Alteraciones histopatológicas causadas por la roya Puccinia nakanishikii (Pucciniales: Pucciniaceae) en plantas de Cymbopogon citratus (Poaceae)

Abstract

Introducción: Los aspectos histopatológicos e histoquímicos relacionados con el ataque de royas en plantas, así como su relación con los diferentes estados espóricos, son escasos en la literatura científica. Objetivos: describir y analizar los aspectos histopatológicos e histoquímicos en Cymbopogon citratus y su relación con los diferentes estados espóricos de la roya Puccinia nakanishikii. Métodos: durante abril y agosto 2013 se recolectaron hojas sanas e infectadas con Puccinia nakanishikii en la escarpa noroccidental de la meseta de Bucaramanga-Colombia. Las muestras con lesiones en diferentes etapas del desarrollo se fijaron y procesaron de acuerdo a protocolos estándar para la inclusión y corte en parafina y resina. Las secciones obtenidas en parafina (5-7 µm) fueron teñidas con Safranina-azul de Alcian y azul de Alcian-Hematoxilina. En tanto que las secciones obtenidas en resina (0.5 µm) se tiñeron con azul de Toluidina. También se elaboraron secciones a mano alzada para análisis de autofluorescencia. Las observaciones y registro fotográfico se efectuaron con microscopio fotónico y microscopía de epifluorescencia. Para observaciones con microscopía electrónica de barrido (MEB), las muestras se fijaron en Glutaraldehído, se deshidrataron con 2,2 dimetoxipropano, se desecaron a punto crítico y se metalizaron con oro. Resultados: las hojas son por lo general hipostomáticas, con células epidérmicas largas y cortas formando filas paralelas y con la presencia de tricomas unicelulares espinosos y microtricomas. La superficie abaxial está cubierta por una densa capa de ceras epicuticulares y la adaxial está formada por agrupaciones de células buliformes y células epidérmicas de contorno rectangular o cuadrado. En el mesófilo no hay diferenciación entre parénquima de empalizada y esponjoso y su anatomía refleja el metabolismo C4 presente en esta gramínea. Se observó la formación de urediosoros y teliosoros hipófilos. Las urediosporas son la fase de reinfección y estas tienen de 4-5 poros germinativos ecuatoriales y su pared es equinulada. Las teliosporas son de pared lisa y de pedicelo persistente. Las urediosporas forman tubos de geminación por lo general sobre la superficie abaxial de la hoja y se desarrollan en dirección de los estomas, por donde penetran al interior del mesófilo. No se observó la presencia de apresorios. La epidermis se desprende y levanta por del desarrollo de las urediosporas y las paráfisis capitadas, a medida que el urediosoro crece. Con el avance de la infección, los tejidos fotosintéticos se desorganizan, pierden la autofluorescencia de la clorofila y las células sufren necrosis. Posteriormente, los tejidos vasculares se fragmentan y colapsan. Para este momento, la infección se ha extendido sobre toda la lámina foliar llevando a la muerte de la hoja y defoliación de la planta. Durante etapas avanzadas de la infección en los urediosoros se observaron picnidios, probablemente del hiperparásito Sphaerellopsis, asociados estrechamente a los tejidos infectados por la roya. Conclusiones: Puccinia nakanishikii se desarrolla sobre las hojas de Cymbopogon citratus produciendo urediosoros y teliosoros. Las urediosporas son la fase de reinfección, y las teliosporas solo se observaron en etapas avanzadas de la infección. La epidermis y los tejidos fotosintéticos son severamente afectados por la necrosis celular. En etapas avanzadas de la infección los tejidos vasculares se ven afectados.

Investigating Biochemical and Histopathological Responses between Raspberries and Aculeastrum americanum

“…The epidermal and mesophyll cells of infected R. occidentalis and R. niveus accumulated polyphenols that may vastly hamper the development of haustoria. The accumulation of phenolic compounds as a response to pathogen infection has been confirmed for several pathosystems [ 19 , 20 , 24 , 69 , 81 ]. Their role is not only associated with the chemical activity but also with the structural function.…”

“…Their role is not only associated with the chemical activity but also with the structural function. Polyphenols added to the cell wall can strengthen the structure and make the formation of haustoria difficult [ 81 ]. Plants also produce lignin-like compounds by activating the phenylpropanoid pathway in response to infection [ 70 , 72 , 82 ].…”