Caracterización morfológica y molecular de especies de Fusarium causantes del tizón de la espiga del trigo en México.

Abstract

El tizón de la espiga por Fusarium es una de las principales enfermedades que afecta la producción y rendimiento del trigo en zonas templadas y semitropicales de México. La afectación del trigo resulta en severas pérdidas en la producción, calidad del grano y contaminación con micotoxinas, principalmente tricotecenos. Aunque más de 30 especies diferentes han sido asociadas al tizón de la espiga, F. graminearum es el principal agente causal en todo el mundo. Muchas de las especies son capaces de producir micotoxinas tipo tricotecenos tales como el nivalenol (NIV), deoxinivalenol (DON) y sus derivados acetilados 15-ADON y 3-ADON. Los objetivos del presente estudio fueron: 1) Identificar morfológica y molecularmente las especies de Fusarium causantes del tizón de la espiga en trigo en tres regiones de la República Mexicana.,2) Determinar el tipo de tricotecenos producidas por los mismas 3) Estudiar las relaciones filogenéticas dentro de la población del tizón de la espiga. Durante los ciclos de cultivo de 2013-2014, se colectaron semillas de trigo de diversas variedades en el Bajío, sur (región Mixteca) y Valle Altos de México. Los aislados se identificaron molecularmente con base en la secuenciación del gen factor de elongación 1-α (EF1- α). El quimiotipo de las especies pertenecientes al clado B se determinó a través del ensayo de genotipificación multilocus (MLGT). La relación filogenética entre los aislamientos se determinó con el alineamiento del gen codificante para la subunidad grande la ARN polimerasa II (RPB2) usando el método de máxima verosimilitud (ML). Se obtuvieron 116 aislamientos, los cuales pertenecen a los complejos FTSC (56%) y FSSC (33. 3%), con una proporción menor de las especies de los complejos FSSC (5.5%), FFSC (4.5%), FIESC (2.5%) y FOSC (2%). El quimiotipo predominante entre las especies pertenecientes al clado B fue 15 -ADON (82 %) y NIV (18%). Ningún aislamiento presento el quimiotipo 3-ADON. Este estudio provee el análisis más completo de la diversidad de especies causantes del tizón de la espiga en trigo en México. _______________ MORPHOLOGICAL AND MOLECULAR CHARACTERIZATION OF Fusarium SPECIES CAUSING FUSARIUM HEAD BLIGHT OF WHEAT IN MEXICO. ABSTRACT: Fusarium Head Blight (FHB) is a destructive disease of all small grain cereals, and is caused by several species of Fusarium. Epidemics in wheat result in severe yield losses, reduction in crop quality and mycotoxin contamination of grains. Although more than 30 different species are associated with FHB, F. graminearum is the major causal agent worldwide. Many FHB species are able to produce trichothecene mycotoxins such as nivalenol (NIV), deoxynivalenol (DON) and their acetylated derivates including 15ADON and 3ADON. The objectives of this study were: 1) to conduct morphological and molecular identification of Fusarium strains causing FHB in three regions of Mexico; 2) assess trichothecene chemotype diversity; and 3) determine the phylogenetic relationships among FHB strains recovered from wheat in Mexico. During the growing season of 2013-2014, wheat heads with symptoms of FHB were collected in three different regions: Bajio (West region), Mixteca region (South region) and the High Lands. Fusarium strains were identified to species level using a combination of translation elongation factor (EF1-α) and RNA polymerase II second largest subunit (RPB2) sequence analyses, as well as multilocus genotyping (MLGT). Phylogenetic relationships were inferred from aligned sequences using the maximum likelihood (ML). In addition, MLGT analyses were used to determine the trichothecene chemotype of isolates from the B clade of the F. sambucinum species complex (FSSC), which includes F. graminearum and related species. Among the 116 Fusarium isolates characterized, most belonged to the F. tricinctum species complex (56%) or the FSSC (33.6%), although a small number of isolates belonged to the F. fujikuroi, F. incarnatum/F.equiseti, and F. oxysporum species complexes. F. boothii with the 15-ADON chemotype predominated (82 %) among the B clade species of the FSSC, with NIV chemotype strains of F. cerealis (n = 4) and F. meridionale (n = 3) accounting for the rest of the B clade isolates (18%). F. graminearum was not observed. This study provides the most comprehensive analysis to date of FHB species and chemotype diversity in Mexico.