuscrito. consiguiente, es crucial que cada país o región tenga 45 El carbón del grano de arroz en colombia: una revisión

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