FOWACYT Provecto No. 2 1

INFORME FTWAL

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Marcadores moleculares para la identifkacion y monitoreo de la distribucion de geminivirus y

biotipos de Bemisia tabaci en plantaciones del sur y del Valle del Motagua, en Guatemala.

Guatemala, 11 de noviembre de 1999.

Marcadores moleculares para la identification y monitoreo de la distribucion de geminivirus y

biotipos de Bemisia tabaci en plantaciones del sur y del Valle de Motagua, en Guatemala.

Reporte final del proyecto No. 21 FONACYT

Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia CONCYT

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Licda. Margarita Palmieri Maria Eugenia Méndez

Monica Orozco Lourdes Pineda

Luis L6pez

UNIVERSITY OP ARIZONA Dra. Judith Brown

Guatemala, 11 noviembre de 1999

MARCADORES MOLECULARES PARA LA LDENTIFICACION Y MONITOREO DE LA DISTRlBUCION DE GEMINIVIRUS Y BIOTIPOS DE Bemisia tabaci EN

PLANTACIONES DEL SUR Y DEL VALLE DEL MOTAGUA, EN GUATEMALA.

Investigador principal: Licda. Margarita Palmeri, Universidad del Valle de Guatemala Dra. Judith Brown, Laboratorio de Plant Sciences, Universidad de Arizona Investigador Asistente: Maria Eugenia Méndez, Universidad del Valle de Guatemala

1. Resumen.

Las moscasblancas, vectores de geminivirus y los dafios de éstos son causa de muchas pérdidas no solo en Guatemala sino a través de toda la region centroamericana y del Caribe. Sin embargo, poco ha sido 10 que se ha investigado sobre su biologia y bases fenotipicas y genotipicas, caracteristicas importantes para poder entender el comportamiento, las interrelaciones existentes entre virus, hospedero, condiciones ambientales y este vector. En este estudio se caracterizarin los biotipos de moscablanca existentes en las dos regiones meloneras mas importantes y en varios cultivos, por 10 menos cuatro campos de cultivo de cada region, sur y oriente de Guatemala. Se enfatizara en los cultivos de tomate, chile, fiijol, tabaco y curcurbitas. Se caracterizara e identificara su filogenia e historia evolutiva para tratar asi de predecir puntos débiles en los cuales puedan basarse técnicas de control. Los geminivirus también serin identificados tanto en los hospederos como en los vectores para comprender mejor la interaccion O interacciones que pueden existir entre estos factores interactuantes. Finalmente se compararin los datos de este estudio con uno preliminar previo (Krafka, Palmieri y Brown, sin publicar), para poder entender como van nioviéndose y cambiando de lugar estos biotipos pudiendo asi predecir comportamientos futuros.

Palabras claves.

Biotipo, haplotipo, filogenia, fenotipo, genotipo, primers O imprimadores, ADN mitocondrial, geminivirus, marcadores moleculares.

II. Antecedentes.

Debido a los serios problemas que confiontan los productores de productos no tradicionales para entrar su producto a paises extranjeros, en especial Estados Unidos, los productores de melon y AGEXPRONT, optaron por fortalecer el sistema de produccion mediante la elaboracion de protocolos de manejo integrado de plagas que aseguren la calidad del producto y las concentraciones minimas de pesticidas. En melon, hay serios factores que impiden que se genere producto de alta calidad, entre estos problemas, los mas importantes son la bacteriosis, los nematodos y la moscablanca (B. tabaci), vector de geminivirus.

Al presente se tienen contemplado estudios colaborativos entre la AGEXPRONT, el comité de melon y la UVG. Estas instancias estan apoyando estudios de nematodos y bacterias, que son problemas reconocidos por los agricultores como los mas iniportantes en este momento. Sin embargo, problemas como virosis han sido aceptados como de suma importancia pero no se estan generando estudios por una serie de factores, entre los cuales se cuentan 10 oneroso de éstos y la falta de resultados aplicables a corto plazo. Los productores han mostrado mucho interés y han ofiecido todo su apoyo en forma de especie, colaborando en aspectos esenciales como tonia de muestras y monitoreo en el campo. Este protocolo pretende aprovechar el sinergismo actual entre estas instituciones para enfocar este otro aspect0 fundamental que en el futuro puede ser la mayor limitacion en la produccion no solo de melon sino de otras cucurbitaceas y otros productos de

exportacion no tradicionales de importancia para Guatemala. Este problema es el de moscablanca y sobre todo geminivims.

Como introduccion al problema de moscablanca podemos citar que el complejo de las especies de Bemisia tabaci (Genn), también conocidas como la mosca del algodon, carnote O tabaco (Mound and Halsey, 1978), y posiblemente, la recién descrita mosca blanca de la hoja plateada, O B. argentflolii (Bellows et al., 1995) soli vectores de geminivims eii cultivos de exportacion. Un interés especial en este complejo de especies de B. tabaci ha sido manifestado después del descubrimiento de que B. argent~folii, también conocida como biotipo B de B. tabaci (Costa and Brown, 1990; 1991) f i e introducida en los Estados Unidos, el Caribe y en Europa proveniente del Lejano oriente (Brown, 1993, Costa et al., 1993). Empezando en 1986, el biotipo B, fue introducido en cultivos ornamentales y se establecio en productos vegetales como frijol, cucurbi~ceas, tomate, chile, soya, papa, sandia y en productos para fibra, en los hemisferios oriental y occidental (Brown, 1995; Brown and Bird, 1992). Entre 1990 y 1991, un desastre economico ocurrio como resultado de una epidemia estimulada por geminivims en algodon y productos vegetales en los estados llamados de la "fianja del sol" en los Estados Unidos y Puerto Rico, norte de México, Arnérica Central, el Caribe y llegando hasta los paises mas lejanos en el sureste del Caribe y mas recientemente en Brasil y posiblemente en Peni. El biotipo B de moscablanca ha sido detectado en cultivos y malezas en ciertas regiones de Guatemala (Brown and Palmieri, datos no publicados), pero otros ejemplares de B. tabaci que han sido recolectados, son poblaciones nativas de Guatemala (Palmieri y Brown, datos no publicados). Las razones para el establecimiento exitoso O para el predominio del biotipo B en sitios en que f i e introducida, no se conocen con certeza.

Miembros del complejo de especies de B. tabaci, tienen un rango extremadamente amplio de hospederos potenciales, pueden inducir desordenes similares a los fitotoxicos en sus hospederos a h bajo presiones de alimentacion minima, y exhiben resistencia cmzada a varias clases de insecticidas (Antliony et al., 1995), haciendo que el control de enfermedades causadas por geminivims por métodos convencionales sea imposible. Como resultado, los geminivims transmitidos por moscablanca han sido reconocidos como patogenos virales eniergentes y de suma importancia en regiones productoras de melon, productos de exportacion no tradicionales y algodon a través del mundo durante la ultima década. Pérdidas debidas a enfermedades estirnuladas por geminivims pueden ser tan altas como el 70 a 90% de la produccion, creando escasez de alimentos y fibras, asi como propiciando desastres economicos en las economias en las que la agricultura es su principal mbro (Brown, 1995).

El concept0 de biotipo de mosca blanca. Evidencia de que distintos fenotipos biologicos existen dentro del complejo de especies de Bemisia propuesto recientemente, compuesto hasta el moment0 por B. tabaci (Genn.) y B. argenhfolii (Bellows & Perring), f i e demostrado por primera vez muy escuetamente por las personas que investigaban el pape1 del Bemisia spp. como vector de los virus del subgmpo II dentro de la familia Geminiviridae (Brown et al., 1995). Desde mediados de los 19507s, se reportaron que coinportamieiltos discriniiiiativos de varias poblaciones de moscasblanca eran importantes limitaciones para definir la compatibilidad especifica entre las relaciones de vector-hospedero. De varios ejemplos notables se derivo el conocimiento importante aunque no muy bien comprenddo, de las limitaciones en la habilidad de ciertas poblaciones de Remisia para ser vectores eficientes de geminivims entre especies de plantas de las cuales no se podian alimentar y reproducir (Bird, 1957). Estas observaciones fueron inconsistentes con la reputacion de altamente polifaga que actualmente tiene B. tabaci ( y sus sinonimos), mundialmente (Russell, 1957). En Puerto Rico, por ejemplo, dos razas (O biotipos) se describieron siendo la raza polifaga denominada Sida el vector de todos los geminivims descritos hasta la fecha en ese pais (Bird y Maramorosch, 1978), mientras que el biotipo Jatropha es vector de un unico geminivims