Diversidad genética en el patosistema maíz-fusarium en el Altiplano de México

Abstract

Las variantes de maíz (Zea mays L.) nativas (criollos) preservadas por los agricultores a través de generaciones, constituyen más de 80% del área sembrada con maíz en México; la pudrición de mazorca por Fusarium spp. provoca pérdidas de hasta 30%. El estudio de las poblaciones de maíz y sus patógenos como patosistema tiene sentido, pues en la variación genética del maíz nativo se puede encontrar resistencia/tolerancia a enfermedades; el conocimiento de la estructura de las poblaciones de maíz y del patógeno de manera integral ayudaría a resolver el problema de pudrición, aumentar la producción de grano y conservar la diversidad del maíz. En 2010 se colectaron 56 poblaciones de maíz nativo con y sin síntomas de pudrición de mazorca en cinco estados en México en altitudes entre 1498 y 2520 m. En 2010 y 2011, se evaluó la respuesta de las poblaciones de maíz, en tres localidades (Montecillo y Ayapango, Edo. de Méx., y Huamelulpan, Oax.) bajo infección natural de Fusarium spp. y condiciones de temporal. En 2012 se realizó una evaluación en plántula para valorar la virulencia del patógeno y la susceptibilidad/tolerancia de las poblaciones de maíz ante Fusarium spp de distinta procedencia geográfica. En 2013 un análisis isoenzimático para poblaciones de maíz y poblaciones de Fusarium fue necesario para valorar la diversidad genética en el patosistema. La respuesta en campo, mostró diferencias significativas entre las poblaciones de maíz, entre localidades y para la interacción localidades x población en cada ciclo agrícola; se observó que los maíces locales al ambiente de evaluación tienden a presentar menor daño por Fusarium spp. y mayor rendimiento; por la procedencia geográfica, los maíces de Oaxaca presentaron menor daño que los de los estados de México, Puebla, Tlaxcala y Guerrero. Resultado de la prueba en plántula, se observó variación en virulencia del inóculo, fue más virulento el procedente del estado de México, mientras que el del Edo. de Guerrero provocó menor daño. Las poblaciones de maíz respondieron de manera diferencial, al expresar valores de daño distintos a través de los diferentes inóculos a los que fueron sometidos. Las poblaciones de maíz y las de Fusarium spp. mostraron un patrón de agrupación de acuerdo a su procedencia geográfica. La variación observada en el patosistema Maíz- Fusarium spp. por medio del análisis isoenzimático, puede estar relacionada con la variación ecológica en la zona de exploración, localizada entre los 1490 y 2720 msnm, la cual provee amplia variación ecológica, generando diversidad en ambos organismos. Se obtuvieron evidencias experimentales de que los patrones de virulencia de Fusarium y la respuesta del maíz parecen corresponder a la procedencia geográfica (condiciones ecológicas), lo que sugiere la necesidad de profundizar en el estudio de procesos de coevolución. _______________ GENETIC DIVERSITY IN THE MAIZE-Fusarium PATHOSYSTEM IN THE HIGHLANDS OF MEXICO. ABSTRACT: The native (creole) varieties of maize (Zea mays L. ) preserved by farmers through generations, constitute more than 80% of the area planted with maize in Mexico; the Fusarium spp. ear rot could cause yield losses up to 30 %. The study of maize populations and their pathogens as pathosystem makes sense, because in the genetic variation of native maize can be found resistance/tolerance to such disease; the knowledge of the maize and the pathogen structure populations could help to solve the rot problem, increase the grain production and preserve the genetic diversity. In 2010, 56 native maize populations were collected, with and without symptoms of ear rot from five states in Mexico at altitudes between 1498 and 2520 m. In 2010 and 2011, under rainfed conditions and natural infection by Fusarium, the response of maize populations was evaluated in three locations (Montecillo and Ayapango, Edo. de Mex., and Huamelulpan, Oax.). In 2012, the virulence of the pathogen and the susceptibility/tolerance of maize populations to Fusarium spp. of different geographical origin were assessed in seedling stage. In 2013 an isoenzymatic analysis for maize populations and Fusarium populations were required in order to know the genetic diversity in the pathosystem. The field response, showed significant differences between maize populations, between locations and interaction environment x population, was evident that local maize populations in the evaluation environment tend to have less damage by Fusarium spp., and higher grain yield; by geographical origin, maize from Oaxaca should less damage than those from the states of Mexico, Puebla, Tlaxcala and Guerrero. The seedling test showed variation in virulence between sources of inoculum; the most virulent was from the state of Mexico, while the on from Guerrero caused minor damages. Maize populations responded differently, expressing different degree of damage through various sources of inoculum. The maize and Fusarium spp. populations showed a pattern of grouping according to their geographical origin. The variation observed in the maize-Fusarium spp. pathosystem through isoenzyme analysis, may be related to ecological variation in the exploration area, located between 1490 and 2720 m, which provides wide environmental variation, generating diversity in both populations. Experimental evidences were obtained about patterns of Fusarium virulence and maize populations responses that seems correspond with geographical origin (ecological conditions) that may suggest the need of research in order to better insight on coevolution processes.