MICROBILOGIA AGRICOLA

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APUNTES DEL CURSO DE MICROBIOLOGIAObjetivo General del Curso: El alumno conocer e identificar a los diferentes grupos de microorganismos estudiados diferenciar sus caractersticas y comportamiento, tipos de dao que producen en el humano y principalmente en el sector agropecuario.UNIDAD 1. INTRODUCCIN A LA MICROBIOLOGIA Y ANTECENTES HISTORICOS.

Objetivo: Que el estudiante conozca los conceptos bsicos de la microbiologa, su importancia y su desarrollo en el tiempo.1.1. Definicin de MicrobiologaMicrobiologa es la ciencia que estudia a los microorganismos, sus actividades, forma, estructura, reproduccin, fisiologa, metabolismo e identificacin, como estn distribuidos en la naturaleza, sus relaciones con otros seres y sus efectos benficos o perjudiciales y las alteraciones fsicas y qumicas que producen en el medio.1.1.1. Importancia de la microbiologaLos microorganismos son importantes porque causan enfermedades en las plantas, en el hombre y en los animales, pero tambin son benficos porque se utilizan para el control de plagas (entomopatgenos), existen microorganismos que fijan nitrgeno atmosfrico, asociados o libres, tambin se utilizan en la produccin de vacunas y porque se utilizan en las fermentaciones.

1.2. Caractersticas de los Seres Vivos

Entre las caractersticas de los seres vivos, se encuentra la capacidad de reproducirse.

La capacidad de digerir y acumular sustancias nutritivas y metabolizarla para producir energa para desarrollarse.

Irritabilidad, capacidad de reaccionar ante los estmulos del medio.

Capacidad de excretar.

Capacidad de mutar.

Caractersticas de los microorganismos en general.

Algas. Organismos simples, los ms primitivos son unicelulares, contienen clorofila y viven en medios acuticos o hmedos.

Bacterias. Son procariotes y se reproducen asexualmente por fisin binaria.

Hongos. Carecen de clorofila, son multicelulares, carecen de races, bulbos o tallos, son de forma variada, poseen hifas y micelios, se reproducen por fisin binaria y esporas.

Protozoarios. Son protistas eucariontes unicelulares, se diferencian por caractersticas morfolgicas nutritivas y fisiolgicas, los ms conocidos son los que causan enfermedades.

Virus. Son muy pequeos, parsitos de plantas, animales y bacterias (bacterifagos), son parsitos obligados.

1.3. Clasificacin de los MicroorganismosHaeckel propuso el reino Protista, organismos que presentan caractersticas de plantas y animales. En 1969, Whittaker propuso 5 reinos, Animal, Vegetal, Protista, Fungi y Monera; basndose en la forma de nutricin, donde estn los sistemas de nutricin como la fotosntesis (cloroplastos), la absorcin (bacterias y hongos) y la ingestin.

En la dcada de los ochenta se produjo un nfasis en la filogenia, lo que llev a la redefinicin de los reinos como grupos monofilticos, como grupos de organismos que han evolucionado a partir de un antepasado comn. Los reinos Animalia, Plantae y Fungi fueron reducidos a los grupos bsicos de organismos estrechamente relacionados y el resto de grupos fue trasladado al reino Protista. Sobre la base de estudios de ARN, Carl Woese dividi a los procariotas (reino Monera) en dos reinos, denominados Eubacteria y Archaebacteria. Estos dos reinos, junto con plantas, animales, hongos y protistas constituye el sistema de los seis reinos. Este sistema se ha convertido en estndar en muchas obras.

[Eubacteria y Archaebacteria fueron renombrados a Bacteria y Archaea y para remarcar la profunda separacin filogentica entre bacterias, arqueas y eucariotas, en 1990 Woese estableci el sistema de los tres dominios. Segn este sistema, el ms aceptado actualmente, los seres vivos se dividen en los dominios Bacteria, Archaea y Eukarya, y a su vez Eukarya se divide en los reinos Protista, Fungi, Plantae y Animalia.

Desde entonces, se han propuesto multitud de nuevos reinos eucariotas, pero la mayora fueron rpidamente invalidados, reclasificados a nivel de filos o clases o abandonados. El nico que todava es usado por algunos autores es el reino Chromista propuesto por Cavalier-Smith para abarcar organismos tales como algas pardas, algas verde amarillas, algas doradas, diatomeas oomicetos y otros organismos relacionados. Esta propuesta no ha recibido mucha atencin, aunque la cuestin de las relaciones y divisin en grupos de los seres vivos sigue siendo todava materia de discusin.

Dentro del reino animal se encuentran Mezozoa, Porifera, Plathelminthes, Nemathelminthes, Coelenterata, Mollusca, Annelida, Echinodermata, Arthropoda y Chordata.

En el reino vegetal se encuentran: Phacheophyta, Rhodophyta, Clorophyta, Charophyta, Bryophyta y Tracheophyta.

En el reino Protista: Ciliophora, Sacordina, Zoomastigina, Cnidosporidia, Sporozaoa, Plasmodiophoromycota, Hiphochytridiomycota, Pyrrophyta, Chrysophyta y Euglenophyta.

Reino Fungi o de los hongos: Oomycota, Chrytidiomycota, Zygomycota, Aschomycota, Basidiomycota, Myxomycota, Acrasiomycota, Labyrintholomycota.

Reino Monera, bacterias y algas Cyanophyta.

1.4. Secciones y Aplicaciones de la MicrobiologaPara su estudio la microbiologa se divide en varias secciones:

Microbiologa Agrcola: estudia a los microorganismos que existen en el suelo que intervienen en las fertilidades del suelo, fijadoras de nitrgeno, patgenas a plantas.

Microbiologa Mdica. Estudia la produccin de vacunas, antibiticos y patgenos (virus).

Microbiologa acutica: estudia la flora que se encuentra en el agua, la flora microbiana (plancton).

Microbiologa del Agua: Estudia la contaminacin del agua potable.

Microbiologa del Aire: estudia las enfermedades de los seres vivos que se encuentran en el aire y son arrastradas por las corrientes de aire a otros lugares.

Microbiologa de la Leche: Estudia la fermentacin y produccin de quesos y yourgourth, enfermedades causada por bacterias.

Microbiologa de los Alimentos: Contaminacin por Scherichia coli (heces fecales).

Microbiologa Industrial: Estudia las fermentaciones para la obtencin de vinagres, vino, cerveza, cidos orgnicos.

Campos de aplicacin de la Microbiologa:

Bacteriologa: Rama de la microbiologa que estudia las bacterias.

Protozologa: rama de la parasitologa que se ocupa solamente del estudio de los protozoarios.

Micologa: rama de la microbiologa que estudia a los hongos.

Virologa: rama de la microbiologa que estudia a los virus.

Ficologa: rama de la microbiologa que estudia a las algas.

1.5. Resea Histrica de la Microbiologa1676, Leeuwenhock, observa microorganismos por primera vez

1765, Spallanzani experimenta sobre la generacin espontnea.

1796, Enner desarrolla la primera vacuna contra la viruela.

1811, Apert inicia la industria de la conservacin de alimentos (enlatado).

1822-1832 Person y Fries describen los hongos europeos.

1837, Koch descubre que el antrax es causado por una bacteria.

1838, Boussingault descubre la fijacin del nitrgeno por las leguminosas

1841-1850, Se descubre la asociacin de microorganismos que causan enfermedades.

1862, Los descubrimientos de Luis Pasteur descartan la Teora de la Generacin Espontnea.

1864, Lister introduce con xito la ciruga asptica.

1865 Anton de Bary describe el ciclo biolgico de la roya del trigo Puccinia graminis triticici1865. Se descubre la pasteurizacin para la conservacin del vino.

1866. 1876, Tindall demuestra la presencia de microorganismos en el aire.

1876, Millardet descubre las propiedades fngicas del caldo brdeles.

1882, Koch desarrolla el cultivo sobre placas de gelatina.

1883, Se introduce el agar en lugar de la gelatina.

1884, Gram distingue 2 grupos de bacterias segn su reaccin a la coloracin

coloracin.

1888, Se asla Rhizobium leguminosarum por parte de Beijerinck.

1892, Se descubre el virus mosaico del tabaco (VMT).

1897, Se descubre por primera vez virus en animales.1901, Se aisla por primera vez un fijador libre de nitrgeno Azotobacter chrococcum.

1915-1917, Twort y DHerelle descubren un virus de bacterias (bacterifago).

1929, Fleming descubre la penicilina.

1936, Se obtiene cristalizado el virus mosaico del tabaco (VMT).

1940, Se descubre la estreptomicina, se descubre la accin de las sulfamidas contra las bacterias.

1994, Avery demuestra que el ADN es el portador de la informacin gentica.

1953, Watson y Crick proponen un modelo estructural para la molcula del ADN.

1969, Se descubre los micoplasmas en plantas.

1.6. Postulados de Kocha) El organismo especfico ha de encontrarse asociado siempre a la enfermedad.

b) El organismo ha de ser aislado y obtenido en cultivo puro en laboratorio.

c) Este cultivo puro inoculado a un animal susceptible produce la enfermedad.

d) Debe recuperarse el organismo en cultivo puro del animal infectado experimentalmente.UNIDAD 2. MICROSCOPAObjetivo: Que el alumno conozca las partes de un microscopio y su manejo.2.1. Definicin de MicroscopioEl microscopio, es un aparato que se utilizan en el laboratorio para el estudio de los organismos que no se pueden ver a simple vista, viene de dos palabras griegas micros, que significa pequeo y scopeo, que significa ver. El microscopio es el instrumento mas peculiar en el laboratorio de microbiologa.

2.2. Caractersticas de los MicroscopiosEl microscopio compuesto est formado de tres partes, el sistema de iluminacin, el sistema ptico y el sistema mecnico o de soporte. El sistema de iluminacin est formado por lmpara, diafragma de campo y condensador que consta de 4 partes: diafragma de iris, lente frontal, lente auxiliar y anillo posterior. El sistema ptico est formado de 3 partes: el objetivo, el tubo ocular o tubo como factor ptico y el ocular. Los objetivos tienen diferentes colores y numeraciones, el amarillo para el 10X, el azul para el 40% y el blanco para el 100X. El sistema mecnico o de soporte est formado por: base, brazo o estativo, tornillo macromtrico y tornillo micromtrico, porta condensador, la platina y el revolver.

El poder de resolucin de un microscopio ve dos cosas juntas como separadas, va a estar en funcin de longitud de onda, de la luz que se usa y de la apertura numrica que es una caracterstica del sistema de lente.

Apertura numrica (AN) es el ngulo determinado por el eje ptico y los rayos ms externos que an capte el objetivo, es una medida de la apertura del objetivo, es una medida de la apertura del objetivo, es la mitad del ngulo de apertura ( la magnitud de ste ngulo se expresa en un valor seno), el valor seno de la mitad del ngulo de apertura se multiplica por el ndice de refraccin (n) del medio que llena el espacio entre el cubre objeto y el objetivo.

An = n sen (Indice de refaccin del aire = 1

ndice de refraccin del aceite = 1.56.

Figura 1. Estructura mecnica del microscopio2.3. Tipos de MicroscopiosEl microscopio de luz (ptico) y el electrnico estn clasificados en base al sistema de amplificacin.

Microscopa que se realiza por sistemas de lentes pticos.

1) Campo luminoso. En este tipo de microscopio el rea observada est intensamente iluminada y los objetos aparecen ms oscuros, es tipo de microscopios da aumentos de 1000 X, se utiliza para observar aspectos morfolgicos gruesos de bacterias, levaduras, hongos, algas y protozoarios. Puede aumentar de 1000 2000 X.

2) Campo oscuro, consiste en un fondo negro sobre el cual se ven los objetos intensamente iluminados, esto se logra al equipar al microscopio con un condensador especial que dirige la luz desde la fuente luminosa por un trayectoria diferente, si el espcimen es del todo transparente y homogneo la luz dirigida a travs del condensador no entra por el objetivo y todo el campo aparece oscuro, esta microscopa es de valor especial en el examen de microorganismos sin teir. Se utiliza para microorganismos que exhiben algn aspecto morfolgico y caracterstico en vivo y en suspensin, por ejemplo, las espiroquetas. Mismo aumento.

3) Microscopio de luz ultravioleta, este tipo de microscopio permite mayor poder de resolucin, su principal ventaja es la de utilizar la absorcin especfica de varias sustancias visibles. La absorcin ultravioleta caracterstica de ciertas sustancias permite la localizacin, distribucin y medicin en especimenes adecuados. Mismo aumento. Diferencia componentes celulares sobre la base de a mayor o menor facultad de absorber la luz UV.

4) Microscopio de fluorescencia, algunas sustancias qumicas absorben la energa de las ondas ultravioletas y las emiten como ondas visibles de mayor longitud, as un material aparece con un color a la luz ordinaria y con otro a la luz ultravioleta, a estos materiales se les llama fluorescentes. Los microorganismos que se tien con un color fluorescente aparecen como objetos luminosos cuando se observan al microscopio de luz ultravioleta. Tiene el mismo aumento y se utiliza en las tcnicas de diagnosis en las que el color fluorescente es fijado al organismo y revela su identidad.

5) Microscopio de contraste de fase, la muestra se ilumina de manera controlada, por medio de objetivos especiales de contraste de fases y un condensador ensamblado a un microscopio ultravioleta, la luz atraviesa un material y pasa a otro de una densidad ligeramente diferente, sufre una desviacin o es refractada. Tienen el mismo aumento, y se utiliza para exmenes de estructuras celulares en clulas vivas de organismos que pueden ser levaduras, algas, protozoarios y algunas bacterias.

Microscopa electrnica. El microscopio electrnico se vale de ondas de electrones y campos magnticos para producir imgenes, mientras que el microscopio de luz hace uso de ondas luminosas y lentes de vidrios. En microscopa electrnica, el espcimen que se va a iluminar se prepara en una pelcula muy fina y seca sobre pantallas pequeas y se introduce en el instrumento en un punto situado entre el condensador magntico y el objetivo magntico. Existen dos tipos de microscopios electrnicos, el de barrido y el de transmisin, tiene un aumento de 200,000 y se utiliza para los exmenes de virus y de las estructuras de las clulas bacterianas.

2.4. Formas de Estudio de los MicroorganismosLos microorganismos pueden ser estudiados in vitro e in vivo. En el cultivo in vitro se utilizan cajas Petri o tubos de ensaye, a los cuales se les agrega un medio de cultivo y en donde se siembran los microorganismos para su estudio, en el cultivo in vivo se utiliza un ser vivo, una planta o partes de ella, o un animal en donde se inoculan los microorganismos. Esto se utiliza para aquellos parsitos obligados que no crecen en medios de cultivosUNIDAD 3. BACTERIASObjetivo: el alumno conocer las diferentes caractersticas ms comunes de las bacterias y sus sntomas que producen.3.1. Caractersticas GeneralesLas bacterias son organismos procariotes, son diminutos, unicelulares, se reproducen por fisin binaria y se encuentran en gran nmero en el suelo, agua, aire y leche, en la superficie de las frutas y en diversas partes del cuerpo.

Figura 2. Diagrama de la organizacin de una clula bacteriana. A) algunas estructuras como cpsulas, flagelos, esporas y fimbrias no se encuentran en todas las especies de bacterias. B) Estructura de una clula bacteriana patgena a las plantas en forma de bastn3.2. Morfologa

Por su forma las bacterias se clasifican en cocos, aquellas bacterias de forma redonda o esfrica, bacilos, bacterias en forma de bastn y los espirilos que son bacterias que tiene forma de coma o de espiral.

3.2.1. Forma de agrupacinLas bacterias por la manera de agruparse se clasifican en diplobacilos, cuando permanecen unidos, estreptobacilos, cuando aparecen unidos en forma longitudinal, los cocos, en diplococos, cuando son en pares, estreptococos en forma de cadena rosario, estafilococos, en forma de racimos, ttradas en grupo de cuatro sarcinas, como un paquete y los espirilos permanecen aislados.

Figura 3. Bacterias en formas de coco A. Diplococos B. Estafilococo C y Estreptococos D

Figura 4. Bacterias en forma de bacilos A. Bacillus sporogenes, B. Bacillus subtilis (estado joven). C. Bacillus proteus y D. Bacillus typhosa

Figura 5. Bacterias en forma de espirilo A. Thiospirillum B) Spirillum undulum. C Vibrion cholerae y D. Spirochoete

Figura 6. Disposicin de los cocos A Diplocosos. B Estreptococos. C) Estafilococos D Tetradas y E Sarcinas

3.2.2. Tipos de flagelos

En base al tipo de flagelo las bacterias se clasifican en:

1) Atrica, carecen de flagelos.

2) Monotrica, aquellas con un flagelo en un polo.

3) Lofotricas, con un mechn de flagelos en un polo.

4) Anfitricas, con un flagelo o un penacho de flagelos en cada polo.

5) Peritrica, con flagelos que rodea todo el cuerpo de la clula.

Figura 7. Tipos de flagelos

3.2.3. Tipos de coloniaPara conocer el tipo de colonias bacterianas se deben realizar cultivos de este microorganismo, para realizar un cultivo bacteriano se debe hacer lo siguiente:

Se debe tomar una muestra Pipeta

Dilucin

1 ml en 99 ml se pasa 1 ml al

otro frasco.

= 1:100 = 1:10,000 = 1:1000,000

Sembrado de placas

1 ml 1 ml 1ml

Agregar el inculo a las placas y agregar de 20 a 30 ml de agar fundido, moverlo lentamente.

Incubacin-------------------------------------------------------------------------

Las placas se colocan en posicin invertida en una incubadora por 24 horas

El nmero de colonia que se cuenta en la placa se multiplica por la dilucin de la muestra que es igual al nmero de bacterias por mililitro.

El conteo se realiza en la cmara cuenta colonias.

Las caractersticas del cultivo son:

1) Tipos de colonias en agar (cultivo en placas). Tamao, margen o borde, elevacin, pigmentacin, caractersticas pticas.

2) Desarrollo en agar inclinado, estras, cantidad, margen de borde de desarrollo, consistencia, pigmentacin.

3) Desarrollo en caldo nutritivo, cantidad, distribucin, consistencia de la masa desarrollada, cromognesis.

4) Desarrollo en gelatina por picadura, desarrollo sin licuefacin (desarrollo de un gel lquido), desarrollo con licuefacin.

Mantenimiento y preservacin de cultivos puros, Liofilizacin (secado rpido en congelacin), resiembra peridicas o almacenar a temperaturas muy bajas (cercanas a cero o bajo cero).

3.3. ReproduccinLa reproduccin ms tpica d las bacterias es la reproduccin asexual por fisin binaria. Otros mtodos de reproduccin asexual, en el gnero Streptomyces se reproducen a travs de esporas, el gnero Nocardia, se reproduce por un desarrollo filamentoso, seguido de la fragmentacin de los filamentos en pequeas clulas bacilares o cocoides, cada una dar origen a una nueva. El gnero Hyphomicrobium se reproduce por gemacin.

Figura 8. Reproduccin asexual por fisin binaria de una clula bacteriana3.4. Factores que Afectan el Desarrollo3.4.1. Temperatura

De acuerdo a la temperatura en que se desarrollan las bacterias, estas se clasifican en:

1) Psicrofilas, se desarrollan a temperaturas menores de 10 (C con temperaturas minima de 0, ptima entre 15-20 y mxima de 30 (C.

2) Mesfilas, las bacterias, son las que requieren temperaturas moderadas, con temperaturas mnima de 5 a 25, ptimas de 25 saprofitas y 37 las patgenas y la mxima de 43 (C.

3) Termofilas, son bacterias que requieren temperaturas altas, con temperaturas mnima de 25 a 35, la ptima de 50 a 55 y mxima de 60 a 85 grados centgrados. Fermentan el estircol.

3.4.2. OxgenoLas bacterias pueden crecer en presencia o ausencia de oxigeno, por esto se dividen en:

1) Aerobio obligado, crecen en presencia de oxigeno libre, por ejemplo Bacillus subtilis, vive en el suelo.

2) Anaerobio facultativo, son principalmente aerobios, pero pueden desarrollarse en ausencia de oxigeno libre por ejemplo Scherichia coli.3) Anaerobio obligado, solo se desarrollan en ausencia de oxigeno libre, el que produce el ttanos Clostridium teteni.

4) Aerobio facultativo, son fundamentalmente anaerobios, pero tambin se desarrollan en oxigeno libre.

Figura 9. Ilustracin esquemtica del desarrollo de bacterias sembradas en tubos de agar con profundidad en donde se observan diferencias de respuesta al oxgeno atmosferico. A Aerobias. B) Anaerobias C) Anaerobias Facultativas y D) Microarefilas.3.4.3. pH

La mayora de las bacterias requieren para sus desarrollo ptimo que el medio sea neutro o ligeramente alcalino.3.4.4. LuzLa luz solar dificulta el desarrollo de las bacterias y los rayos ultravioletas son muy dainos.

3.4.5. Nutrientes y salesLas bacterias requieren para su crecimiento de nutrientes, como carbono, el cual lo toma del bixido de carbono, nitrgeno, lo toman del nitrgeno atmosfrico, compuestos de nitrgeno inorgnico y de las protenas, el azufre las bacterias lo toman de compuestos inorgnicos de azufre y del azufre elemental. Tambin requiere de metales (vestigios) como sodio, potasio, calcio, magnesio, hierro, zinc, cobre, cobalto y fsforo (en forma de fosfatos) y vitaminas como Tiamina (B1), riboflavina, niacina, Pirodoxina (B6), biotina, cido pentatenico, cido flico, cobalamina (B12) y vitamina K. Las bacterias tambin requieren sales como los cloruros de los metales alcalinos3.5. Clasificacin TaxonmicaLas bacterias pueden ser clasificadas nicamente en base a su morfologa, pero hay que tomar en cuenta que muchas bacterias son semejantes morfolgicamente, entonces hay que tomar en cuenta otras propiedades como bioqumicas, serolgicas y patognicas, tambin por su morfologa, fisiologa, metabolismo, composicin qumica.

Las bacterias se clasifican dentro del reino procariotes y de acuerdo con el Manual of Determinative Bacteriology de Bergey (1974) las bacterias se clasifican de la siguiente manera:

Reino Procariotes.

Divisin I Las Cianobacterias

Divisin II

Parte 1 Bacterias fototrficas.

Familia Rhodospirillaceae

Familia Chromatiaceae

Familia Clorobiaceae

Parte 2 Bacterias deslizantes.

Orden 1 Myxobacterales.

Orden 2 Cytophagales

Parte 3 Bacterias envainadas

Parte 4 Bacterias gemantes

Parte 5 Las espiroquetas.

Parte 6 Bacterias espirilares y curvas.

Familia Spirillaceae

Genero SpirillumParte 7 Bacilos y cocos aerobios gramnegativos

Familia Pseduomoniaceae

Gneros Pseduomonas, Xanthomonas, GluconobacteriumFamilia Azotabacteraceae

Genero Azotobacter

Familia Rhizobiaceae

Gneros Agrobacterium, Rhizobium

Parte 8 Bacilos anaerobios facultativos gramnegativos.

Familia Enterobacteriaceae

Gneros Escheriquia, Salmonella, Shigella.

Familia Vibrionaceae

Gnero Vibrio (clera)

Parte 9 bacterias anaerobias gramnegativas.

Familia Bacteroidaceae

Gneros Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia.Parte 10 Cocos y bacilos gramnegativos

Familia Neisseriaceae

Genero Neisseria (blenorragia)

Parte 11 cocos anaerobios gramnegativos

Familia Veillonaceae

Genero Veillonella

Parte 12 Bacterias quimiolitotrficas gramnegativas

Familia Nitrobacteraceae

Genero Nitrobacter (suelo) N02 ---NO3 Nitrosomonas NH4 ---NO2 Thiobacillus ---- Nemtodos del suelo.

Parte 13 Bacterias productoras de metano.

Familia Methanobacteriaceae

Genero Methanobacterium, Methanosarcina, MethanococcusParte 14 Cocos grampositivos.

Familia Micrococaceae

Familia Streptococaceae

Gnero Staphylococcus, Streptococcus, Ruminococcus.

Parte 15 Bacilos y cocos formadores de endosporas.

Familia Bacillaceae

Genero Bacillus, Clostridium.

Parte 16 Bacterias anesporgenos grampositivos.

Familia Lactobacillaceae

Genero Lactobacillus

Parte 17 Actinomycetos y organismos relacionados. Corineforme

Orden Actinomycetales (bacterias con aspecto de hongos)

Familia Actinomycetaceae

Familia Mycobacteriaceae

Familia Propionibacteriaceae

Gneros, Corynebacterium, Cellulomonas, ArthrobacterParte 18 Rickettsias

Parte 19 Micoplasmas

Clase Mollicutes

Familia Micoplasmatales.

Familia Acholeplasmataceae.

3.6. Tincin de GramColoracin diferencial o tincin, los procedimientos de coloracin que pone de manifiesto diferencias entre las clulas bacterianas se conoce como tcnicas de coloracin diferencial.

La coloracin de Gram es el uso ms comn en microbiologa, en este procedimiento el frotis microbiano se somete a las soluciones siguientes: cristal violeta, solucin de yodo, alcohol y safranina. Las bacterias a este mtodos son 2 grupos

Las bacterias grampositivas retienen el cristal violeta y aparecen de color violeta profundo. Las bacterias gramnegativas pierden el color violeta y por el contraste con safranina, aparecen de color rojo, la respuesta se encuentra en las diferencias de sus estructuras qumicas de superficie.

La pared de las bacterias grampositivas se forma el complejo CVI (cristal-violeta-yodo) con los componentes de la pared celular, de tal forma que al agregar alcohol o acetona se produce una reaccin de los poros de la pared, evitando as la salida del colorante. En este tipo de bacterias existe una sal de Ribonucleato de magnesio que interviene en la formacin del complejo CVI, este tipo de pared contiene cerca del 95% de peptidoglicanos.

En las bacterias gramnegativas existe una mayor cantidad de cidos grasos saturados y una proporcin muy baja de peptidoglicanos que permite la salida del colorante al tratarse con el alcohol o acetona, debido a que los poros son ms grandes, este ltimo es causa de la concentracin baja de peptidoglicanos (5 10%).

3.7. Bacterias Fitopatgenas

Las bacterias que atacan a las plantas son en forma de bastn, es un grupo reducido de gneros entre los que se encuentran: Xanthomonas, Pseudomonas, Erwinia, Corynebactium y Agrobacterium, atacan a ctricos, papa, frutales.Manchas y tizones.

Tizn comn del frjol: Xanthomonas campestris pv. phaseoli.Tizn de halo del frjol: Pseudomonas syringae pv. phaseolica.Sntomas; ocurre el todas partes del mundo afectando vainas, tallos, hojas y semillas. Aparecen pequeas manchas acuosas en el envs de las hojas, las que se pueden extender a manchas an ms grandes que luego s necrosan. Infectan en forma sistmica a los cotiledones, luego las hojas verdaderas, penetrando al sistema vascular. Dentro del xilema se multiplican en forma rpida y llegan a ser exudados por los estomas.

Control: uso de semillas sanas, rotacin de cultivos, aspersin con fungicidas cpricos y uso de variedades resistentes.

Marchitamientos y pudriciones vasculares.

Clavibacter sp marchiteces en alfalfa, frjol y papa ( C. michiganensis)

Erwinia sp tizn del fuego en pomaceas (E. amylovora)Pseudomonas marchites de las solanceas (P .solanacearum)Xhantomonas pudricin negra de las crucferas (X. campestri) Entran al husped, se propagan a travs del xilema interfieren en la tras locacin del agua y nutrientes, causando marchites y debilitamiento de la planta. La mayora disuelven partes de las paredes celulares por los procesos enzimticos.

Tizn del fuego del peral / Erwinia amylovoraErwinia carotovora pv. atroseptica: pudricin del pie negro de la papaErwinia carotovora pv. carotovora / pudricin blanda de la papa y otras hortalizasEnfermedad destructiva en pomceas, severa en perales. Variedades de perales, membrillos muy susceptibles, infectan y destruyen flores y ramillos nuevas, causando la muerte al rbol. Las flores al ser infectadas se ponen acuosas y marchitan rpidamente toman una coloracin oscura, se desprenden del rbol, las hojas se marchitan, causando la muerte de ramillas, hacia abajo.

En alta humedad hay gotitas de exudado pegajoso, color lechoso visitado frecuentemente por insectos vectores.

La bacteria inverna en los cancros y yemas especialmente en ramas ms grandes. En primavera las bacterias se reactivan e infectan tejidos adyacentes, penetrando generalmente por heridas a travs de las flores. Estas bacterias producen varias enzimas que causan plasmlisis y muerte del tejido.

Control: ramas atizonadas o con sntomas se cortan en invierno a 10 cm por debajo del ltimo punto de infeccin. Deben desinfectarse las herramientas y cortes grandes. Existen variedades ms resistentes que otras, aspersiones con sulfato de cobre antes del brote de las yemas, observar curvas de temperatura inferiores a los 14 C disminuye la infeccin.

Pie negro

Enfermedad que puede adquirir caractersticas epidmicas en climas templados -hmedos y causar grandes prdidas en rendimientos y podredumbre en tubrculos almacenados, en plantas jvenes causa amarillamiento del follaje y enrollamiento de las hojas y coloracin negra en la base de los tallos los que se encuentran necrosados. Penetran a travs del estoln en tubrculos jvenes producen podredumbre blanda las bacterias se perpetan en los tubrculos es la principal fuente de diseminacin, no sobrevive en el suelo por largo tiempo si no tiene plantas susceptibles no se produce propagacin de planta a planta en los campos.

Control: usar semillas libres de problemas (certificadas), eliminacin de plantas enfermas desinfectar maquinaria de siembra y cosecha, evitar golpes de temperatura que permitan la abertura de las lenticelas.

Podredumbre blanda

Ataca a papas y variedades de cultivo especialmente hortcola. Sntomas pudricin acuosa de los tejidos. La bacteria penetra en el campo por los estolones y durante la cosecha a travs de las lenticelas siendo esta ltima la forma de infeccin ms corriente especialmente en climas hmedos y calientes. Esta enfermedad produce en las mayores prdidas en almacenes y si se cosecha durante tiempo de lluvia. Inverna en rganos carnosos infectados, almacenados o cultivos en restos que contienen parte de plantas infectadas.

Control: desechar desperdicios almacenados con formaldehdo y sulfato de cobre, evitar heridas en almacenaje, quemar rganos infectados, con temperaturas bajo los 4 C inhibe el desarrollo, buena ventilacin y drenaje en cultivos, rotacin de cultivos susceptibles con cereales, maz y otros no susceptibles.

Marchites bacteriana o Pudricin pardaPseudomanas solanacearumEnfermedad importante en solanceas especialmente en papas, tomates y berenjenas en climas clidos y hmedos tambin en climas ms templados. Produce marchites y pudricin en forma bastante rpida pudiendo en muchos casos matar al cultivo rpidamente especialmente si las variedades son muy susceptibles. Existen 4 razas bien claras y diferenciadas.

Raza 1: ataca al tomate y otra solanceas tpica de climas hmedos, calientes y de baja elevacin. Raza tpicamente tropical y subtropical. Puede afectar papa en dichos climas y condiciones muy difciles de erradicar.

Raza 2: ataca al pltano o banana produce la enfermedad del moko

Raza 3: ataca principalmente a la papa; tpica de lugares ms elevados, climas ms fros y temporadas ms fciles de erradicar por su rango ms restringido de huspedes.

Raza 4: raza descubierta solamente en los ltimos 10 aos, ataca principalmente a cultivos exticos en Asia, tales como jengibre, cacahuate.

Factores que hacen muy difcil de controlar.

Dentro de cada raza existe un sin nmero de biotipos

Hay muy pocas fuentes de resistencia, la que quiebra a temperaturas sobre los 30C (genes termocensibles)

Pueden persistir en algunos suelos por mucho tiempo , dependiendo del tipo de suelo ms en suelos orgnicos.

Gran rango de huspedes especialmente en zonas tropicales

Sobreviven como saprofitos

Se transmiten por agua, tubrculos infectados (infeccin latente)

Hay estrecho sinergismo con nemtodos

Control: se usa un control integrado a base de:

Uso de variedades ResistentesUso de semillas sanas

Control de nemtodos

Eliminacin de plantas enfermas

Establecer medidas de exclusin para la diseminacin

Rotacin de los suelos como mnimo de 4 aos sin solanceas.

Cancros bacterianosCancro de los frutos de hueso P.syringae pv. syringae.Afecta a los frutos de hueso perales, ctricos, rosal y otros. Produce tpicos cancros y exudaciones de gomas en ramas y troncos mata a los rboles jvenes y una disminucin de produccin en rboles adultos. Tb. Destruye las yemas de las flores de rboles en produccin. Los cancros se desarrollan sobre la base de los espolones y se extiende hacia arriba. Las reas afectadas son ms profundas y de color caf. La infeccin a hojas aparece como manchas acuosas de 1 a 3 mm. Las bacterias invernan en los cancros activos, sobre yemas y hojas infectadas, en malas hierbas y hospedantes no susceptibles. Auque las bacterias pueden llegar al xilema, no progresan ms aya de esos tejidos. El desarrollo de los cancros se ve detenido por las altas temperaturas y Tb. el crecimiento activo de los tejidos, la infeccin se ve favorecida con las heladas.

Control: uso de var. Resistente, y patrones resistentes. Aspersiones de cobre caldo brdeles en otoo y en primavera antes que se produzca la floracin.

Enfermedad de las agallas Agrobacterium tumefaciens.Las agallas de la corona en frutales de hueso, vides, ciruelos cerezos, etc. Primero aparecen pequeos crecimientos en la base del tallo y races casi a nivel del suelo las que se originan de una posible herida. Se vuelven ms oscuras + grandes algunas son esponjosas y otras leosas. Invernan en suelos infectados como saprofitos. Se producen porque las clulas del husped son estimuladas a dividirse con mayor rapidez.

Control: rechazo a rboles infectados de viveros, rotacin de maz, gramneas. Control biolgico con Agrobacterium radiobacter3.8. Bacterias Patgenas de Animales

Entre las bacterias que atacan a los animales se encuentran Bacillus anthracis, que causa el carbunco o ntrax, la mastitis es otra enfermedad que ataca al ganado y producida por bacterias, Brusella abortus, causa la enfermedad conocida como brucelosis.

Brucelosis Brusella abortus

Sntomas: Fiebre, adenopata, endocarditis, neumonaarbunco o ntrax Bacillus anthracisSintomas: Fiebre, papila cutnea, septicemia

UNIDAD 4. RICKETTSIAS Y PROTOZAORIOSObjetivo: Conocer las caractersticas ms comunes de las rickettsias y protozoarios4.1. Caractersticas de las RickettsiasLas rickettsias son parsitos intracelulares obligados de los artrpodos como pulgas, piojos, caros y garrapatas a las que parasitan con frecuencia sin producirles dao, con frecuencia son patgenos al hombre. Con la excepcin de Coxiella burnetii, que produce la fiebre Q, las rickettsias son transmitidas a las personas y otros animales por picadura de artrpodos vectores o por sus excreciones.

4.2. Morfologa y Reproduccin de las RickettsiasMorfolgicamente las rickettsias se parecen a otras bacterias por ser bacilos cortos, cocos en cadena o filamentosos o cocobacilos pleomrficos. Son inmviles y no forman esporas, se tien dbilmente con las anilinas y son gramnegativos. Sus paredes contienen cido muramico, se reproducen por fisin binaria, contienen enzimas metablicas intracelulares.

4.3. Clasificacin Taxonmica de las RickettsaisDe acuerdo con el Manual of Determinative of Bacteriology de Bergey, 8. Edicin 1974, las rickettsias estn clasificadas en la parte 18 (Las Rickettsias):

Orden I Rickettsiales

Familia Rickettsiaceae

Familia Bartonellaceae

Familia Anaplasmataceae

Familia Rickettsiaceae

Tribu Rickettsieae

Tribu Enrlichieae

Tribu Wulbachiaeae

Tribu I Rickettsieae

Gnero RickettsiaRochalimae

Coxiella

Familia Rickettsiaceae

Tribu Rickettesieae, son microorganismos pequeos la mayor parte pleomrficos e intracelulares que existen en los artrpodos. Algunos son patgenos para algunos huspedes vertebrados.

El gnero Rickettsia son formas cocoides o bacilares de microorganismos pleomrficos, se encuentran intracitoplasmicamente en piojos, garrapatas, pulgas y caros o extracelularmente en el lumen del intestino de artrpodos, entre las especies se encuentran R. prowazekii, R. typhi, R. canada, R. rickettsii, R. siberica, R. canorii, R. australis, R. akari, R, parkeri y R. tsurtsugamushi.

El gnero Rochalimaea, es husped de artrpodos y vertebrados, son extracelulares, R. quintana.

Coxiella, son pleomrficos, cocoides o bacilares, se desarrollan en las vacuolas del husped (citoplasma o ncleo) se encuentran extracelularmente en garrapatas, son parsitos de humanos y otros animales C. burnetti.

Tribu Ehlichieae, clulas pequeas. Esfricas o pleomrficas, patgenas para algunos animales no en humanos. Ehrlichia canis, ataca ganado, ovejas, cabras, probablemente caballo, transmitidas por garrapatas. Cowdria ruminatum, causa la hemoglubinaria de vacas, ovejas y cabras, Neorickettsia helminthoeca, causa enfermedad en caninos, transmitido por helmintos.

Tribu wolbachiae, son clulas bacilares o filamentosas adaptadas para desarrollarse en artrpodos como simbiontes., se encuentra las especies Wulbachia pipientis, W. Melophagi, W. persica, Simbiotes lectularius, Blattabacterium cuenoti que se encuentra en la grasa de los tejidos abdominales y en los ovarios y huevos de todas las especies de cucarachas. Rickettsiella popilliae, causa la enfermedad azul de larvas de lepidpteros.

4.4. Importancia de las RickettsiasLa importancia de las rickettsias y de las enfermedades que producen se pueden apreciar al referirse a las epidemias de tifo y sus efectos en la historia de la humanidad. El tifo endmico lo produce Rikettsia prowazekii y la transmite al hombre el piojo del cuerpo Pediculus corporus. El tifo endmico Rickettsia thypi, transmitida por ratas, pulga, piojo, ataca a roedores, la fiebre manchada Rickettsia rickettsii transmitida por Ixodes (garrapata) en conejos silvestres, perros, ovejas y cabras. La fiebre Q, Coxiella bunetii transmitida por garrapatas y piojos del cuerpo en roedores silvestres, ganado, ovejas y cabras.

El tratamiento para estas enfermedades se realiza con Tetraciclina y Cloranfenicol.

4.5. Caractersticas de los ProtozoariosLos protozoarios son protistas eucariontes que se presentan como clulas aisladas o colonias unicelulares provistas de flagelos, cilios y pseudpodos para su locomocin, ocupan un lugar importante en la cadena alimenticia

Figura 10. Formas de protozoarios A) Amoeba, B) Phacus, C) Dorastaspis, D) Giardia, E) Dendrocomtes, F) Coleps, G) Geratium, H) Actinophilos, I) Euglena y J) Tripanosma.4.6. Morfologa y Reproduccin de ProtozoariosSon de tamao variable, miden de 1-4 milimicras hasta 7 mm, las clulas de los protozoarios representa un esquema completo, como todos los eucariontes, la clula de los protozoarios est formada de un citoplasma, separado del ambiente que lo rodea por una estructura celular especial y uno o varios ncleos.

En el citoplasma, se diferencia el ectoplasma y el endoplasma. El ectoplasma tiene aspecto de gelatina y el endoplasma es ms fluido y voluminoso. En el citoplasma se encuentra el retculo endoplsmico, aparato de Golgi, dictiosomas o mitocondrias, vacuolas alimenticias, vacuolas contrctiles y ncleo.

Todos los protozoarios tienen un ncleo eucaritico, pero en los ciliados hay dos ncleos, uno grande, el macroncleo y uno pequeo, el microncleo. Tiene un nmero variable de cromosomas.

Reproduccin, los protozoarios se reproducen asexualmente por fisin binaria, gemacin, fisin mltiple y regeneracin. Tambin se reproducen sexualmente por conjugacin en el subphyllum Ciliophora.

Figura 11. Esquema de una Amoeba en donde se muestra el ectoplasma y el endoplasma

Figura 12. Algunos tipos de ncleos A) Stentor coerelens con ncleo en forma de rosario, B) Euplotes patella con ncleo en forma de herradura, C) Arcella, con ncleo esfrico y D) Paramecium sp con macroncleo y microncleo

Figura 13. A) Fagocitosis en Amoeba sp captura de alimento y B) Vacuola fagoctica

Figura 14. Reproduccin asexual en protozoarios comunes A) Euglena, B) Paramecium y C) Amoeba4.7. Clasificacin Taxonmica de los Protozoarios

Subphyllum Sarcomastigophora, son flagelados, pseudpodos

Superclase Mastigophora, uno o ms flagelos.

Superclase Sacordina, pseudpodos (amibas)

Subphyllum Esporozoa, son tpicas las esporas, esporas simples.

Subphyllum Cnidospora, esporas con uno o ms filamentos polares, especies parsitas.

Subphyllum Ciliophora, ciliados.

4.8. Ecologa de ProtozoariosExisten protozoarios de vida libre, otros son simbiticos, otros son parsitos. De acuerdo a su temperatura los hay en aguas termales de 30 a 56 C su temperatura ptima esta entre 16 a 25 C y la mxima entre 36 y 40 grados centgrados.

Luz, los protozoarios que tienen cromatforos y efectan fotosntesis necesitan luz.

pH. El pH que necesitan va de 3.2 8.7, pero su mxima capacidad metablica est entre 6.0 y 8.0.

4.9. Importancia de los ProtozoariosLos protozoarios son importantes como parsitos del hombre, como es el caso de Entomoeba hystolitica (ambiasis), Giardia lambia, se aloja en el intestino humano y causa diarreas, Trichomonas huminis vive en el intestino humano, no se ha establecido su papel patgeno. Trypanosoma rhodesiense, causa el mal de sueo, T. cruzi, causa el mal de chagas.

Esporozoarios, Plasmodium vivax, provoca el paludismo terciario benigno, fiebres y calosfros intermitentes cada 48 horas, P. malariae, causa el paludismo cuartano, fiebres y calosfros cada 72 horas, P .falciporum, causa el paludismo terciano maligno, se presenta cada 48 horas, calosfros y fiebres y remisiones, si no se trata es mortal, P. Ovale, produce el paludismo terciano, es raro.

UNIDAD 5. VIROIDES, FITOPLASMAS Y ESPIROPLASMAS

Objetivo: Conocer las caractersticas ms comunes de los viroides, fitoplasmas y espiroplasmas y los sntomas que presentan.5.1. Viroides

Molculas de ARN monocatenario compuestos por 242 a 371 nucletidos, de una sola cadena cerrada unidas en sus extremos por covalencia con amplias regiones de complementariedad molecular, las que les permiten ser muy termoestables. Son sistemas genticos funcionales o molculas reguladoras. En forma extendida miden 100 nm y en forma de trenza 37 nm. El peso molecular flucta alrededor de 120,000 daltons.

Se diferencian de los virus en que carecen de cpside poseen una cadena de ARN cerrada, de peso molecular ms bajo que el del virus y tienen un grupo muy reducido de nucletidos (360 VIMPJ y 6,340 VMT).

Se conocen las siguientes enfermedades ocasionadas por viroides.

1) Viroide tubrculo fusiforme de la papa ViTFP

2) Viroide Exocortis de los ctricos ViEC

3) Viroide Enanismo del crisantemo ViECr

4) Viroide Moteado clortico del crisantemo ViMCCr

5) Viroide Fruto plido del pepino ViFPP

6) Viroide Cadang cadang del cocotero ViCCC

7) Viroide Enanismo del lpulo ViEL8) Viroide Mancha amarilla del aguacate ViMAA

9) Viroide Planta macho del tomate ViPMJ

10) Viroide Latente de la columnea ViLC

11) Viroide Enanismo apical del jitomate Vieja

12) Viroide Enanismo del cadillo ViEB

5.1.1. Aislamiento y purificacin

El aislamiento de los viroides se realiza utilizando fenol para desintegrar las nucleadas, luego se centrifuga a baja velocidad adicionando alcohol etilico para precipitar el ARN. Despus se aade polietilenglicol para eliminar los polisacridos. Para remover el ARN de peso molecular alto se aade cloruro de litio 4 molar. Para eliminar el ADN se aplica ADNasa nicamente el ARN de peso molecular bajo, en donde se encuentra el viroide, el cual se separa por medio de electroforesis en un gel de poliacrilamida.5.1.2. Deteccin y transmisin

Para detectar los viroides se utilizan plantas indicadoras como jitomate var. Rutger para el ViTFP, Gynura aurantica para el ViEC. Los viroides se transmiten de forma mecnica usando fenol para evitar la accin de los inhibidores, por injerto, material vegetativo, implementos de poda y semilla. El nico caso reportado de transmisin por insectos es el viroide de la planta macho del jitomate que se transmite de solanceas silvestres al jitomate por el pulgn Myzus persicae Sulzer.

5.1.3. Sntomas y replicacin

Los sntomas causados por viroides son: achaparramiento, deformacin de rganos, filodia, virescencia, esterilidad y reduccin del crecimiento. Al igual que los virus, los viroides tambin se replican, la molcula (+) del viroide al ingresar a la clula del hospedante empieza a ser transcripta con la participacin de una enzima que puede ser la ARN replicasa dependiente del ADN (Polimerasa II) o alguna otra, la transcripcin se lleva a cabo mediante el mecanismo de crculo de rotacin indicando con ello que la replicasa, al terminar de transcribir el largo de una molcula, inicia una vuelta ms para la transcripcin de la siguiente y as sucesivamente, sigue actuando en el crculo de la molcula (+) del viroide. Como resultado se forma una molcula multimera (-). Los multimeros (-) sirven de matriz, para formar multimeros (+), los cuales son cortados por una enzima en Monoceros, y posteriormente se cierran en crculos, por medio de la enzima lipasa, quedando las nuevas molculas de viroide.5.1.4. Control

Para el control de enfermedades causadas por viroides se debe emplear material vegetativo sano, eliminacin de plantas enfermas, eliminacin de las malezas hospedantes de 2 a 3 meses antes de la siembra o transplante, eliminacin de los residuos de cosecha (ViPMJ). Tratamientos de la semilla con fenol y desinfeccin de las herramientas humedecindolas con hipoclorito de sodio al 10 o 20%.5.2. Fitoplasmas y Espiroplasmas

Los microorganismos de este grupo han sido denominado de varias maneras, la mejor conocida es la del grupo de la pleuroneumona que ataca al ganado, se descubri a principios de siglo. Organismos descubiertos recientemente se denominan con frecuencia microorganismos del tipo de la pleuroneumona.

Los micoplasmas son microorganismos procariotes muy pequeos rodeados de 3 capas, no tienen pared celular, estructuras celulares muy primitivas constituidos de membrana, ribosoma y ncleo procaritico. Sus colonias en agar adoptan la caractersticas de huevo frito, sus clulas son pleomrficas, se pueden encontrar en la misma especies formas cocoides, filamentosas y bulbosas. Atraviesan los filtros bacterianos.

Reproduccin. Los micoplasmas se reproducen asexualmente por segmentacin y por la formacin de unidades elementales rodeadas por una membrana.

5.2.1. Ubicacin taxonmicaLos micoplasmas, de acuerdo con el Manual de Bergey se clasifican en la parte 19

Clase Mollicutes

Orden Mycoplasmatales

Familia Mycoplasmataceae (necesitan estircol para desarrollarse.

Familia Achuleplasmataceae (no necesitan estircol para desarrollarse.

5.2.2. Enfermedades producidas

Los fitoplasmas tienen importancia agrcola pues causan enfermedades a las plantas y sus sntomas se pueden confundir con una enfermedad de etiologa viral, entre las enfermedades causadas por fitoplasmas se encuentran el amarillamiento letal del cocotero transmitido por la chicharrita Myndus crudus, el rayado fino del maz transmitido por la chicharrita Dalbulus maydis, la punta morada de la papa, enanismo arbustivo del maz, punta arracimada del papayo, amarillamiento del aster, entre otras.

5.2.3. Remisin de Sntomas

Con la finalidad de conocer si una enfermedad es de etiologa viral o el dao es causado por un fitoplasmas, se realiza una prctica conocida como remisin de sntomas, la cual consiste en aplicar a unas plantas o grupo de plantas Oxitetraciclina (Terramicina Agrcola) en ppm y si la planta responde al tratamiento los sntomas son causados por un fitoplasma y si la planta no responde a la aplicacin el dao es causado por un virus.5.2.4. Control

Se pueden realizar el control de vectores con insecticidas sintticos, con hongos entomopatgenos y con depredadores y parasitoides (control biolgico), o con la aplicacin directamente para controlar al patgeno como la OxitetraciclinaUNIDAD 6. VIRUS

Objetivo: Conocer las caractersticas ms comunes de los virus, sntomas y su control.

6.1. Caractersticas Generales de los VirusLos virus son agentes infecciosos, parsitos intracelulares obligados de las clulas de sus huspedes, son tan pequeos que atraviesan filtros bacterianos.

Los virus se reproducen dentro de las clulas de las plantas y animales, los virus no tienen capacidad para el metabolismo, tampoco tienen movilidad independiente, tienen capacidad de mutacin.

Figura 15. Cuerpos de inclusin de virus A) Citoplasmtico y B) IntracelularesConstitucin y Morfologa.

Los virus estn constituidos de cidos nucleicos , DNA o RNA y protena, los ms complejos contienen lpidos, carbohidratos, huellas de minerales, sustancias vitaminoides.

Los virus estn envueltos por una cpsula llamada cspside, que es una cubierta proteica, formada por subunidades de protenas llamadas capsmeros. Las partculas completas de virus o unidades virales se llaman virin, los viriones estn envueltos o desnudos. Cada virin tiene una cubierta proteica, la cpside que rodea al cido nucleico para formar un ncleo cpside, este ncleo cpside puede estar envuelto o desnudo.

Figura 16. Distintas formas que tienen los virus A) Bastn, virus mosaico del tabaco B) Filamento, virus mosaico enanismo del maz, C) Isomtrico, virus moteado clortico del caup y D) Bacilo Virus amarillamiento necrtico del brcoliLos viriones se ajustan a diferentes formas:

Icosadrica, algunos viriones se asemejan a un icosaedro (poliedro regular con 20 caras triangulares y 12 vrtices), ejemplo, los poliovirus, adenovirus y virus de la lengua azul.

Helicoidal, se asemejan a bastones largos, su cpside es un cilindro hueco con una estructura helicoidal, ejemplo el virus mosaico del tabaco (VMT)

Envueltos, la ncleo cpside interna de estos virus icosaedricos o helicoidales est rodeada por una envoltura membranosa, los viriones envueltos son pleomrficos (que tienen varias formas), ejemplo, el virus que causa el herpes simple, es un virus icosadrico envuelto y el virus que causa la influenza es un virus helicoidal envuelto.

Complejos, son virus de estructura compleja, no poseen cpsides identificables, pero tienen varias cubiertas alrededor del cido nucleico, ejemplo la vaccinia o poxivirus.

6.2. Sntomas

Los sntomas que causan los virus en las plantas son muy diversos: moteado, mosaico, manchas anulares, enanismo

6.3. Replicacin de los FitovirusLas partculas virales extracelulares no tienen actividad metablica independiente y son incapaces de reproducirse por fisin, gemacin u otros procesos.

La multiplicacin tiene lugar por replicacin, en donde la protena y cidos nucleicos virales se incrementan en las clulas del husped.

Replicacin de virus con ARN

Replicacin de virus con ARN+ (1 Cadena)

Replicacin de virus con ARN (Doble cadena)

Replicacin de virus de ADN.

Replicacin ----------- Transduccin.

6.4. Transmisin de los FitovirusLa transmisin de los virus se puede llevara a cabo de la siguiente manera:6.4.1. Transmisin mecnicaTransmisin mecnica experimental, se utilizan plantas diferenciales como tabaco, frijol, chicharo, chcharo de vaca, huazaontle, espinaca, calabaza, pepino, toloache, jitomate, chile, tomatillo, con una solucin buffer se macera el tejido enfermo y este se inocula con un isopo con carborumdun a la planta diferencial, el carborumdum causa una lesin, donde penetra el virus y posteriormente se van a ver los sntomas.

6.4.2. Transmisin por injerto En virologa se utiliza para 1) Determinar la naturaleza de muchas enfermedades y eliminar la posibilidad de que la enfermedad sea ocasionada por una toxina y 2) Para certificar de plantas libres de virus mediante plantas indicadoras susceptibles, como la tristeza y psorosis de los ctricos, donde se utiliza la lima que da una reaccin de necrosis y epinastia.

6.4.3. Transmisin por semilla 70 a 119 de los 500 fitovirus conocidos se transmiten por semilla, virus mosaico del tabaco, mosaico amarillo del frjol, mosaico del pepino, hoja de abanico de la vid, mosaico de la soya,

6.4.4. Transmisin por polennicamente se transmite por polen un 3% de los virus transmitidos por semilla, es importante en rboles frutales como la mancha anular del cerezo agrio y el enanismo arbustivo de la frambuesa.

6.4.5. Transmisin por cscuta

Se utiliza como puente de transmisin en los casos cuando un virus no se puede transmitir por otros medios, o cuando se requieren separar dos virus de un hospedante (en el caso de los virus moteado del chcharo y marchites del chcharo; nicamente se transmite por la cuscuta el virus del moteado del chcharo.

6.4.6. Transmisin por biotransmisores.

Este tipo de transmisin se da por organismos vivos, los cuales se presentan en el siguiente cuadro, en donde los vectores ms importantes de virus en las plantas son los insectos, en donde el oren ms importante es Homoptera.Cuadro 1. Biotransmisores de Fitovirus

Orden o GrupoSubordenFamiliaEspecies vectoresVirus transmitidos

Homoptera(Hemiptera)AuchenorhynchaCicadellidae6035

Cercopidae

Delphacidae

Ciixidae

Flatidae

SternorhynchaAphididae200160

Psyllidae11

Pseudococcidae152

Aleyrodidae325

ColeopteraPolyphagaChrysomelidae3020

ThysanopteraTrhypidae63

OrthopteraTettigonidae106

Dermaptera11

Lepidoptera45

Diptera23

Hemiptera (Heteroptera)22

ACAROSEryophidae810

Tetranychidae23

NEMATODOS

DorylamidaLongidoridae

Trichodoridae2014

HONGOS

ChrytidialesChrytidiaceae36

PlasmodiophoralesPlamodiophoracea33

6.5. Terminologa sobre Virus-Vector

Periodo de adquisicin. Es el tiempo que el vector necesita para adquirir el virus.

Periodo latente. Es el tiempo que tarda el vector en transmitir el virus, despus de haberlo adquirido.

Virulifero. Vector que tiene el virus y es capaz de transmitirlo.

Persistencia. Periodo de tiempo que un vector retiene a un virus, por lo cual los virus se dividen en persistentes, semipersistentes y no persistentes.

No persistentes. El vector retiene el virus por minutos o segundos.

Semipersistentes. El vector retiene el virus por 2 a 3 das.

Peristentes. El vector retiene el virus por ms de 3 das o inclusive toda su vida.

Segn la ruta que sigue el virus en el cuerpo del insecto vector se le agrupa en:

Virus de estilete. Estn presentes en el estilete del vector externamente.

Virus circulativo. Penetran en el cuerpo del insecto vector, pero no se replica en sus tejdios.

Virus propagativo. Se replican en el cuerpo del insecto vector.

6.6. Virus en animales

En los animales provoca el clera porcino, encefalitis equina, rabia, influenza porcina, peste del ganado, viruela ovina, peste aviar, newcastle, en los peces causa la viruela de la carpa, en los insectos causa la podredumbre del panal, enfermedad polidrica.

6.7. Control

Para el control de enfermedades causadas por virus se debe emplear material vegetativo sano, eliminacin de plantas enfermas, eliminacin de las malezas hospedantes de, eliminacin de los residuos de cosecha.

UNIDAD 7. HONGOS Y LEVADURAS

Objetivo: Conocer las caractersticas ms comunes de los hongos y las levaduras, su importancia y control

7.1. Caractersticas Generales de los HongosLos hongos son microorganismos eucariticos quimio rgano trficos, se reproducen por esporas, carecen de clorofila, su cuerpo es alargado y filamentoso, son inmviles, aunque presentan clulas reproductoras mviles. Las esporas se reproducen en forma asexual y sexual.

El tallo o tallo de los hongos se componen de filamentos tubulares llamadas hifas que en su conjunto forman el micelio o soma de los hongos, el micelio puede ser cenoctico (no septado) no presentan tabiques transversales, son multi o plurinucleados, mientras que el micelio septado puede ser mononucleado o multinucleado.

Figura 17. Tres tipos de micelio A) Cenocitico, B) Tabicado o septado con clulas uninucleadas y C) Tabicado con clulas multinucleadasNutricin y CrecimientoLos nutrientes tienen influencia en la esporulacin de los hongos, requieren sustancias nitrogenadas, azcares, macroelementos (K, P, Mg, S y probablemente Ca), microelementos (Fe, Zn, Mn, Mo, Co y Cu) y vitaminas, tambin necesitan una fuente de nitrgeno y carbono.

Tambin influyen diferentes factores para su crecimiento y esporulacin como la temperatura, los hongos de acuerdo a la temperatura se consideran mesfilos, porque crecen normalmente entre los 20 y 32 C, a los 10 C su crecimiento es lento y a los 5 C no germinan. Los hongos que crecen a 26.5 C disminuyen su velocidad de crecimiento entre 38 y 42 C, pero si se exponen a 65 C mueren.

Luz, algunos hongos crecen en la oscuridad y otros en presencia de luz, pero en algunos hongos los rayos UV del sol tienen un efecto negativo en la germinacin,

pH, los hongos crecen en pH cido a ligeramente cido, de 5.0 a 5.7.

Humedad relativa, los hongos necesitan humedades relativas altas, de 80 a 100%.

Oxgeno, los hongos son estrictamente aerobios y facultativamente anaerobios.

Figura 18. Algunos hongos presentan haustorios, que penetran al husped para obtener alimento A) Haustorio sin ramificar y B) Haustorio ramificadoReproduccinLos hongos se reproducen sexual o asexualmente por medios de esporas.

Figura 19 Reproduccin asexual A) Hifa fragmentndose em oidios y B) Clamidosporas

Figura 20. Reproduccin sexual A) Isogametos Catenaria sp. B) Anisogametos Allomyces arbuscula y C) Heterogametos Monoblepharella tailori7.2. Importancia Agrcola

Los hongos son los microorganismos que ms atacan a las plantas en donde causan graves prdidas econmicas: pudricin negra de la mazorca de cacao, monilosis del cacao, tizn tardo de la papa y tomate, roya del cafeto, roya de los cereales, sigatoka negra del pltano, mal de Panam del pltano, etc.

7.3. Clasificacin Taxonmica

Los hongos se clasifican de acuerdo con Wittaker en el Reino Fungi o de los hongos. G:W: Martn (1961) los clasifica de la siguiente manera:

Divisin: Mycota.

Subdivisin: Myxomycotina (Hongos plasmodiales)

Subdivisin: Eumycotina (Hongos verdaderos)

Clase: Phycomycetes.

Ascomycetes

Basidiomycetes

Deuteromycetes.

En la nueva clasificacin de los hongos lo que anteriormente era el Reino Fungi y la clase Phycomycetes pasa a ser el Reino Straminipila Pseudohongos, al cual tambin se le ubica como Reino Chromista. Ascomyetes y Badiomycetes, continan con la misma clasificacin y la Clase Deuteromycetes u hongos imperfectos, actualmente se clasifica como Hyphomycetes.

La reproduccin en la Clase Ascomycetes que anteriormente se le conoca como fase sexual, fase ascal o fase perfecta, actualmente se le conoce como fase telemorfa, y la reproduccin asexual de los Deuteromyctes o Hiphomycetes se le conoca como fase asexual, fase conidial o fase imperfecta, ahora se conoce como fase anamorfa- 7.3.1. Clase Phycomycetes

Reino Straminipila o ChromistaSubclase Oomycetidae

Orden Peronosporales

Familia Pythiaceae

Phytophthora cactorum que causa pudriciones en el cuello de frutos.

P. capsici, que causa ahogamiento, gomosis en citricos, pierna negra de la papa y tabaco.

P. palmivora, pudricin negra de la mazorca del cacao

P.infestans tizn tardo de la papa y tomate.

P cinnamomi, tristeza del aguacatero.

P. fragariae, fresa

Familia Peronosporaceae

Plasmopara viticola, mildiu de la vid.

Peronospora tabacina, moho azul del tabaco

Pseudoperonospora cubensi, mildiu de las cucurbitaceas

7.3.2. Clase Ascomycetes

Subclase: Plectomycetidae

Orden Microascales

Familia Ophiostomataceae

Ceratocystis fimbriata, causa daos en tallo, se llama comnmente llaga macana.

Subclase Pyrenomycetidae

Grupo 1 Centrum tipo Phyllactinia

Familia Erysiphaceae

Genero Erysiphe,

Microspahaera

Uncinula

Podosphaera

Phyllactinia

Sphaerotheca, causan la enfermedad llamada cenicilla.

7.3.3. Clase BasidiomycetesEn esta clase se encuentran las royas que atacan a varios cultivos.

Orden uredinales (royas)

Puccinia graminis tritici

P. recondita

P. striformis

P. sorghi

P. coronata

P. melancocephala

Hemileia vastatrix

Tranzchelia discolor

Uromyces fabae

U. caryophyllinusOrden Ustilaginales (Carbones)

Ustilago maydis

Sphaceloteca reiliana

Ustilago nuda

U. tritici

Tilletia caries

T. horrida

Neovosia indica

Ustilago scitaminea

7.3.4. Clase DeuteromycetesEsta clase tambin es conocida como hongos imperfectos.

Se encuentran los siguientes gneros:

Verticillium

Botrytis

Penicillium

Phymatrotrichum omnivorum

Pyricularia oryzae

Fusarium oxysporum fs cubense

Cercospora

Alternaria

Pestalotia.

7.4. ControlPara el control de las enfermedades causadas por hongo el mtodo ms utilizado es el control qumico con fungicidas en donde existen diferentes grupos, con productos protectantes y sistmicos. Tambin se utiliza el control cultural, como es la eliminacin de plantas hospedantes, pocas de siembra, regulacin de la sombra, el control legal, la prohibicin oficial para el traslado de plantas a otros lugares (cuarentenas)

7.5. LevadurasLa levaduras son mohos unicelulares que generalmente se reproducen por gemacin, como son clulas solas se reproducen ms rpidamente que los hongos filamentosos, no realizan fotosntesis. Las levaduras no forman un grupo bien definido, no son una entidad taxonmica natural, algunos son esporagnos y se les reconoce como miembros de la clase deuteromycetes, algunos forman esporas sexuales y se relacionan con ascomycetes y basiodiomycetes.Las levaduras varan en tamao, miden de 1-5 micrmetros de ancho por 5-30 micrmetros o ms de largo, generalmente son ovoides, algunos esfricos y otros alargados, carecen de flagelo. Se reproducen por gemacin, fisin binaria y esporulacin.

Clasificacin Taxonmica.

Taxas mayores

Clase ascomycetes

Subclase hemiascomycetidae

Orden Endomycetales

Familia Spermophthoraceae

Gneros, Nematospora, Metschnikowia, Coccidioscus.

Familia Saccharomycetaceae

Subfamilia Schizosaccharomycoideae

Genero Schizosaccharomyces

Subfamilia Saccharomycoideae

Ordenes, Endomycopsis, Hansenula, Pachysolen Saccharomyces

Subfamilia Lipomycetoideae

Genero Lipomyces

Subfamilia Nadsoniodeae

Genero Saccharomycodes

Clase Basidiomycetidae

Subclase Heterobasidiomycetidae

Orden Ustilaginales

Familia Ustilaginaceae ?

Genero Leucosporidium, Rhodosporidium

Clase tentativa Deuteromycets

Orden tentativo Moniliales

Familia Sprobolomycetaceae

Generos Bollera, Sporobolomyces, Sporodiobolus

Familia Cryptococcaceae

Generos Candida, PityrosporumUNIDAD 8. NEMATODOS

Objetivo: El alumno podr identificar las caractersticas de los nematodos, sntomas y su control.

8.1. Importancia Econmica

Existen varios Nematodos pequeos (1-2 mm de largo) que producen lesiones en vegetales tiles, como herbceas, flores, frutos y rboles. Se calcula que consumen aproximadamente un 10% de los cultivos. Perjudican a su husped por su accin corrosiva, porque agotan la savia de la planta, lesionan los puntos de crecimiento, y por la transmisin de virus o al abrir caminos de entrada a bacterias u hongos. Los principales medios de control son la rotacin de cultivos, la esterilizacin de la tierra y el desarrollo de variedades de plantas resistentes.

8.2. Descripcin

Los Nematodos son unos gusanitos microscpicos de unos 0,2 milmetros que se introducen en las races para alimentarse de ellas. Cuando su nmero es elevado pueden llegar a matar a la planta.

No es fcil saber si una planta est siendo atacada por Nematodos, porque los sntomas son idnticos al exceso de agua, sequa, falta de nutrientes, etc., es decir, hojas color verde plido o amarillo, menor crecimiento y marchitamiento.

8.3. Reproduccin

La reproduccin es siempre sexual y la fecundacin interna. Casi todos los Nematodos son de sexos separados, y en la mayora de los casos el macho es menor que la hembra. Existen algunos pocos nematodos terrestres que son hermafroditas o partenogenticos. Las especies hermafroditas son proterndricas, es decir los rganos masculinos y los espermatozoides se desarrollan antes que los rganos femeninos y los vulos. En general se autofecundan. Los espermatozoides se desarrollan primero y son almacenados en las vesculas seminales. La autofecundacin ocurre despus de la formacin y maduracin de los vulos. Peridicamente surge un pequeo nmero de machos que fecundan cruzadamente a los hermafroditas

8.4. Hbitos, Daos y Sntomas

Las hojas toman un color verde plido o amarillo que se marchita cuando el clima es clido (no confundir con falta de nutrientes).

Plantas raquticas, con poco desarrollo, descoloridas. Esto aumenta su susceptibilidad al fro, a hongos y a bacterias oportunistas. Los vegetales afectados puede llegar a morir por la accin directa del Nematodo o por los parsitos de debilidad.

Debilitamiento progresivo de la planta, marchitamiento sin explicacin y sin poder observar nada.

8.5. Clasificacin Taxonmica

Debido a su gran variedad de formas de vida, los nematodos se han estudiado por investigadores de distintas disciplinas interesados en grupos particulares. Por ello, se han investigado independientemente los de vida libre, los zooparsitos y los fitoparsitos, habindose propuesto diferentes formas de clasificacin. Su ordenacin en gneros, familias y superfamilias es satisfactoria, pero la ordenacin en grupos superiores es controvertible.

La clasificacin ms aceptada de los Nematodos es la propuesta por B. G. Chitwood y M. B. Chitwood (1950), segn la cual forman un filo dividido en dos clases, Phasmidia y Aphasmidia.

La clase Phasmidia (Fasmidios o Fsmidos) o Secernentea (Secerntidos) incluye a los nematodos provistos de fasmidios, rganos sensoriales pares en forma de pequeas bolsas que se ubican en la zona caudal. Estructuras pares similares (anfidios) del extremo anterior, estn escasamente desarrolladas. Sistema excretor presente, con uno o dos canales laterales, con o sin clulas glandulares asociadas. Los Fsmidos comprenden parte de las especies que habitan en el suelo, la mayora de los parsitos animales y casi todos los parsitos de los vegetales. Entre los fsmidos se encuentran los estrongilinos, los ascaridinos (grupo al que pertenecen Ascaris y los oxiuros) y los espirulinos (al que pertenecen las filarias, como Wuchereria). 8 rdenes.

La clase Aphasmidia (Afasmidios o Afsmidos) o Adenophorea (Adenofridos) incluye a los que carecen de glndulas fasmidiales y poseen anfidios de formas variables, generalmente bien desarrollados, detrs de los labios. Sistema excretor con una o ms clulas excretoras (renetas). Comnmente con glndulas hipodrmicas y caudales. La mayora son de vida libre. Comprenden a casi todas las especies acuticas, tanto dulceacucolas como ocenicas, parte de las especies del suelo, parte de los parsitos animales (como las triquinas Trichinella y tricoffalos Trichuris) y algunos parsitos de los vegetales. 12 rdenes.

8.6. Especies de Fitonematodos Tropicales

Anguina tritici. "Angulula del trigo". Las larvas son inicialmente ectoparsitas, y estn protegidas por las hojas y sus vainas. Ocasionalmente se encuentran en agallas de las hojas, en cuyo interior alcanzan la madurez. Cuando se forma el primordio de los botones florales, las larvas penetran en ellos y estimulan el desarrollo de agallas en lugar de semillas normales. En estas agallas maduran y las hembras colocan sus huevos. Los granos de trigo se convierten en cuerpos obscuros y duros, en cuyo interior contienen hasta 10.000 Nematodos.

Ditylenchus dipsaci "Nematodo del tallo", "Anguilula del centeno". Vive en muchas plantas cultivadas, especialmente en centeno y avena, en los espacios intercelulares de las partes areas o en tubrculos o bulbos subterrneos. La infestacin produce atrofia de las partes afectadas, enfermedad conocida como cebollino o encebollado. Ataca a ms de 250 especies vegetales, y es una de las plagas ms dainas.

Heterodera rostochiensis "Nematodo dorado de la papa". Debe su nombre al color castao dorado de las hembras adultas. Probablemente originario del altiplano sudamericano, est extendido por Europa, Norte de frica, Japn, Centroamrica y Sudamrica. Infesta la papa, el tomate y otras solanceas.

Heterodera schachtii "Angulula de la remolacha". Sus hembras se hinchan tras la fecundacin y sirven de receptculo para los huevos. Las larvas penetran en la raz de las plantas y adquieren forma de botella. Las hembras atraviesan la epidermis radicular, mostrando el poro sexual y permitiendo la cpula. Una vez fecundados los huevos, la hembra abandona la raz, su musculatura y su intestino involucionan, la cutcula queda reforzada y el gusano cambia de color blanquecino a marrn obscuro. Las cras pueden permanecer 5 aos en los quistes. Las remolachas responden a la infestacin formando clulas gigantes plurinucleadas y produciendo gran cantidad de races, agallas y tumores. El contenido de azcar disminuye y aumenta el de cido oxlico. Tambin vive en las races de la calabaza, cafeto, alfalfa y avena.

Otros especies importantes de nematodos: Meloidogyne incognita, Radophulus similis, Pratylenchus coffeae.

8.7 Control

Para el control de los nematodos que atacan a las plantas, la tcnica ms utilizada por los productores es el uso de productos qumicos (nematicidas), de los cuales existen en el mercado agrcola diferentes productos, pero antes de aplicarlos se debe de realizar un muestreo para determinar la poblacin de nematodos y con base a ello determinar si es necesario realizar una aplicacin de nematicidas. Por otra parte en los ltimos aos se ha realizado el control biolgico con hongos endofiticos como Trichoderma, Fusarium

UNIDAD 9. MICROORGANISMOS DEL SUELO

Objetivo: Conocer la diversidad de microorganismos que puede haber en el suelo, su actividad bioqumica y el efecto que tienen en la produccin

9.1. Relacin de los Microorganismos con el SueloLa rizsfera constituye toda la zona de influencia de la raiz y su ambiente suelo con todos los microorganismos que en ella se desarrollan, dependen de los compuestos qumicos que ah contienen por su incorporacin de los constituyentes orgnicos de las plantas.

Los diferentes exudados por la raz influyen en la actividad microbiana alrededor de la misma como carbohidratos (glucosa, fructuosa, arabinosa, ribosa, sacarosa, etc.), aminocidos, adenina, citosina, guanina, uridina, cidos orgnicos, actico, citrico, lctico, succinico, butrico, cidos grasos libres, palmitico, oleico, linoleico. Esteroles, colesterol. Factores de crecimiento, vitaminas. Enzimas, celulasa, proteasa, fosfatasas, ureasa, lipasa, amilasa, deshidrogenasa.

Los factores que afectan la clase y cantidad de sustancias liberadas por la raz incluyen la especie, estadio de desarrollo, los factores ambientales fsicos, disponibilidad de nutrientes, daos mecnicos, enfermedades, actividad microbiana, aplicacin de qumicos, condicin salina del suelo hace declinar la exudacin de aminocidos.

9.2. Tipos de Microorganismos del SueloLos microorganismos que se pueden encontrar en el suelo es muy variado y se pueden encontrar desde patgenos que causan enfermedades en plantas hasta bacterias nitrificantes, las cuales mejoran la fertilidad natural del suelo. En el suelo tambin se pueden encontrar nemtodos de vida libre y fitopatgenos.9.3. Actividad Bioqumica de los Microorganismos del Suelo.

9.3.1. Ciclo del nitrgeno

La fijacin del nitrgeno, es la conversin del nitrgeno molecular de la atmsfera a compuestos nitrogenados, en este proceso existen dos grupos de microorganismos, los no simbiticos y los simbiticos, como ejemplo de los no simbiticos se tiene a Clostridium pasteurianum, y los no simbiticos, Rhizobium sp, asociados con leguminosas o fabceas.

Fijacin de N2 Humus N orgnico 2 ppm

no simbitica Clulas microbianas en el suelo

animales

Mineralizacin a

A nitrgeno inorgnico

Prdida por m ms mvil

lixiviacin y i

volatilizacin n

y volatiliza o

Inmovilizacin N2 Fijacin N/plantas c

Simbiticas i

d

AA enlazados a o Amonificacin

Fenoles. Adsorcin s Bacterias

En arcillas (aos, Actinomycetos

Arcillas (aos

hongos 105 107Haga disponible)

gramos de suelo

NO3 Nitrificacin

NO2 Desnitrificacin

NH3

Figura 21. Ciclo del Nitrgeno

9.3.2. Ciclo del carbono

En la fijacin del bixido de carbono, el carbono es la fuente principal en la naturaleza de los compuestos orgnicos de carbono, las bacterias tambin son capaces de sintetizar la materia orgnica a partir de carbono inorgnico. La transformacin del bixido de carbono o su incorporacin en compuestos orgnicos: la utilizacin de bixido de carbono por bacterias auttrofas y por reaccin de reduccin la transforma a carbohidratos, y la fijacin del bixido de carbono por microorganismos hetertrofos. En la degradacin, las bacterias y hongos son los principales microorganismos que degradan los compuestos orgnicos de carbono

40-50%

Carbono Vegetal Peso seco en

Carbono Animal

Microorganismos

Fotosntesis

1/35 CO2 Respiracin Respiracin

Vegetal

Animal

Materia orgnica del suelo

clulas microbianas

Residuos en descomposicin

Bixido de Carbono 0.03%

Figura 22. Ciclo del Carbono

9.3.3. Ciclo del azufre

La transformacin del azufre por los microorganismos en la que unas especies oxidan y otras reducen los compuestos de azufre, por ejemplo, el cido sulfhdrico y el amoniaco, que son productos de reduccin o catabolismo de algunos compuestos orgnicos, los que son oxidados por bacterias. El azufre es un elemento esencial para toda clase de vida, se encuentra en el suelo, libre y combinado en compuestos orgnicos e inorgnicos. Aparece en el suelo por la descomposicin de rocas naturales de los abonos orgnicos y del agua de lluvia, se encuentra en grandes cantidad en los manantiales sulfurosos y en los volcanes. El azufre en su forma elemental no puede ser aprovechado por las plantas y animales, pero algunas bacterias como Thiobacillus y Thioxidans, oxidan el azufre para convertirlo en sulfato. Estos son asimilados por las plantas, otra fuente de azufre son las zonas industriales.

Figura 23. Ciclo del Azufre

9.3.4. Ciclo del fsforoLos fosfatos minerales del suelo son transformados por la accin bacteriana en compuestos solubles de fsforo. La solubilizacin del fsforo se lleva a cabo por bacterias de los gneros: Pseudomonas, Mycobacterium, Micrococcus, Bacillus, Bacillus megatherium var. phosphaticum. Adems de hongos como Penicillium, Sclerotium, Fusraium, Aspergillus, tambin actinomicetos y otros microorganismos acidificantes.

MINERALIZACIN

P. en Tej veg Humus P microbiano Fsforo aprovechable

0.05-0.5%

Fsforo inorgnico

Fosfatos insolubles

Ca, Fe, Al y Mg

Fsforo animal Mineralizacin

Bacterias, hongos y actinomicetos Solubilizacin

Bacterias, hongos

y actinomicetos

Figura 24. Ciclo del Fsforo

9.3.5. Ciclo del hierro

Entre los microorganismos que metabolizan compuestos de fierro, pueden citarse las siguientes bacterias quimiolitotrficas, entre las que se encuentran: Thiobacillus ferroxidans (aerobia), T. thioxidans, Pseudomonas, Bacillus, Acinetobacter y Ferrobacillus. Tambin existen bacterias hetertrofas que metabolizan al fierro como: Podomicrobium, Metalogenium y liberan hidrxido de fierro. Adems de hongos filamentosos y actinomicetos como Nocardia y Streptomyces.

UNIDAD 10. INFECCION Y ENFERMEDAD.

Objetivo: Conocer los principios de infeccin y enfermedad.10.1. Agentes Patgenos

Agente patgeno es todo aquel que es capaz de provocar una enfermedad.

10.2. Epidemiologa

Para que una enfermedad se desarrolle deben existir factores de la plantas, por ejemplo una variedad susceptible, tambin factores del ambiente como temperatura y humedad, y tambin factores del patgeno como su virulencia, en conjunto provocan la enfermedad, por ejemplo, el inculo de la roya del cafeto se empieza a incrementar al inicio de la poca de lluvias, aunque su desarrollo es lento, pero poco a poco va aumentando y el pico ms alto de la infeccin es en el mes de enero, pero no es ms que la suma del inculo que se va incrementando poco a poco. La enfermedad decrece en los meses de febrero a abril que corresponde a un periodo de sequa en la regin, al haber menor humedad, menor es la cantidad de inculo. 10.3. Parasitismo y Desarrollo de la Enfermedad

Un patgeno se desarrolla en las plantas para producir una epidemia con los siguientes pasos:

a) Inoculacin. Es el proceso mediante el cual el patgeno y el hospedante entran en contacto

Tipo de inculo: primario, es el que sobrevive en invierno o verano y ocasiona infecciones en primavera o en otoo, secundario, es el inculo que proviene de las infecciones primarias.

b) Prepenetracin: Germinacin de la espora, Incubacin de huevos de nemtodos, unin del patgeno al hospedante, reconocimiento entre el hospedante y el patgeno

c) Penetracin: penetracin directa, a travs de heridas, a travs de aberturas naturales

d) Infeccin

e) Invasin

f) Crecimiento y reproduccin (colonizacin) del patgeno

g) Diseminacin del patgeno

h) Invernacin y estivacin del patgeno10.4. Forma de Ataque de los Patgenos a las Plantas

Fsico. Algunos hongos, plantas parasitas y nemtodos penetran mediante presin mecnica, la cantidad de presin mecnica vara con el grado de ablandamiento de la superficie de la planta por secreciones enzimticas del patgenoQumico. Enzimas, Cera Cuticular, Cutina (Cutinasas), Sustancias Pcticas, Hemicelulosas, Lignina, Degradacin enzimtica de las sustancias contenidas en las clulas vegetales, Toxinas Microbianas, Toxinas que afectan a un amplio a un amplio nmero de plantas hospedantes.Auxinas: La auxina presente en forma natural en las plantas es el cido 3-indolactico (IAA),

Se conoce que la Toxina Fusicoccina producida por el hongo Fusicoccum amydali y la Toxina Coromatina producida por la bacteria Pseudomnas syringae pv atropurpurea, tienen una actividad similar a la de una auxina, mientras que la Toxina Victorina producida por el hongo Helminthosporium victoriae inhibe el alrgamiento celular inducida por el IAA.

Giberelinas: Las giberelinas se aisalron por primera vez a partir del hongo Gibberella fujikuroi, que ataca al arroz, las giberelinas ms conocidas es el cido giberlico Citocininas: Diferenciacin y crecimiento celular. La actividad de Las citocinas disminuyen en la savia y en los extractos de los tejidos de las plantas de algodn atacadas por Verticillium

Biolgico. En el suelo existen microorganismos antagonistas que suprimen las poblaciones de otros organismos patgenos a las plantas. Por ejemplo, en el suelo se encuentran los hongos micorrizicos, otros como Trichoderma sp y otros, bacterias como Bacillus subtilis, que inhiben el crecimiento de patgenos

10.5. Efecto de los Patgenos en la Fisiologa de las Plantas

Fotosntesis. La fotosntesis es el proceso bsico de las plantas verdes que les permite la energa luminosa en energa qumica que pueden utilizar en sus actividades celulares. La fotosntesis es la fuente fundamental de toda la energa que utilizan las clulas animales y vegetales, debido a que en una clula viva, todas las funciones, a excepcin de la fotosntesis, utilizan la energa que proporciona esta ltima.

Durante la fotosntesis el bixido de carbono de la atmsfera y el agua del suelo son transportados hasta los cloroplastos de las partes verdes de una planta, y en presencia de luz reaccionan para formar glucosa y liberan oxgeno como producto final

6 CO2 + 6 H2 O Luz C6 H12 O6 + 6 O2

Cualquier alteracin que ocasionen los patgenos sobre esta funcin dar como resultado la enfermedad de la planta. Los sntomas que se presentan son: clorosis, lesiones necrticas, o grandes zonas necrticas que ocasionan en algunas parte verdes de las plantas ocasionan la disminucin y menor cantidad de frutos.

Movimiento de agua y nutrientes. Todas las clulas vegetales requieren de agua abundante y una cantidad adecuada de nutrientes orgnicos e inorgnicos para poder sobrevivir y llevar a cabo todas sus funciones correspondientes. Mediante su sistema radical las plantas absorben el agua y los nutrientes inorgnicos (minerales) del suelo, estos son transportados hacia la parte area de las plantas a travs del xilema y hacia el interior de los haces vasculares de los pecolos y nervaduras de las hojas. Casi todos los nutrientes orgnicos de las plantas producidos por la fotosntesis en las clulas de sus hojas son translocados en sentido descendente y distribuido a todas las clulas vivas de la planta al pasar la mayor parte de ellos a travs de los tejidos del floema. Resulta evidente que la interferencia que ocasionen los patgenos sobre el movimiento ascendente del agua y de los nutrientes inorgnicos, o sobre el movimiento descendente de las sustancias orgnicas, ocasionar la enfermedad (por deficiencia) en las partes de la planta que carezca de estos nutrientes y sustancias.

Respiracin. La respiracin es le proceso mediante el cual las clulas, por medio de la oxidacin (combustin) enzimticamente controlada de los cidos grasos y carbohidratos ricos en energa, liberan energa en una forma que puede ser utilizadas para la ejecucin de varios procesos celulares. Las clulas vegetales llevan cabo la respiracin bsicamente en dos etapas: la primera implica la degradacin de la glucosa hasta piruvato y se efecta (ya sea en presencia o ausencia de oxigeno), mediante la participacin de las enzimas que se encuentran en el citoplasma de las clulas. La degradacin de la glucosa a piruvato sigue la va glucoltica, conocida tambin como gluclisis, o bien a la va de las pentosas, pero menor grado. La segunda etapa incluye la degradacin del piruvato forma hasta CO2 y agua esto se logra mediante una serie de reacciones conocidas como el ciclo de Kreps (que va acompaada por la tambin denominada oxidacin terminal), que se lleva a cabo en las mitocondrias solo en presencia de oxigeno. En condiciones normales, o sea, en presencia de oxigeno ambas etapas se llevan a cabo y una sola molcula de glucosa produce seis molculas de CO2 y 6 molculas de agua, como productos finales.

C6 H12 O6 +6 O2 ____________________ 6 CO2 +6 H2O

Cuando las plantas son infectadas por los patgenos, su taza respiratoria por lo general aumenta. Esto significa que los tejidos que son afectados utilicen con mayor rapidez su reserva de carbohidratos que los tejidos sanos. El aumento en la respiracin se produce poco despus de haberse producido la infeccin y contina aumentado durante la multiplicacin y la esporulacin del patgeno. Despus de esto, la respiracin disminuye hasta su nivel normal e incluso hasta un nivel mucho menor que el de las plantas sanas. Despus de haberse producido la infeccin, se producen varios cambios en el metabolismo de la planta enferma que se suma al aumente de las respiracin. Esto produce un incremento en la actividad o concentracin de varias enzimas relacionadas con la va respiratoria.

Permeabilidad de membranas. Las membranas celulares consisten en una doble capa de molculas lipdicas en las que estn embebidas muchos tipos de molculas protenicas, parte de las cuales sobresalen a ambos lados de dicha bicapa. La membrana funciona como barreras de permeabilidad que permite la entrada en la clula nicamente de sustancias tiles y evita la salida de aquellos que le son necesarias. La bicapa lipdica es impermeable a la mayora de las biomolculas. Las pequeas molculas hidrosolubles como iones, azucares y aminocidos fluyen o son enviados a travs de canales especiales de membranas constituidos por protenas. En las clulas vegetales, debido a la presencia de la pared celular solo molculas pequeas llegan a la membrana celular y entran en la clula por endocitosis. Los cambios que ocurren en la permeabilidad de la membrana celular generalmente son las primeras respuestas detectables de las clulas a la infeccin causada por los patgenos, a la mayora de toxinas especficas del hospedante y varias toxinas no especficas, a ciertas enzimas del patgeno y a ciertos compuestos qumicos txicos, como los comportamientos del aire impuro atmosfrico. El efecto en los cambios que ocurren en la permeabilidad de la membrana celular que se observa con ms frecuencia es la perdida de electrolitos, pequeas molculas y iones hidrosolubles de las clulas.Transcripcin y traduccin. La transcripcin del ADN de la clula en ARN mensajero y la traduccin de este ltimo de protenas son dos de los procesos ms bsicos, y mejor controlados con precisin de la biologa de cualquier clula normal. Las partes del genoma involucrados y el grado de sincronizacin de ambos procesos varan con la etapa del desarrollo y la necesidad de cada clula. No obstante, la alteracin de cualquiera de estos procesos por patgenos o factores ambientales, por su efecto sobre la expresin de los genes, causar cambios drsticos desfavorables en la estructura y funcin de las clulas afectadas.

Efecto de la transcripcin. Algunos patgenos, en particular los virus y los hongos parsitos obligados como las royas y las cenicillas, afectan el proceso de la transcripcin de las clulas que infectan, al modificar la composicin, estructura o funcin de la cromatina asociada al ADN de la clula. En algunas enfermedades causadas por virus, el patgeno utiliza sus propias enzimas o modifica la enzim