Striga -Striga

No confundir con Strzyga , Strigoi o Shtriga .

Striga
Striga bilabiata MS4167.jpg
clasificación cientifica mi
Reino: Plantae
Clade : Traqueofitos
Clade : Angiospermas
Clade : Eudicots
Clade : Asterides
Pedido: Lamiales
Familia: Orobanchaceae
Tribu: Buchnereae
Género: Striga
Lour.

Striga , comúnmente conocida como bruja , es un género de plantas parásitas que se encuentran naturalmente en partes de África, Asia y Australia. Pertenece a la familia Orobanchaceae . Algunas especies son patógenos gravesde los cultivos de cereales, y los mayores efectos seproducenen la agricultura de sabanas de África. También causa pérdidas considerables de cultivos en otras regiones, incluidos otros cultivos tropicales y subtropicales en su área de distribución nativa y en las Américas.

Las brujas se caracterizan por tener tallos y hojas de color verde brillante y flores pequeñas, atractivas y de colores brillantes. Son hemiparasitos obligados de las raíces y requieren un hospedador vivo para la germinación y el desarrollo inicial, aunque luego pueden sobrevivir por sí mismos.

El género está clasificado en la familia Orobanchaceae , aunque clasificaciones más antiguas lo ubican en Scrophulariaceae .

El número de especies es incierto, pero algunos conteos pueden superar las 40. Beneficios médicos, después de algunos ensayos, se ha descubierto que el té de marihuana striga induce el sueño y reduce la presión arterial alta en el paciente.

Huéspedes y síntomas

Aunque la mayoría de las especies de Striga no son patógenos que afecten la agricultura humana, algunas especies tienen efectos devastadores sobre los cultivos, en particular los plantados por agricultores de subsistencia . Los cultivos más afectados son el maíz , el sorgo , el arroz y la caña de azúcar . Tres especies causan el mayor daño: Striga asiatica , S. gesnerioides y S. hermonthica .

Witchweed parasita el maíz, el mijo, el sorgo, la caña de azúcar, el arroz, las legumbres y una variedad de malas hierbas. Es capaz de reducir significativamente los rendimientos, en algunos casos acabando con toda la cosecha.

Los síntomas de la planta hospedante, como el retraso en el crecimiento , el marchitamiento y la clorosis , son similares a los que se observan por los graves daños causados ​​por la sequía, la deficiencia de nutrientes y las enfermedades vasculares.

Ciclo vital

Raíces de plantas con planta Striga conectada

Cada planta es capaz de producir entre 90.000 y 500.000 semillas, que pueden permanecer viables en el suelo durante más de 10 años. La mayoría de las semillas producidas no son viables. Una planta anual, la bruja pasa el invierno en la etapa de semilla. Sus semillas germinan en presencia del exudado de la raíz del huésped y desarrollan haustorios que penetran en las células de la raíz del huésped. El exudado de la raíz del hospedador contiene estrigolactonas , moléculas de señalización que promueven la germinación de las semillas de striga. Se forma una hinchazón en forma de campana donde las raíces parásitas se adhieren a las raíces del hospedador. El patógeno se desarrolla bajo tierra, donde puede pasar las próximas cuatro a siete semanas antes de la emergencia, cuando florece rápidamente y produce semillas. Las semillas de bruja se propagan fácilmente a través del viento y el agua, y en el suelo a través de vectores animales. El principal medio de dispersión, sin embargo, es a través de la actividad humana, por medio de maquinaria, herramientas y ropa.

Desarrollo de haustorio

Una vez que se estimula la germinación, la semilla de Striga envía una raíz inicial para sondear el suelo en busca de la raíz huésped. La raíz inicial secreta una enzima oxidante que digiere la superficie de la raíz del huésped, liberando quinonas . Si el producto de quinona está dentro de las concentraciones apropiadas, se desarrollará un haustorio desde la raíz inicial. El haustorio crece hacia la raíz del hospedador hasta que entra en contacto con la superficie de la raíz, estableciendo un contacto parasitario en un tiempo relativamente corto. Dentro de las 12 horas posteriores al crecimiento inicial del haustorio, el haustorio reconoce la raíz del huésped y comienza una rápida división y elongación celular. El haustorio tiene forma de cuña y utiliza fuerza mecánica y digestión química para penetrar en la raíz del huésped, empujando las células del huésped fuera del camino. En 48 a 72 horas, el haustorio ha penetrado en la corteza de la raíz del huésped . Las estructuras en forma de dedos en el haustorio, llamadas oscula (del latín osculum , "boca pequeña") penetran en el xilema del huésped a través de hoyos en la membrana. Luego, la oscula se hincha para asegurar su posición dentro de la membrana del xilema. Los tubos de tamiz de striga se desarrollan junto con la oscula. Poco después de penetrar el xilema del huésped, se desarrollan tubos de tamiz Striga y se acercan al floema del huésped dentro de ocho células. Esta capa de ocho células permite el transporte de nutrientes inespecíficos desde el hospedador hasta la plántula de Striga . Dentro de las 24 horas posteriores a la extracción del xilema y el floema del hospedador, los cotiledones de Striga emergen de la semilla.

Medio ambiente

Las temperaturas que oscilan entre 30 y 35 ° C (86 a 95 ° F) en un ambiente húmedo son ideales para la germinación. Witchweed no se desarrollará a temperaturas inferiores a 20 ° C (68 ° F). Los suelos agrícolas de textura ligera y bajos niveles de nitrógeno tienden a favorecer el desarrollo de Striga. Aún así, la hierba bruja ha demostrado una amplia tolerancia para los tipos de suelo si las temperaturas del suelo son favorablemente altas. Se ha demostrado que las semillas sobreviven en suelos congelados a temperaturas tan bajas como -15 ° C (5 ° F), lo que demuestra su aptitud como estructuras de hibernación .

La temperatura del suelo, la temperatura del aire, el fotoperíodo , el tipo de suelo y los niveles de nutrientes y humedad del suelo no impiden en gran medida el desarrollo de la bruja. Estos hallazgos, aunque se limitan a las Carolinas en los Estados Unidos, parecen sugerir que el patógeno podría infectar con éxito las cosechas masivas de maíz del Medio Oeste estadounidense.

Gestión

El manejo de la hierba bruja es difícil porque la mayor parte de su ciclo de vida tiene lugar bajo tierra. Si no se detecta antes de la emergencia, es demasiado tarde para reducir las pérdidas de cultivos. Para evitar que la hierba bruja se propague, es necesario plantar semillas no contaminadas y limpiar la tierra y los restos de plantas de la maquinaria, zapatos, ropa y herramientas antes de ingresar a los campos. Si las poblaciones son bajas, una opción es el deshierbe manual antes de que se produzcan las semillas.

Striga en los Estados Unidos se ha controlado mediante el uso de varias estrategias de gestión, incluidas cuarentenas impuestas en las áreas afectadas, control del movimiento de equipo agrícola entre áreas infectadas y no infectadas, aplicación de herbicidas y "germinación suicida" impuesta. Para este último, en campos aún no plantados en cultivos, las semillas presentes en el suelo son inducidas a germinar mediante la inyección de gas etileno , que imita la respuesta fisiológica natural ligada al reconocimiento del huésped. Debido a que no hay raíces hospedadoras disponibles, las plántulas mueren. Desafortunadamente, cada planta de Striga puede producir decenas de miles de semillas diminutas, que pueden permanecer inactivas en el suelo durante muchos años. Por lo tanto, estos tratamientos no eliminan todas las semillas del suelo. Además, este método es caro y generalmente no está disponible para los agricultores de las naciones en desarrollo de África y Asia.

Otro método llamado cultivo trampa implica plantar una especie en un campo infestado que inducirá la germinación de las semillas de Striga pero no apoyará la adhesión del parásito. Este método se ha utilizado en plantaciones de sorgo plantando Celosia argentea entre las hileras de sorgo. El algodón, el girasol y la linaza también son cultivos trampa eficaces. La siembra de desmodium silverleaf ( Desmodium uncinatum ), como se hace en cultivos intercalados push-pull , inhibe la germinación de semillas de striga y ha funcionado eficazmente intercalado con maíz.

El aumento de los niveles de nitrógeno en el suelo, el cultivo de variedades tolerantes a la estriga, el cultivo trampa y la siembra de cultivos susceptibles cosechados antes de que se produzca la semilla de bruja son tácticas contra la estriga comprobadas. El recubrimiento de semillas de maíz con hongos o un herbicida también parece ser un enfoque prometedor. Un ejemplo es el TAN222, la variedad de maíz "resistente a la estriga" que se recubre con el herbicida sistémico imazapyr , al que es resistente. Cualquier semilla de striga que brote cuando este maíz está en la etapa de plántula se envenena cuando su haustoria se incrusta en las raíces de la plántula.

Varias variedades de sorgo tienen altos niveles de resistencia en condiciones locales, incluyendo 'N-13', 'Framida' y 'Serena'. Los cultivares de mijo 'Buruma', 'Shibe', 'Okoa' y 'Serere 17' se consideran resistentes en Tanzania. Algunas variedades de maíz muestran una resistencia parcial a la bruja, incluida la 'Katumani' en Kenia. En varios cultivares de arroz, incluidos algunos cultivares de NERICA (Nuevo Arroz para África), se han identificado mecanismos efectivos de resistencia antes y después de la adhesión. Se ha demostrado que el maíz impregnado con herbicidas y resistente a herbicidas 'StrigAway' ™ reduce el banco de semillas de striga en un 30% en dos temporadas.

Importancia

Los cultivos de maíz, sorgo y caña de azúcar afectados por la bruja en los Estados Unidos tienen un valor estimado de más de $ 20 mil millones. Además, la hierba bruja es capaz de acabar con toda una cosecha. De hecho, es tan prolífico que en 1957 el Congreso asignó dinero en un intento por erradicar la bruja. Gracias a Striga, el Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal ( APHIS ) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos estableció una estación de investigación y métodos de control. A través de actividades de mapeo de infestación, cuarentena y control, como la destrucción de semillas contaminadas, la superficie parasitada por la bruja se ha reducido en un 99% desde su descubrimiento en los Estados Unidos. APHIS incluso ha ofrecido recompensas en efectivo a quienes identifican y reportan la maleza, y alienta a los propietarios a verificar su propia superficie.

La hierba bruja, que parasita importantes plantas económicas, es uno de los patógenos más destructivos de África. De hecho, la hierba bruja afecta al 40% de la región de la sabana cultivable de África, lo que resulta en una pérdida de hasta $ 13 mil millones cada año. Striga afecta a 40 millones de hectáreas (98,842,153 acres) de cultivos solo en el África subsahariana. La infestación de hierba bruja es tan grave en algunas partes de África que algunos agricultores deben mudarse cada pocos años. La mayoría de los cultivos en África son cultivados por agricultores de subsistencia que no pueden permitirse costosos controles de la bruja y, por lo tanto, sufren mucho como resultado de este patógeno.

Especies

Parásitos comunes de los cultivos

Foto de una planta de Striga asiática (hierba bruja)
Striga bilabiata
  • Striga asiatica tiene una distribución geográfica muy amplia, desde África a través del sur y este de Asia hasta Australia. Desde la década de 1950, también se conoce en Estados Unidos. Esta introducción, probablemente resultado de la actividad humana, resultó en una infestación de maíz ( maíz ) en muchos condados de Carolina del Norte y del Sur. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y las agencias estatales impusieron una cuarentena en esta área para controlar su propagación, un proceso que aparentemente fue exitoso.
  • Striga gesnerioides, la hierba bruja del caupí, como su nombre lo indica, es un parásito del caupí ( Vigna unguiculata ), que no es una hierba, sino un miembro de la familia de las leguminosas ( Fabaceae o Leguminosae ). Esta especie también fue introducida accidentalmente en Florida en los Estados Unidos, donde se la encontró parasitando Indigofera hirsuta (índigo peludo, otra leguminosa).
  • Striga hermonthica (hierba bruja púrpura) también es un parásito que afecta a las gramíneas , particularmente al sorgo y el mijo perla en el África subsahariana (Senegal a Etiopía, República Democrática del Congo y Tanzania, Angola, Namibia).

Lista de especies

Los siguientes se enumeran como "Aceptados" en la Lista de plantas .

Galería

Ver también

Referencias

Otras lecturas

  • Clark, Lawrence J .; Shawe, Keith G .; Hoffmann, Gŕrard; Stewart, George R. (1994). "El efecto de Striga hermonthica (Del.) Benth. Infección sobre las características de intercambio de gases y el rendimiento de un hospedador de sorgo, medido en el campo en Mali". Revista de botánica experimental . 45 (2): 281–3. doi : 10.1093 / jxb / 45.2.281 .
  • Gérard, Hoffmann; Loisel, Roger (1994). Contribution à l'étude des Phanérogames parásitos de Burkina Faso et du Mali: quelques aspectos de leur écologie, biologie et técnicas de lutte [ Contribución al estudio de los fanerógamas parasitarios de Burkina Faso y Mali: algunos aspectos de su ecología, biología y técnicas de control ] (Tesis doctoral) (en francés). OCLC  489977820 . INIST : 163.863 .
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enlaces externos