Puccinia phragmitis

El género Puccinia es uno de los géneros más grandes (conteniendo más de 4,000 especies) y económicamente importantes dentro del orden de los Pucciniales, conocidos comúnmente como hongos de la roya. Son parásitos obligados de plantas, lo que significa que no pueden vivir sin un huésped. Su nombre, "roya" (en inglés, "rust"), proviene del color y la textura oxidada de las pústulas que forman en las plantas infectadas, las cuales contienen esporas. Una de las características más notables de este género es su ciclo de vida complejo, que a menudo requiere de dos huéspedes no relacionados para completarse, un fenómeno conocido como heteroecia. Puccinia es responsable de enfermedades devastadoras en cultivos de cereales como el trigo, la avena, la cebada y el centeno, causando pérdidas significativas a nivel mundial. Su capacidad de dispersión a larga distancia a través de esporas transportadas por el viento las convierte en una amenaza persistente y global para la agricultura.

 Puccinia phragmitis es un hongo basidiomiceto de la familia Pucciniaceae. Es conocido como el agente causal de la roya del carrizo (Phragmites australis), una enfermedad que afecta a esta planta. Este hongo es heteroico, lo que significa que necesita dos hospederos diferentes para completar su ciclo de vida. Su hospedero primario es el carrizo (Phragmites australis), y su hospedero secundario es la acedera (Rumex spp.).

Características Macroscópicas

Las características macroscópicas de Puccinia phragmitis se manifiestan en los tejidos de sus hospederos a través de las diferentes etapas de su ciclo de vida.

• En el carrizo (Phragmites australis):

  • Uredinios: Se presentan como pústulas de color naranja amarillento a marrón anaranjado. Son de forma elíptica o alargada y se encuentran principalmente en las hojas del carrizo. A medida que maduran, rompen la epidermis de la hoja para liberar las urediniosporas.

  • Telios: Son pústulas de color marrón oscuro a negro, que también se desarrollan en las hojas y tallos del carrizo. Tienen una forma alargada y son más firmes que los uredinios.

• En la acedera (Rumex spp.):

  • Picnios (espermacios): Son estructuras pequeñas, de color amarillo-anaranjado, que se forman en la superficie superior de las hojas.

  • Aecios: Se presentan como estructuras en forma de copa de color amarillo intenso en la parte inferior de las hojas de la acedera. Estas copas contienen las aeciosporas.

Características Microscópicas

Las estructuras microscópicas son esenciales para la identificación precisa de Puccinia phragmitis.

• Urediniosporas: Son esporas unicelulares, de forma ovoide o elíptica. Poseen una pared con espines (espinulosa) y tienen de 3 a 4 poros germinativos. Su tamaño varía, pero generalmente miden entre 20-30 µm de longitud.

• Teliosporas: Son esporas bicelulares y pediceladas. El pedicelo (tallo) es largo y de color claro. La célula superior de la teliospora es redondeada en la punta, mientras que la célula inferior es más estrecha. La pared de la teliospora es lisa y de color marrón oscuro.

• Aeciosporas: Son esporas unicelulares, de forma poligonal y con una pared verrugosa. Se agrupan en cadenas dentro del aecio.

• Basidiosporas: Son esporas pequeñas, haploides, de forma ovoide o reniforme, producidas en el basidio que se forma a partir de la teliospora.

CURIOSIDAD: Dentro de este género, Puccinia monoica ha llamado la atención de los ecólogos por su capacidad de manipular a su huésped, la planta de mostaza de montaña (Arabis holboellii). El hongo induce a la planta a crear una "seudoflor" que imita una flor real para atraer a los insectos polinizadores. Estos insectos, al visitar la estructura, recogen y dispersan las esporas del hongo, completando así su ciclo de vida. 

El propósito de esta manipulación es la reproducción sexual del hongo. Los insectos que visitan una pseudoflor se cubren de las células reproductivas del hongo  y las transfieren a otras pseudoflores, actuando como polinizadores para el hongo en lugar de para la planta. Una vez que la fertilización ocurre, las pseudoflores dejan de ser atractivas y producen esporas que infectarán a las gramíneas, cerrando el ciclo.

Puccinia monoica manipula a su planta huésped mediante un proceso de mimetismo floral para crear la "pseudoflor" funcional. . Este parásito esteriliza la planta, impidiendo que produzca flores reales. En su lugar, el hongo redirige los recursos y altera la genética de la planta para transformar sus hojas en estructuras que imitan de manera convincente a las flores. Para lograr esto, el hongo induce a la planta a cambiar la forma y el color de sus hojas, haciéndolas agruparse y volverse de un amarillo brillante que refleja la luz ultravioleta como lo hacen las flores genuinas. Además, fuerza a la planta a producir néctar falso, una solución pegajosa y azucarada que atrae a polinizadores como abejas y mariposas. Finalmente, las pseudoflores emiten fragancias aromáticas que huelen a flores reales, lo que aumenta aún más su atractivo para los insectos.

Este fenómeno es un ejemplo impresionante de cómo un parásito puede ejercer un control extremo sobre la fisiología de su huésped para asegurar su propia supervivencia. La relación entre P. monoica, su huésped vegetal y el insecto es un sistema biológico complejo y fascinante que continúa siendo objeto de estudio en la ecología y la fitopatología.

Puccinia allii

 A Puccinia allii  casi todos, los que tenemos huerto y sembramos ajos, hemos tenido el disgusto de conocer. Pero seguro que no  habíamos adivinado la belleza que oculta en su interior. Echemos un vistazo a este familiar patógeno obligado.

Es un hongo basidiomiceto perteneciente al orden Pucciniales, comúnmente conocido como la roya del ajo, la cebolla y el puerro. Es un patógeno obligado, lo que significa que necesita un huésped vivo para completar su ciclo de vida. Este hongo es responsable de causar la enfermedad de la roya en diversas especies del género Allium, incluyendo cultivos importantes como la cebolla (Allium cepa), el ajo (Allium sativum) y el puerro (Allium ampeloprasum). La roya causada por Puccinia allii puede provocar pérdidas económicas significativas en la producción de estos cultivos en diversas regiones del mundo.

Macroscópicamente

La presencia de Puccinia allii en las plantas de Allium se manifiesta a través de síntomas y signos característicos:

• Pústulas urediniales: Inicialmente, se observan pequeñas pústulas de color naranja brillante a ligeramente marrón, de forma circular a alargada, dispuestas a lo largo de las nervaduras de las hojas y, en ocasiones, en los tallos. Estas pústulas son acumulaciones de urediniosporas, las esporas asexuales del hongo responsables de la dispersión y la infección secundaria durante la temporada de crecimiento. Es la fase que presentan estas fotografías.
• Pústulas teliales: Más tarde en la temporada, o bajo ciertas condiciones ambientales, las pústulas urediniales pueden ser reemplazadas por pústulas teliales. Estas son de color negro a marrón oscuro y a menudo tienen una apariencia más estromática (tejido fúngico denso). Las pústulas teliales contienen teliosporas, las esporas de resistencia del hongo que típicamente sobreviven al invierno o a condiciones desfavorables y participan en la fase sexual del ciclo de vida.
• Clorosis y necrosis: En infecciones severas, las hojas pueden desarrollar áreas cloróticas (amarillentas) alrededor de las pústulas, que con el tiempo pueden volverse necróticas (tejido muerto), lo que reduce la capacidad fotosintética de la planta.
• Deformación: En algunos casos, la infección severa puede llevar a la deformación de las hojas y los tallos.
• En puerros: En el caso específico del puerro, donde a veces solo se desarrollan uredinios, se pueden observar manchas cloróticas en las hojas como resultado de la invasión fúngica, incluso si la esporulación no es exitosa.

Microscópicamente

A nivel microscópico, Puccinia allii presenta las siguientes estructuras:

• Urediniosporas: Son típicamente ovoides a elipsoidales, de color naranja a marrón claro, con paredes celulares gruesas y ornamentadas con pequeñas espinas o verrugas. Presentan poros germinativos a través de los cuales germinan para infectar nuevas hojas.
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  Teliosporas: Son generalmente bicelulares, aunque en algunas especies de Puccinia pueden ser unicelulares. En Puccinia allii, son de color marrón oscuro a negro, con paredes gruesas y a menudo con ornamentaciones o engrosamientos apicales. Cada célula de la teliospora contiene un núcleo diploide que experimentará meiosis para producir basidiosporas.
• Basidiosporas: Son el producto de la germinación de las teliosporas y la meiosis. Son haploides y típicamente constan de cuatro células, cada una con un esterigma del que se libera una basidiospora. Estas esporas son responsables de infectar al huésped alterno en las royas heteroecias (aunque Puccinia allii es autoecia, completando su ciclo en Allium).
• Hifas: Son filamentos microscópicos que constituyen el cuerpo vegetativo del hongo. En la roya, las hifas son intercelulares, creciendo entre las células del huésped y formando haustorios para absorber nutrientes. Los haustorios son estructuras especializadas que penetran las células del huésped sin romper la membrana plasmática.