Por Massimiliano Salami (drgrow)

Vista del haz de la hoja afectada por las necrosis localizada en las venas principales.

Introducción

Como hemos ido viendo desde comienzo de este año, los organismos patógenos que causan las enfermedades dañan a nuestras plantas a veces de forma irreparable. Desde el punto de vista macroscópico, lo que podemos observar son necrosis y cambios de color, pero a nivel microscópico, y más aún a nivel celular, los patógenos afectan a la fisiología del vegetal, lo que conlleva una interferencia en el funcionamiento normal del metabolismo y que, como repercusión dará lugar a perdidas de producción, donde la severidad dependerá de la gravedad de la infección.

Conocer como afectan los patógenos al metabolismo celular, nos aportará más información del origen de los síntomas, sobre cuales serán los efectos secundarios posteriores y del porque hay que prevenirlas ya que no se pueden curar.

 

Efectos de microorganismos patógenos sobre la fisiología del cannabis

Los efectos sobre la fisiología de las plantas, y en particular sobre el cannabis, pueden resumirse en los siguientes 4 puntos:

  1. Efectos sobre la fotosíntesis.
  2. Efectos sobre la translocación de agua y nutrientes.
  3. Efectos sobre la respiración.
  4. Efectos sobre la transcripción y traducción de los ácidos nucleicos.

Efecto sobre la fotosíntesis

Vamos a recordar para aquellos que lo han olvidado que la fotosíntesis es el proceso por el cual, las plantas transforman la energía luminosa en energía química (ATP) necesaria para sus actividades metabólicas. Durante este proceso convierten dos moléculas inorgánicas, como el dióxido de carbono (CO2) procedente el aire y el agua (H2O) procedente del suelo, en moléculas orgánicas como la glucosa (C6H12O6) liberando oxigeno (O2) a la atmósfera.

La fórmula general de la fotosíntesis puede expresarse de la siguiente manera

6 CO2 + 6 H2O + Luz -> C6H12O6 + 6 O2

Visto la importancia que este proceso tiene en el mundo vegetal, es fácil comprender que una alteración en la actividad fotosintética tiene graves repercusiones en la producción; la disminución de esta actividad puede implicar una grave reducción de la producción final.

Las hojas son los órganos fotosintéticos por excelencia, es aquí donde se genera la energía y los nutrientes orgánicos para las células que no realizan la fotosíntesis, por ejemplo las células disco de los tricomas glandulares responsables de la síntesis de las proteínas THCAsintetasa. Para más información sobre este proceso ver [2].

Los patógenos especializados en infectar a los órganos fotosintéticos, como los hongos foliares producen evidentemente una grave disminución de la actividad de las células fotosintéticas afectadas.

 La necrosis no solo dificulta el paso del agua, también de los nutrientes inorgánicos con dirección a las células fotosintéticas y de nutrientes inorgánicos procedentes de éstas. Esto causara un claro colapso de las funciones metabólicas de la hoja causando primero una deficiencias (amarillamiento) para luego necrosarse por deshidratación.

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Efectos sobre la translocación de agua y nutrientes

El agua es absorbida por las plantas desde la raíz, y se mueve por todos sus órganos gracias a los conductos xilemáticos y sus ramificaciones. El movimiento del agua de una célula a otra célula colindante se realiza translaminarmente, así este disolvente universal puede alcanzar a todas la células vivas del vegetal.

Cuando se interrumpe este movimiento, la parte (tejido, órgano) al que se ha restringido este preciado líquido pierde inicialmente turgencia, se deshidrata, y si no restablece rápidamente sus necesidades de agua marchitará. La marchitez es el síntomas más claro de falta de agua.

Existen patógenos que se ha especializado en parasitar y causar infecciones graves en aquellos órganos que intervienen en el movimiento de agua, en el sistema suelo-planta-atmósfera, afectando a los órganos de absorción de agua (el sistema radicular) y/o los vasos vasculares (vasos xilemáticos) por donde discurre ésta. Éstos patógenos interfieren en su movimiento y son responsables de la “marchitez inmediata” que sufren muchas plantas cultivadas tanto en suelo como en maceta.

Efectos sobre el movimiento del agua

Para mantenerse turgentes las plantas precisan de suficiente agua para llenar las vacuolas celulares. Para más información sobre las células y sus partes consultar [2].

El agua es necesaria como sustrato para las reacciones metabólicas y para la misma creación de la materia orgánica procedente del proceso fotosintético. Una deficiencia en las necesidades de agua en el momento apropiado puede causar: que se interrumpa una de estas reacciones celulares, o que simplemente pierda turgencia. En ambos caso la planta sufre un estrés hídrico, que puede compensar ella misma eliminado hojas mayores. Esto afectaría aún más al proceso fotosintético y por tanto a la producción, ya que disminuye una parte de superficie foliar fotosintética.

Patógenos como los hongos vasculares son, junto a los radiculares, los principales responsables de la marchitez de las plantas. Estos hongos penetran en el interior de la planta por las heridas naturales o artificiales (ver [3] cannabis magazine nº70) del sistema radicular, para moverse y desarrollarse en los vasos conductores de agua y dificultar así su movimiento por la planta.

Los hongos vasculares como el Fusarium suelen causar deficiencias, pérdida de turgencia para finalmente causar la muerte de la planta. Esta severa carencia de magnesio es causada por este “habitante del suelo”.

Efectos sobre la absorción de agua

Son varios los patógenos que afectan al sistema radicular del cannabis y reducen significativamente la absorción de agua.

Los hongos que habitan en el suelo, conocidos como “habitantes del suelo”, suelen ser frecuentemente los principales responsables de los daños en los órganos de absorción de agua. También los nematodos, como los lesionadores de raíz, los formados de nódulos o de quistes también son conocidos por sus daños al sistema radicular. Aunque los daños causado por los hongos y por los nemátodos es diferente atendiendo a la forma que tienen de parasitar, pero los síntomas en la planta son muy similares: el daño parcial o total de la raíz, conlleva a una reducción parcial o total de la absorción del agua necesaria para todos los procesos biológicos de la planta.

Efectos sobre la translocación de savia bruta

Los patógenos que dañan el sistema radicular o que se desarrollan en los vasos xilemáticos, al mismo tiempo de bloquear el movimiento del agua, bloquean el movimiento de las sales inorgánicas procedentes del suelo, o de los abonados que discurre con el agua absorbida. Algunas carencias suelen ir asociadas a estos tipos de afecciones.

Además del bloqueo por taponamiento de los vasos conductores, algunos hongos son capaces de “robar” ciertos elementos de la savia bruta, como el Fusarium que sustrae el hierro para sus proceso metabólicos, creando una deficiencia en la planta. Curiosamente esta deficiencia no se muestra como una deficiencia de hierro sino de magnesio (esto lo explicaremos con detalle más adelante cuando trataremos el género Fusarium).

Los virus utilizan la maquinaria genética de las plantas para su multiplicación; esta manipulación a su antojo implica serios cambio en las funciones y estructuras de las células, dando lugar a las típicas mutaciones. En la foto un aplanta afectada por un virus (desconocemos el tipo) que se propaga por trasmisión mecánica, es decir durante los esquejados.

Efectos sobre la transpiración

Gran parte del agua absorbida del suelo por la plantas se pierde en la atmósfera en forma de humedad o vapor; a este proceso se le denomina traspiración. La transpiración puede realizarse vía estomas y vía cuticular, aunque la primera es la más importante.

La transpiración es la responsable de que exista humedad en un invernadero con plantas en maceta o en un cultivo de interior. Más información sobre esto consultar [2].

La agresión que causan los patógenos sobre la superficie de los órganos de las plantas aumentan la transpiración, en particular de la transpiración cuticular.

La destrucción parcial de los tejidos epidérmicos, necrosis foliares, favorece el aumento de la traspiración al estar los tejidos dañados más expuestos a condiciones ambientales. Esto también favorecerán su destrucción por deshidratación.

Una disminución de la transpiración diminuye las absorción de más agua y por tanto de nutrientes, causando disturbios en las reacciones celulares, como por ejemplo el la fotosíntesis.

Efectos sobre la translocación de savia elaborada

En la foto se puede observar los efectos que aparecen cuando el movimiento del agua queda interrumpido, en este caso por un chancro. La planta se pone mustia en cuanto reciba los primeros rayos solares.La savia elaborada a diferencia de la bruta, comienza su viaje en las “fábricas de materia orgánica”, es decir, desde los órganos fotosintéticos en dirección a todas las células vivas de la planta a través de los denominados vasos cribosos. El paso de célula a célula se realiza por un serie de poros celulares denominados plasmodemos. El fin del trayecto de la savia elaborada son aquellas células no fotosintéticas (pero también en las fotosintéticas) de la planta que precisan de estos nutrientes para realizar sus funciones como las células disco de los tricomas glandulares.

La disminución significativa de savia elaborada a las células, implica una clara disminución no deseada de la actividad de las células no-fotosintéticas.

Algunos hongos como el Oidio, en inclusive el Mildiu, interfieren en la translocación de los fotoasimilados. Extraen de la planta muchas sustancias que ésta debe reponer para las células que se han quedado desnutridas, por eso, la actividad metabólica de las plantas cuando están infectadas es mayor.

Efectos sobre la respiración

La respiración es el proceso en el cual, las células por medio de oxidación, degradan carbohidratos y ácidos grasos, liberando la energía necesaria para los varios procesos bioquímicos fundamentales (especialmente en las células no fotosintéticas), dando como desechos agua y dióxido de carbono.

La formula normal para esta reacción de combustión para carbohidratos es

C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energía

Esta energía obtenida es empleada para varios proceso bioquímicos como la translocación de compuestos, la síntesis de proteínas, activación de enzimas, y las reacciones de defensa, entre otras muchas más.

Las necrosis foliares además de dañar las células fotosintéticas aumentan la traspiración del vegetal. Esto hace que en condiciones  de elevada temperatura o radiación solar se deshidraten. La perdida de hojas repercute directamente en la producción final.Es frecuente que la tasa respiratoria aumente durante una infección; esto es debido a la necesidad de energía para síntesis de las proteínas, y demás sustancias de defensa.

Las células disco no son fotosintéticas, por tanto la obtención de energía se debe principalmente a la respiración.

Efectos sobre la transcripción y traducción genética

La secuencia DNA-RNA-PROTEÍNA ( transcripción del DNA en RNA y traducción del RNA en proteínas) también puede ser distorsionada por ciertos patógenos como los virus, aunque también se conocen ciertos hongos y bacterias que igualmente tienen la capacidad de afectar a este proceso.

Esta claro que la alteración de cualquiera de estos procesos de transcripción o traducción pueden, por sus factores sobre la expresión de los genes, causar cambios, algunos muy drásticos y desfavorables tanto en la estructura como en la función de las células afectadas.

En el próximo número veremos un poco más de generalidades sobre las infecciones parasitarias, en particular estudiaremos el efecto del ambiente en la producción de estas enfermedades en el Cannabis sativa L.

Agradecimientos: Claudia Santarosa (Dr. Grow´s Productions) y al equipo de DrGrowOnline.

Referencias

[1]    McPartland J.M., Clarke R.C. & Watson D.P. 2000. Hemp diseases and pests. Management and biological control. CABI Publishing.

[2]    Salami M. 2008. Cannabis sativa L., Dr.Grow´s Productions.

[3]    Salami M. 2010. Enfermedades infecciosas. Cannabis magazine nº70.

[4]    S.E.F. 2000. Patología Vegetal, Mundi-Prensa y Phytoma.