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Alerta de Áfidos:
Una iniciativa de investigación/alcance externo que enfoca problemas de virus de la papa en el norte del Medio Oeste

por
Robert Suranyi, Ted Radcliffe, David Ragsdale,
Ian MacRae, Departamento de Entomología & Ben Lockhart,
Departamento de Fitopatología, Universidad de Minnesota, St. Paul, MN

Traducción al castellano por el Dr. Rafael E. Cancelado
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Contenido del artículo

La iniciativa de la Alerta de Áfidos
Virus de la papa plagan el norte del Medio Oeste
Epidemias del áfido verde del duraznero
Factores que contribuyen a la perpetuación de la situación actual
Cómo funciona la Alerta de Áfidos
Tendencias temporales en la actividad de vuelo de los áfidos
Detección de virus en los áfidos
Aspectos espaciales del manejo de las epidemias de virus
Aplicación de la tecnología del Sistema Global de Información


La Iniciativa de la Alerta de Áfidos

La legislatura del Estado de Minnesota de 1998 proporcionó fondos para que el College of Agricultural, Food, and Environmental Sciences de la Universidad de Minnesota enfocara asuntos urgentes que desafían al sector agrícola del estado (Iniciativas Especiales y Proyectos de Respuesta Rápida). Uno de los primeros proyectos seleccionados para apoyo enfoca los virus transmitidos por áfidos en papas para semilla. El USDA ha suministrado apoyo adicional con una donación para el MIP Norte Central. Los líderes del proyecto son los entomólogos Dave Ragsdale, Ted Radcliffe, Ian MacRae y el virólogo vegetal Ben Lockhart. Las identificaciones de los áfidos y el manejo del proyecto en el sitio son la responsabilidad del colaborador post-doctoral, entomólogo Robert Suranyi.

Virus de la papa plagan el norte del Medio Oeste

A través de los años las semillas de papa del Medio Oeste han ganado fama por su calidad sobresaliente. En determinado momento, casi 40% de las papas para semilla comerciadas entre estados en los E.E.U.U. se originaron en Minnesota y Dakota del Norte. Recientemente, los virus transmitidos por áfidos inesperadamente han devastado la industria de papa para semilla en el norte del Medio Oeste (Minnesota & Dakota del Norte). Nuestra situación no es única; otras regiones productoras de papa para semilla también han experimentado una creciente incidencia de enfermedades virosas, particularmente el virus del enrollamiento de la hoja de la papa (PLRV). Sin embargo, en nuestra región, hemos tenido que enfrentar aumentos tanto del PLRV como del virus Y de la papa (PVY), y la presión ha sido severa. Las pérdidas experimentadas desde 1995 han contribuido a una reducción de 40% en el número de hectáreas registrado en los programas de certificación. En 1997 y 1998, la proporción de lotes de semilla rechazados porque los niveles de virus excedían la tolerancia en las pruebas de invierno no habían tenido precedentes en los programas de certificación de los dos estados. Para salvar esta industria y asegurar el suministro de semilla libre de enfermedades para una industria regional de procesamiento de papa en rápida expansión, es esencial darle a los productores de semilla formas de monitoreo biológico y el conocimiento necesario para terminar este ciclo de diseminación de virus transmitidos por áfidos.



Image:  Wingless morph of
green peach aphid.



Image:  'Aphid hole' caused
by severe infestation of
green peach aphid
Epidemias del áfido verde del duraznero

Concomitante con estas epidemias de enfermedades virosas más recientes, muchos productores comerciales de papa han experimentado excepcionales explosiones de población del áfido verde del duraznero.  Severa presión del áfido puede causar envejecimiento prematuro de las plantas ("huecos por áfidos") y pérdidas hasta de 15,7 Ton/ha.

El áfido verde del duraznero es el vector más eficiente del PLRV y el PVY, pero este áfido es especialmente importante en la epidemiología del PLRV por su habilidad para colonizar la papa. Como consecuencia de severa presión del áfido verde del duraznero y la dispersión resultante del PLRV en los campos, por primera vez en esta región se ha vuelto un problema común la necrosis reticular (una condición del tubérculo causada por el PLRV). Desde 1997, los productores han tenido gran cantidad de papa degradada o rechazada por los procesadores debido a la presencia de la necrosis reticular. En Manitoba se han experimentado problemas similares.

 

Factores que contribuyen a la perpetuación de la situación actual

Para que persista una epidemia, y esta lo ha hecho, deben concurrir una serie de factores. Sin fuentes de virus no podría haber dispersión. Por supuesto, ahora hay mucho inóculo presente en el área tanto del PLRV como del PVY. Como el PLRV y el PVY son virus transmitidos por áfidos, es esencial la comprensión de la dinámica de poblaciones y el comportamiento de estos vectores para implementar su manejo.

Durante mucho tiempo se ha reconocido que las explosiones de población del áfido verde del duraznero pueden ser inducidas por insecticidas dirigidos contra otras plagas, v.gr., el escarabajo de las papas de Colorado o el saltahojas de la papa. Esto ocurre porque el áfido verde del duraznero tiende a ser altamente resistente a la mayoría de los insecticidas de amplio espectro, pero estos insecticidas son devastadores para los parásitos y predatores que en otras condiciones mantendrían controlada esta plaga.


Más recientemente, hemos demostrado que el uso intensivo de fungicidas también puede contribuir al aumento de la presión del áfido verde del duraznero. La aparición y ahora predominancia de una raza resistente al metalaxil (Ridomil) (US8, tipo de cruzamiento A2) de Phytophthora infestans, agente causal del tizón tardío de la papa, ha precipitado cambios importantes en los patrones de uso de fungicidas (tanto en las químicas usadas como en la frecuencia de aplicación) en papas comerciales y de semilla. Los fungicidas pueden causar una alteración devastadora a un grupo de hongos benéficos que son los factores claves de mortalidad que regulan las poblaciones del áfido verde del duraznero (Lagnaoui y Radcliffe).

Otro factor que parece importante en nuestra región es el aumento y la expansión hacia el sur de la producción de canola. La canola es uno de los hospederos preferidos del áfido verde del duraznero. En nuestra área, el áfido verde del duraznero no invierna en exteriores de modo que las poblaciones deben restablecerse cada primavera. Sospechamos que la presencia de grandes extensiones de canola favorecen la supervivencia y el aumento de inmigrantes de este áfido que vienen del sur en la primavera.

Muchas de las mejores tácticas de manejo disponibles a los productores para impedir la dispersión del virus son preventivas o profilácticas, v.gr., siembra temprana, uso de semilla limpia, aislamiento de fuentes de inóculo, entresaque temprano en la estación, uso de insecticidas sistémicos al momento de la siembra, y uso de cultivos de bordura (DiFonzo et al.).  Sin embargo, una vez que comienza la estación de crecimiento la única táctica de manejo disponible para los productores es terapéutica , v.gr., aplicación general o a los bordes, de insecticidas específicos contra los áfidos, aplicación de aceites minerales, y matar temprano el follaje. Sin un monitoreo biológico sistemático, los productores y sus asesores no pueden tener suficiente información para tomar decisiones bien formadas en el uso de estas medidas terapéuticas. Al terminar el presente ciclo de infección virosa es esencial restaurar la viabilidad económica de la producción de semilla de papa en el norte del Medio Oeste y asegurar suministros adecuados de semilla libre de enfermedades para una industria de procesamiento de papa en rápida expansión regional.



Images: Suction trap and pan trap
Cómo funciona la Alerta de Áfidos

El programa de la Alerta de Áfidos opera una red de trampas para monitorear la actividad de vuelo de los áfidos en áreas de producción de papa para semilla en Minnesota y Dakota del Norte. En 1998, monitoreamos la actividad de vuelo de los áfidos en 12 lugares (Resumen de 1998). En 1999, estamos operando 1 trampa de succión y 4 trampas de plato en 14 lugares, 8 en Minnesota, 6 en Dakota del Norte. Los sitios actuales de la Alerta de Áfidos fueron seleccionados para incluir todas las principales regiones de producción de semilla de papa en los dos estados. Un programa similar fue iniciado por Agriculture and Agri-Food Canada en Manitoba en 1999 (McLaren).
Creemos que un enfoque regional para el monitoreo es esencial porque el problema es compartido y no respeta líneas estatales o límites internacionales. Hemos acordado que las futuras actividades de monitoreo de áfidos en los E.E.U.U. y Canadá serán coordinadas y se desarrollará un boletín informativo común para productores/asesores de cultivos. Si es posible generar fondos suficientes, intentamos operar a nivel regional, mantener la red de trampas para áfidos y continuar investigación asociada por 3 años más.

Creemos que la continuación de este proyecto es apropiada porque la dinámica espacial y temporal de la epidemiología de los virus de la papa son extremadamente complejas y variables a través de los años y los lugares. Esto es evidente al comparar las tendencias de las poblaciones de 1998 y 1999 del áfido verde del duraznero y las otras especies de áfidos que son vectores potenciales del PVY. Nuestros objetivos de investigación son a largo plazo, pero con los datos recolectados, hay recompensas inmediatas. Las asesorías y recomendaciones generadas en los 2 primeros años de este proyecto han sido seguidas estrechamente por los productores y asesores de cultivos de Minnesota, Dakota del Norte y Manitoba y se usan para tomar decisiones de manejo. Realmente, más de 83% de los productores y asesores de cultivos (n=42) que respondieron a una encuesta realizada recientemente indicaron que ellos leen los boletines de asesoría de carátula a carátula y que usaron la información para tomar decisiones de manejo.

Tendencias temporales en la actividad de vuelo de los áfidos

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Image: Captures of winged green peach
aphids in 1998 (blue) and 1999 (red).
Image: Captures of potential vectors of PVY other than green peach aphid in 1998 (blue) and 1999 (red).

En años venideros, planeamos desplegar dos trampas de succión en cada sitio. Hasta ahora, hemos usado 1 trampa de succión y 4 trampas de plato en cada sitio. No encontramos diferencias obvias en la selectividad de los dos tipos de trampas, pero las trampas de succión son preferibles porque son operadas con temporizadores (relojes) y el flujo de admisión se puede ajustar para capturar solo voladores débiles. Ahora tenemos una fuerte evidencia de que en la mayor parte de la estación nuestras trampas capturan adultos alados que se originaron en fuentes por fuera del campo de papas. Esta es exactamente la información que se necesita, ya que suministra una advertencia de la introducción potencial de virus por los áfidos que llegan. Más tarde en la estación, a medida que los áfidos alados comienzan a reproducirse en las plantas de papa, las capturas de las trampas pueden ser de áfidos que se originan dentro del campo. Sin embargo, una vez que los áfidos alados se estén desarrollando en las papas, es aconsejable matar el follaje puesto que es posible que los áfidos de las papas sean portadores del virus y el movimiento inter-campos es inevitable.

Los áfidos capturados en las trampas se separan e identifican a nivel de especie en tiempo real, v.gr., dentro de las siguientes 48 h después de haberlos recolectado y los resultados son reportados en nuestro sitio de la WWW, Aphid Alert y por e-mail a los suscriptores de Aphid Alert. Copia impresa de Aphid Alert se envía semanalmente por correo a todos los productores de semilla de papa de Minnesota y Dakota del Norte y a otros individuos que lo solicitan. Para suscribirse a la versión de e-mail de nuestro boletín informativo, escríbanos a RADCL001@umn.edu. Desafortunadamente, aunque la comunicación electrónica ofrece comunicación en tiempo real, la mayor parte de nuestros productores dependen o prefieren depender de la copia impresa.

Detección de virus en los áfidos

Hay disponibles PCRs para PLRV y PVY [N. del T, PCR es la sigla para Polymerase Chain Reaction = reacción en cadena por polimersa]. Las pruebas de InmunoCaptura-PCR (IC-PCR) son tan sensibles que nosotros (Lockhart o R. P. Singh en Canadá) podemos identificar un áfido virulífero en una muestra de 50 áfidos (aun si fueron capturados en propilen-glicol y almacenados en etanol). Los positivos para PLRV se pueden detectar aun si se ha hecho una dilución de 100.000 veces. Desafortunadamente, solo se captura y examina un número pequeño de áfidos. Entonces, a menos que la proporción de positivos sea alta (como lo fue durante mucho de 1998) la detección de áfidos portadores de virus puede rezagarse substancialmente con respecto al comienzo de la dispersión de la enfermedad (como ha sido el caso en 1999). Sin embargo, la información sobre la incidencia del virus es crítica para comprender la epidemiología de la dispersión del virus. Entonces, en años futuros continuaremos examinando para PLRV y PVY todos los áfidos verdes del áfido verde del duraznero que sean capturados.

Aspectos espaciales del manejo de las epidemias de virus

Para la comprensión de las epidemias son tan importantes los componentes espaciales como las consideraciones temporales. Los inspectores estatales de semilla de papa colaboran con nosotros suministrándonos datos de posicionamiento global (GPS) para registrar las coordenadas de todos los campos para semilla de papa en Minnesota y Dakota del Norte. Ellos también registran en todas direcciones cultivos adyacentes que puedan servir de reservorios del virus y de los áfidos vectores. Los resultados de las inspecciones de los campos en verano y la indexación para virus en invierno, también son suministrados a los Ips por las agencias estatales. Estos datos espaciales están siendo analizados (por MacRae) usando programas del Sistema de Información Geográfica (GIS). Dos estudiantes uno para Ph.D., Matt Carroll, quien se unió a nuestro laboratorio el mes pasado y uno en meteorología para M.S. quién se espera que se una a nuestro laboratorio la próxima primavera, explorarán los aspectos espaciales y temporales de la epidemiología virus/papa para sus disertaciones.

En Minnesota y Dakota del Norte no es posible el aislamiento geográfico efectivo de lotes de papa para semilla del inóculo potencial de virus; las distancias requeridas (que algunos investigadores europeos estiman que es aproximadamente de unos 80 km) son mucho mayores que la separación física posible en esta región de producción. Sin embargo, nuestros datos preliminares indican que la proximidad inmediata a las fuentes de inóculo y la presión del áfido realmente son los factores claves determinantes del riesgo.

Las especies de áfidos vectoras de PVY y PLRV pueden aumentar en campos de cultivos diferentes a la papa, lo cual resulta en una dispersión de estos insectos hacia los campos de papa adyacentes. La dispersión de vectores desde estos hospederos alternativos tiende a estar asociada con la ocurrencia creciente de las enfermedades virosas en campos de papa adyacentes. Las poblaciones de áfidos están muy influenciadas por sus plantas hospederas, por ejemplo, la canola puede sostener grandes poblaciones del áfido verde del duraznero y del áfido del nabo. El áfido verde del duraznero no fue un factor significativo en epidemias previas del PVY en el Valle del Río Rojo a comienzos de los años 1990s cuando se cultivaba poca canola, pero la reciente expansión hacia el sur de la producción de canola ha suministrado vastas vías de un hospedero excepcionalmente apropiado para los áfidos verdes del duraznero que llegan de los sitios de invernación del sur. 

Los sistemas de cultivo de rotación presentan un paisaje de mosaico de las diferentes especies de plantas hospederas que impactan la dinámica de poblaciones del áfido. Los cultivos en los cuales las especies de áfidos aumentan fácilmente favorecen la dispersión hacia los campos de papa cercanos. La posibilidad de dispersión estará determinada por la habilidad para volar y las condiciones locales de clima. Nos proponemos combinar los datos de campo y laboratorio para desarrollar predicciones del crecimiento de la población de áfidos vectores y dispersión hacia y dentro de los campos de papa.

Se harán mapas de campos de papa seleccionados y de sistemas de cultivos de los alrededores, usando los Sistemas de Información Geográfica (GIS) y el movimiento de los áfidos hacia los campos de papa será monitoreado con un sistema de trampas. La influencia del viento, la temperatura y las precipitaciones serán incorporadas en los modelos de GIS. Las poblaciones de áfidos en cultivos vecinos seleccionados serán monitoreadas y los números y los estados del ciclo de vida serán registrados. Esta información será combinada con las capturas en las trampas para evaluar la influencia de otros cultivos sobre las poblaciones de áfidos que inmigran hacia los campos de papa.

La distancia local crítica sobre la cual los áfidos vectores se pueden dispersar será establecida combinando datos de experimentos en túneles de viento en el laboratorio y ensayos de recuperación de individuos marcados en el campo. Los experimentos en túneles de viento involucrarán áfidos volando amarrados en un molino de viento sin fricción. Los experimentos de recuperación de individuos marcados se desarrollarán marcando áfidos con un polvo fluorescente y monitoreando la dispersión entre otros cultivos y los campos de papa y dentro de los campos de papa. Estas distancias críticas serán usadas para establecer un radio de amenaza dentro del cual los lotes de papa para semilla serían susceptibles a un riesgo inaceptable de altas poblaciones de los áfidos vectores del PVY y el PLRV.

Aplicación de la tecnología del Sistema Global de Información

El establecimiento de poblaciones de áfidos en los campos de papa a mediados y finales de la estación se describirá mediante muestreos semanales y mapas de GIS de la distribución y densidad de los áfidos vectores en los campos comerciales. Los datos preliminares sugieren que los áfidos primero se establecen en las márgenes de los campos y subsecuentemente se dispersan a través del campo a medida que progresa la estación (imagen abajo). Esta distribución temporal-espacial de los áfidos en los campos de papa ofrece una percepción de la dispersión local de los áfidos vectores y puede ser usada para desarrollar recomendaciones específicas para los sitios.

Imagen: Distribución del Áfido Verde del Duraznero en campo de papa, Hoople, ND.

Los colores cada vez más oscuros denotan incrementos en las poblaciones de áfidos. Se muestra un significativo efecto del borde del campo con las más altas poblaciones de áfidos mientras que las poblaciones en el centro del campo son mucho más bajas. Mapa construido con el GIS, ArcInfo©.
Envíe sus comentarios o preguntas en relación con este capítulo a Ted Radcliffe.

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Última modificación: jueves 16 de septiembre de 1999
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