Caña de Azúcar Vol. 22(01):5-19. 2004

RELACIÓN EPIDEMIOLÓGICA ENTRE ÁFIDOS (HOMOPTERA: AFIDIDAE)
Y ENFERMEDADES VIRALES EN EL CULTIVO CAÑA DE AZÚCAR EN LOS VALLES DE LOS RÍOS TURBIO Y YARACUY, VENEZUELA

Luís Figueredo1, Livia Henández1 y Blas Linares

1Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) Yaracuy,
Apartado 110, San Felipe, estado Yaracuy 3201, Venezuela.

Recibido: 28/02/2005. Aceptado: 03/11/05


RESUMEN

Con la finalidad de estudiar la relación epidemiológica entre los áfidos vectores y las enfermedades virales, síndrome del amarillamiento de la hoja (SAH) y mosaico de la caña de azúcar (VMCA), se realizaron evaluaciones sistemáticas en 41 tablones de cinco unidades de producción, ubicadas en los valles de los ríos Turbio (municipio Palavecino, estado Lara) y Yaracuy (Municipios: Peña, José A. Páez y Bruzual, estado Yaracuy), entre febrero y diciembre de 2003. Las variables analizadas fueron: porcentaje del número de especie de los áfidos: Sipha flava (Forbes), Melanaphis sacchari (Zennter), Rophalosiphum maidis (Fitch); e incidencia del síndrome SAH y VMCA. Los resultados mostraron un comportamiento similar entre los valores máximos poblacionales del insecto y el progreso en la incidencia de las enfermedades bajo estudio. Este resultado fue observado en la época menos lluviosa del año y en el período de floración-maduración del cultivo. Se infiere que la presencia de las enfermedades esta relacionada con los niveles poblacionales de las especies de áfidos vectores y por los factores ambientales. El análisis de correlación reveló que R. maidis fue la especie que más se relacionó con la presencia del SAH (r = 0,45**), en los tablones de caña de la hacienda San José (Bruzual), seguido de la especie M. sacchari (r = 0,43**) en Santa Bárbara (José A. Páez). La presencia del VMCA se relacionó mejor con R. maidis, con un coeficiente de correlación de (r = 0,61**), a pesar de ser la especie con menor abundancia porcentual en las haciendas La Unión (Palavecino), San Nicolás y San Rafael (Peña).

Palabras clave: áfido, vector, enfermedad, virus, caña de azúcar, Sacharum spp.

EPIDEMIOLOGICAL RELATIONSHIP BETWEEN APHIDS AND SUGARCANE VIRAL DISEASES AT TURBIO AND YARACUY RIVERS VALLEYS

ABSTRAC

To establish the epidemiological relationship between aphids, as vectors, and viral diseases (Sugarcane yellow leaf virus, ScYLV; and Sugarcane mosaic virus, ScMV) on sugarcane crop, systematic evaluations at 41 field plots were taken since February to December 2003 at five production units located in the valleys of ‘Turbio’ (Palavecino Municipality, Lara State) and ‘Yaracuy’ (Peña, José A. Páez and Bruzual Municipalities, Yaracuy State) Rivers. The characteristics analyzed were percentage of number aphid species: Sipha flava (Forbes), Melanaphis sacchari (Zennter), Rophalosiphum maidis (Fitch); as well as the incidence of ScYLV and ScMV. The results showed similar behavior concerning to the maximum individuals at the population and the development of both diseases. These results were observed at flower and maturity stages of sugarcane growth and during scarcely rainy period. Consequently, it can be inferred that the diseases are related to the aphid population levels and environmental factors. The correlation analysis revealed the effective transmission of ScYLV (r = 0.45**) by R. maidis in San José Farm (Bruzual) followed by M. sacchari (r=0.43**) in Santa Bárbara Farm (José A. Páez). Regarding to ScMV, R. maidis exhibited a correlation coefficient of r = 0.61**, although it had the lowest percentage of population in the La Unión Farm (Palavecino), San Nicolás y San Rafael Farm (Peña).

Key word: aphids, vectors, disease, virus, sugarcane, Sacharum spp.

INTRODUCCIÓN

La importancia de los áfidos como insectos-plaga está asociada tanto al daño directo que ocasionan al hospedante durante el proceso de alimentación, como a la transmisión de virus, en virtud de estar adaptados para su diseminación desde el punto de vista morfológico, fisiológico y de comportamiento (Cermeli, 1987; 2001). El estudio de la fluctuación poblacional de áfidos en un área o cultivo es un componente importante en la epidemiología de enfermedades virales transmitidas por este grupo de insectos (Cermeli, 1987). La relación entre los virus y sus vectores no consiste sólo en una transferencia mecánica de las partículas virales, sino que los virus son por lo general altamente específicos en su transmisibilidad por un grupo taxonómico y en muchos casos su propagación está limitada a una especie de insecto vector y a su persistencia. Es decir al tiempo durante el cual el insecto se mantiene infeccioso después de la adquisición del virus (Lastra, 1987).

En caña de azúcar se han reportado especies de áfidos como vectores de las enfermedades: síndrome de la hoja amarilla (SHA) y el virus del mosaico de la caña de azúcar (VMCA), por lo que su identificación, así como el registro poblacional son importantes para definir las estrategias y tácticas para su control (Sánchez et al., 1993).

Scagliusi y Lockhart (1997) demostraron que la enfermedad conocida en caña de azúcar como síndrome de la hoja amarilla es causada por un virus del tipo luteovirus, la cual denominaron ScYLV (Sugarcane Yellow Leaf Virus). Esta enfermedad se disemina mediante semilla vegetativa infestada por la acción vectora de los áfidos: M. sacchari y R. maidis, los cuales se encuentran presentes en las áreas cañeras de Colombia (Victoria et al., 1998).

Chinea et al., (2000) indicaron que el virus del mosaico de la caña de azúcar es un miembro del grupo de los potyvirus y se transmite por insectos vectores, como el áfido del maíz, R. maidis; sin embargo, en otros países se ha reportado el áfido del ciruelo, Hysteroneura setariae Thomas, el áfido del junco, Carolinaia cyperi Ainsle, entre otros. Del mismo modo, Chinea y Mustelier (1997) reportaron que M. sacchari, R. maidis, S. flava, entre otros, fueron criados sobre plantas de caña de azúcar libres de virus, después se colocaron en plantas de la variedad SP71-6163 con síntomas típicos de ScYLV y finalmente se confinaron sobre plantas de caña en estudio. Observaron que las plantas de caña inoculada con el pulgón M. sacchari, presentaron síntomas de la enfermedad después de dos a tres meses de edad, aunque todavía no han comprobado la presencia del virus en las plantas enfermas. Por lo que agregan, que los síntomas de esta enfermedad están asociados a condiciones de estrés hídrico, cuando el período de maduración de la caña de azúcar coincide con sequía y bajas temperaturas.

Schenck et al. (2001) recolectaron áfidos en campo, y posteriormente los mantuvieron en colonias en plantas de caña de azúcar infestadas con el ScYLV y sembradas en potes mantenidas bajo condiciones controladas. Luego, los áfidos fueron transferidos a plantas sanas y libres de virus de la variedad H87-4094. Los resultados determinaron que las especies de áfidos que probaron su capacidad de transmitir el virus ScYLV fueron: M. sacchari, ya que infestó el 89% de las plantas de cañas sanas, en trigo trasmitió con una eficiencia de 73%; R. maidis, trasmitió la enfermedad en un bajo porcentaje a las plantas de caña sanas. Rophalosiphum rufiabdominalis Sasaki, no trasmitió virus a las plantas de caña de azúcar sanas, mientras que S. flava y H. setariae, no trasmitieron enfermedad a ninguna de las especies de plantas estudiadas.

Lockhart et al. (2004) estudiaron la distribución del virus de la hoja amarilla en plantas de caña de azúcar y los resultados obtenidos sugirieron: que los tallos de caña de azúcar infestados con el virus ScYLV, no se recuperan de la enfermedad después de ser cosechados, que el virus es propagado principalmente por esquejes de plantas infectadas, y el virus ScYLV fue detectado a través de la prueba molecular de transcripción reversa de reacción en cadena de la polimerasa (RT-PCR) en M. sacchari, indicando que este insecto se comporta como un vector potencial del virus.

En función de la relación existente entre áfidos como vectores de enfermedades virales, el objetivo del presente trabajo fue determinar la relación epidemiológica entre los áfidos Melanaphis sacchari, Rophalosiphum maidis y Sipha flava y la incidencia de las enfermedades síndrome del amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la zona de influencia de los valles de los ríos Turbio y Yaracuy durante el año 2003.

MATERIALES Y MÉTODOS

El período de evaluación se efectuó desde enero hasta diciembre del año 2003 durante todas las etapas fenológicas del cultivo caña de azúcar. Las unidades de producción (UP) bajo estudio fueron: La Unión, San Nicolás, San Rafael, Santa Bárbara y San José (Cuadro 1).

Cuadro 1.Ubicación de las unidades de producción y número de tablones utilizados en el estudio poblacional de áfidos y enfermedades virales en caña de azúcar en la zona de influencia de los valles de los ríos Turbio y Yaracuy. 2003.


Unidad de producción

Sector

Municipio, estado

Nº tablón


La Unión

Chorobobo

Palavecino, Lara

5

San Nicolás

Arenales

Peña, Yaracuy

5

San Rafael

Agua Viva

Peña, Yaracuy

5

Santa Bárbara

Santa Bárbara

Páez, Yaracuy

13

San José

San José

Bruzual, Yaracuy

13

Total

. .

41


En cada tablón bajo estudio se establecieron cinco puntos de muestreo, cuatro en las áreas cercanas a las esquinas y un quinto aproximadamente en el centro del tablón. Se realizaron evaluaciones semanales para determinar la población de áfidos migrantes, con el uso de trampas amarillas con agua (21,0 cm de diámetro por 8,5 cm de altura, colocadas en los puntos de muestreo. A estas trampas se les colocó una solución jabonosa y cloro al 3%. Semanalmente se recolectaron los insectos presentes en las trampas y se colocaron en envases con alcohol al 70%. Posteriormente, se trasladaron al Laboratorio de Entomología del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícola (INIA Yaracuy), donde se identificaron taxonómicamente las especies de áfidos presentes en cada muestra, según la clave de Cermeli (1982) y se registró la información en un software fitosanitario del cultivo caña de azúcar, diseñado en el proyecto FONACIT "2000001486" (Linares et al., 2003). Con la ayuda del software se determinó el porcentaje de áfidos bajo estudio, de acuerdo con la fórmula:

           % Especie de áfido = No. de individuos de áfido X * 100 
                                                 No. total de áfidos colectados

Ej.: Porcentaje de Sipha flava (%SF)

 

          % SF = No. de individuos de Sipha flava * 100
                        No. total de áfidos colectados

Para determinar la incidencia del síndrome de amarillamiento de la hoja y del mosaico de la caña de azúcar, en cada uno de los puntos de muestreo, se procedió a seleccionar 10 cepas continuas y se cuantificó el número de cepas con síntomas cada enfermedad. Esta información se registró en el software fitosanitario para determinar la infestación en término de incidencia, con ayuda de la fórmula:

Porcentaje de síndrome de amarillamiento de la hoja (PSAH)

           Incidencia = No. de cepas con síntomas de la enfermedad * 100
                                      No. total de cepas evaluadas

Se utilizaron los datos procesados en el software fitosanitario, recabadas desde la semana del 20 al 24 de enero de 2003 hasta la semana del 15 al 19 de diciembre de 2003, completando un total de 47 semanas de registros. Las variables obtenidas fueron: número en porcentaje de las especies de áfidos: M. sacchari (PMS), R. maidis (PRM) y S. flava (PSF); porcentaje de incidencia del síndrome de la hoja amarilla (PSAH) y del mosaico de la caña de azúcar (PMCA) en cada uno de los tablones evaluados del área bajo estudio. Mediante un análisis de correlación de Pearsons, se relacionó el porcentaje de especies de áfidos con la incidencia de las enfermedades virales estudiadas, en cada una de los tablones de caña de azúcar evaluados y se analizó la significancía estadística para cada "r" obtenido utilizando la tabla de valores crítico de r (Stell y Torrie, 1988). Por último, se comparó la fluctuación poblacional de los áfidos en estudio con los porcentajes de incidencia de las enfermedades síndrome de amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Se presentan las curvas del progreso de las enfermedades síndrome de amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar, medidas en términos de incidencia, asi como la fluctuación poblacional de las especies de áfidos alados: R. maidis, M. sacchari y S. flava, para los casos que presentaron correlación.

Hacienda La Unión:

Al comparar las curvas de fluctuación poblacional de los áfidos vectores con las de las enfermedades virales (Figura 1), se observa que la especie R. maidis, presentó el mismo comportamiento con la curva de SAH y de MCA en la semana 9 (febrero), alta población de R. maidis y aumento de la incidencia de SAH y MCA. M. sacchari fue la especie que presentó la mayor abundancia porcentual 50% en la semana 11 (en marzo), y el mayor PSAH fue de 5,6% en la siguiente semana (12 en marzo), coincidiendo con el período no lluvioso del año y con la etapa floración-maduración del cultivo; coincidiendo con lo reportado por Chinea et al. (2000), quienes afirman que los síntomas de esta enfermedad están asociados con condiciones de estrés hídrico, ya sea por exceso o déficit. Al realizar el análisis de correlación se determinó que R. maidis y la enfermedad mosaico de la caña de azúcar fueron las variables que presentaron el mayor coeficiente de correlación (r = 0,49**) (Cuadro 2). Esto podría explicar que ésta especie de áfido está actuando como un vector importante de la enfermedad mosaico de la caña, según lo expresan Chinea et al. (2000), que catalogaron a la especie R. maidis como uno de los vectores del mosaico de la caña de azúcar.

Figura 1. Fluctuación poblacional de S. flava, M. sacchari, R. Maidis, y desarrollo del síndrome de amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la hacienda La Unión, Peña, estado Lara. 2003.

Figura 1. Fluctuación poblacional de S. flava, M. sacchari, R. Maidis, y desarrollo del síndrome de amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la hacienda La Unión, Peña, estado Lara. 2003.

 

Cuadro 2. Coeficientes de correlación (r) entre la distribución porcentual de las especies S. flava, M. sacchari y R. maidis el porcentaje de incidencia del síndrome de amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en los valles Turbio y Yaracuy. 2003.


Unidad de Producción

Síndrome de amarillamiento de la hoja

Porcentaje 
S. flava
Porcentaje
 M sacchari
Porcentaje
 R. maidis

La Unión -0,12 0,19 0,27
San Nicolás  -0,02 -0,02 No determinado
San Rafael -0,26 0,14 0,01
Santa Bárbara 0,26 0,43** 0,31
San José 0,02 0,25 0,45**

Mosaico de la caña de azúcar


La Unión -0,04 0,13 0,49**
San Nicolás  No determinado No determinado No determinado
San Rafael -0,06 -0,06 -0,03
Santa Bárbara -0,05 0,23 0,15
San José -0,09 0,29 0,31*

Hacienda Santa Bárbara:

En la finca Santa Barbara se determinó que el áfido R. maidis fue la especie de mayor distribución porcentual (50%) en la semana 7 (en febrero), seguido de S. flava (25%) en la semana 18 (abril) y M. sacchari (20%) en la semanas 14 (abril). Al comparar el comportamiento de las curvas, se observa que la especie M. sacchari y la enfermedad síndrome de amarillamiento de la hoja, presentan el mismo patrón de distribución en las semanas 14 y 17 (abril), coincidiendo con la época no lluviosa y la etapa de floración y maduración del cultivo.

En relación con las enfermedades, la mayor incidencia de PSAH fue de 4,8%, semana 14 (abril), manifestándose está enfermedad cuando ocurrió la mayor población de M. sacchari, y el máximo PMCA de 0,3%, se observó en la semana 9 (febrero), después de haber ocurrido la mayor población de R. maidis en la semana 7, como se comento inicialmente (Figura 2). En relación con este comportamiento, el análisis de correlación determinó que la especie M. sacchari y la enfermedad SAH fueron las variables que presentaron el mayor coeficiente de correlación (r = 0,43**) (Cuadro 2), coincidiendo este resultado con los de Chinea et al., (2000); Schenck et al., (2001) y Victoria et al, (1999), quienes reportaron a M. sacchari como un vector específico de la enfermedad síndrome del amarillamiento de la hoja.

Figura 2. Fluctuación poblacional de S. flava, M. sacchari, R. maidis y desarrollo del síndrome del amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la hacienda Santa Bárbara, José A. Páez, estado Yaracuy. 2003.

Figura 2. Fluctuación poblacional de S. flava, M. sacchari, R. maidis y desarrollo del síndrome del amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la hacienda Santa Bárbara, José A. Páez, estado Yaracuy. 2003.

Hacienda San José:

Se puede observar en la figura 3, que la mayor abundancia porcentual la presentó M. sacchari, observándose un 33,3% en la semana 21 (en mayo); R. maidis y S. flava presentaron sus mayores picos poblacionales (25%), en las semanas 8 (en febrero) y 17 (en abril), respectivamente. Con respecto a las enfermedades, el mayor PSAH fue de 7,4% y se observó en la semana 11 (en marzo) y el mayor PIMC en la semana 9 (en febrero), con 1,7%; ambas se desarrollaron después de haberse observado la mayor población de R. maidis en las semana 7 y 8 (en febrero), lo cual coincidió con el período de sequía y etapa de floración y maduración del cultivo. El análisis estadístico determinó una relación entre R. maidis y las enfermedades MCA y SAH, con unos coeficientes de correlación de r=0,61** y 0,45**, respectivamente (Cuadro 2). Estos resultados coinciden con lo expresado por Schenck et al., (2001); Victoria et al., (1999) sobre la acción de vector de ésta especie de áfido.

Haciendas San Nicolás y San Rafael

En las haciendas San Nicolás y San Rafael se observó que S. flava fue la especie con mayor abundancia relativa (50%) en la semanas 13 (en marzo) y 17 (en abril) respectivamente, al igual que los casos anteriores coincidente con la época de sequía y la etapa de floración y maduración del cultivo. En el análisis de correlación no se presentó ninguna relación entre la presencia de áfidos vectores y las enfermedades virales bajo estudio (Cuadro 2).

Figura 3. Fluctuación poblacional de S. flava, M. sacchari, R. Maidis y desarrollo del síndrome del amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la hacienda San José, Bruzual, estado Yaracuy. 2003.

Figura 3. Fluctuación poblacional de S. flava, M. sacchari, R. Maidis y desarrollo del síndrome del amarillamiento de la hoja y mosaico de la caña de azúcar en la hacienda San José, Bruzual, estado Yaracuy. 2003.

CONCLUSIONES

Los mayores picos de actividad poblacional de los áfidos se presentaron desde enero hasta abril, coincidiendo con la época seca del año, etapa de floración y maduración del cultivo, mientras que en parte del período de lluvias, las curvas de fluctuación poblacional comienzan a experimentar un descenso. Esto demuestra que los factores ambientales pueden ser responsables de los aumentos o declinación de los niveles poblacionales de los áfidos.

El áfido que presentó la mayor abundancia porcentual en todo el área de estudio fue Sipha flava, seguido de Melanaphis sacchari y Rophalosiphum maidis.

La máxima incidencia del virus del mosaico de la caña de azúcar se presentó en febrero, coincidiendo con los mayores picos de actividad poblacional de los áfidos evaluados. Esto permite inferir que la presencia de la enfermedad dependerá de los niveles poblacionales de los áfidos vectores.

En la relación áfidos y enfermedades virales a nivel de unidad de producción se presume que Rophalosiphum maidis podría ser la mayor responsable en la transmisión de las enfermedades mosaico de la caña de azúcar y síndrome de amarillamiento de la hoja, por presentar los mayor coeficientes de correlación, en la hacienda San José, seguido de la especie Melanaphis sacchari, en la hacienda Santa Bárbara, para el caso del síndrome de amarillamiento de la hoja.

Es conveniente continuar con la toma de datos o información de las poblaciones de áfidos en la zona de estudio y buscar la relación con las variables climáticas para entender mejor el ciclo de desarrollo de la enfermedad síndrome de amarillamiento de la hoja. Todo ello con la finalidad de establecer un manejo integrado del cultivo y así minimizar los riesgos de brotes epidémicos en el cultivo caña de azúcar.

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