Los nematodos parasitos del cafeto - Ramacafe.org

Los nematodos parasitos del cafeto
Benoît Bertrand
François Anthony
Hervé Etienne
Edgardo Alpizar
Philippe Lashermes
Luc Villain

Brevehistoriadel
Café y de los nematodos

Diversidad de las especies de café

Broca
Plagas/ enfermedades presentes en Africa
Roya
Nematodos
Colletotrichum kahawae
Trachéomycosis

El cafeto / Los nematodos nativos de
America
Especies polífagos: arboles nativos, malezas, tomate, chile….

Nematoides = Grupo importante : 2° después de los insectos
- Vida libre (mar, aguas dulces, materia organica)
- Parasitos de animales (Insectos ... Mamíferos)
- Parasitos de plantas
Classificacion de los principales nematodos fitoparasitos:
Phylum: Nematoda
Classe: Secernentea
Ordem: Tylenchida, (Aphelenchida, Dorylaimida, Diphterophorina)
Famílias: Pratylenchidae, Meloidogynidae, Heteroderidae
Pérdidas economicas : banano, papas, frutales, sugar
beet, hortalizas.
Los nematodos mas importantes para el café :
- Nematodos agalladores Meloidogyne spp.
- Nematodos lesionadores Pratylenchus spp.

Nematodos agalladores
Sintomas faciles de reconocer :
Producion de agallas ---corchosis
M. paranaensis M. exigua

Nematodos lesionadores (Pratylenchus)
Lesionador : sintomas no caractéristicos
⇒ presencia subestimada

Modo de alimentacion de los nematodos de plantas
Estilete:
- Penetracion en la raiz
- Fora la células
- Excrecion de enzimas
- alimentacion (succion)

Aparato sensorial
Modo de orientacion
Planta
Exsuda de la planta
Quimioreceptores
del nematodo

Los dos principales generos de nematodos
del cafeto : biologia diferentes
Nematodos de lesiones
Pratylenchus spp.
migratórios
j2
j3
j4
♂+♀
Nematodos de agallas
Meloidogyne spp.
sedentários
j2
j3
j4
♀
♂
Consequencias
sobre
las estratégias
de control

Gran diversidad interespecifica
dentro de cada uno de esos generos

Meloidogyne spp.
Nematodos de agallas
M. incognita Brasil (Paraná, São Paulo)
ampliamente distribuido entre los trópicos
sobre otros cultivos. Pb de identificacion
M. paranaensis Brasil (Paraná, São Paulo, Minas
Gerais), Guatemala
M. exigua Brasil (Minas Gerais, Rio de Janeiro),
espécie americana : presente en muchos
paises de los trópicos americanos.
M. coffeicola Brasil (Parana, São Paulo, Minas Gerais)

Meloidogyne incognita
Distribucion: ?
- en café : Brésil (Parana, San
Pablo)
Diversidad intraespecifica:
- Razas fisiologicas (4):
r1 & r4 poco patogenicas
r2 & r3 muy patogenicas
Nematodos polifagos

Meloidogyne exigua
- Especie americana
- La mas encontrada en café : de Brazil hasta Centro América
- La menos agresiva dentro de las especies de café
- Diversidad intra-especifica (?)
Conviviencia possible con manejo adecuado

Meloidogyne paranaensis
Descripcion reciente en café en el Parana, Brazil (Carneiro, 1996)
Sintomas de corchosis (Associacion nematodo + Fusarium ?)
W. Gonçalves

Distribucion :
- Brazil [Parana, San Pablo y ahora Minas Gerais
- Guatemala :
- Hawaï: M. konaensis (Eisenback et al. 1995) sur café (responsable
de la corchosis /café ????)
- Mexico Chiapas : Corchosis a Xalapa ? M.i. ou M.p. ?
Guatemala Brésil

Meloidogyne arabicida
Especie unicamente presente en Costa Rica
Problematica similar a M. paranaensis:
- Etiologia / fuerte poder pathogenico

Gracias a nuevas herramientas se extiende los
conocimientos sobre la diversidad de los Meloidogyne spp
parasitos de los cafetos
Descripcion reciente
de M. izalcoensis
en el Salvador
Meloidogyne sp.
« pseudoarenaria »
en Guatemala

Pratylenchus spp.
nematodos de las lesiones
P. brachyurus : Partenogenetico
“P. coffeae”: Complejo de especies/
en Guatemala: P. coffeae >>> 4 especies
P. jaehni : Principal parasito de la Citricultura paulista
Misma espécie en café?
Otras espécies ???

Pratylenchus causa importantes danos en viveros y/o
plantaciones de Coffea arabica en muchos paises (Sur-Este
Asia e CentroAmerica).
Control
100
200 400
Pratylenchus inoculum
Recientes observaciones de Pratylenchus sp. Con alto grado
de patogenicidad en C. arabica en Brazil (Sao Paolo state).
Importante daño en C. canephora cv. Robusta en Indonesia.

2 especies collectadas sobre café en Guatemala.
Las dos presentan un alto nivel de patogenicidad en C.
arabica.
Epecie 1
≈ P. pseudocoffeae
Especie 2
≈ P. coffeae

slm
d
sll
dl
sll
dl
slm
N°2 Buena Vista
N°4 Moca
Pratylenchus pseudocoffeae
Pratylenchus gutierrezi
N°1 Chamtaca
N°3 Chitalon
Pratylenchus coffeae
Pratylenchus loosi

campos laterales
ano
campos laterales
ano
N°2 Buena Vista
N°4 Moca
P. pseudocoffeae
P. loosi
campos laterales
ano
N°1 Chamtaca
N°3 Chitalon
P. coffeae
campos laterales
ano

10 µm
N°2 Buena Vista
N°4 Moca
P. pseudocoffeae
P. gutierrezi
N°1 Chamtaca
N°3 Chitalon
P. coffeae

Test Chit Moca Cham
Test Chit Moca

Nematodos en América Latina
Table 1. Main species of root-knot nematodes observed on C. arabica in Latin America and classed according to the nature of the damage severity: + = existence of galls and decrease in
production; ++ = existence of galls, necrosis and generalized weaking of the tree with some tree deaths; +++ = existence of galls and corky roots (‘corchosis’), generalized weakening of the tree
followed by death.
Species Countries
where
reported
M. exigua Brazil
Venezuela
Colombia
Costa-Rica
Nicaragua
Honduras
Importance of distribution Damage
severity
Widely distributed
Widely distributed
Widely distributed
Widely distributed
Widely distributed
Widely distributed
Pathogens associated
with symptoms
References
+ none Lordello (1972)
Esbenshade & Triantaphyllou (1985)
Flores & López (1989)
Hernandez et al (2004a)
M. arenaria El Salvador Limited ++ none Bertrand et al (2000b)
M. izalcoensis El Salvador Limited ++ ? Carneiro et al (2005)
Hernandez et al (2004a)
M. arabicida Costa Rica Very limited +++ Fusarium oxysporum López & Salazar (1989)
Bertrand et al (2000a)
M. incognita Brazil
El Salvador
Puerto Rico
Hawaii
M. paranaensis Brazil
Guatemala*
Hawaii
large
limited
limited
limited
Large
Large
Large
+++ Fusarium oxysporum
+++ Suspected
Suspected
Suspected
Esbenshade & Triantaphyllou (1985)
Carneiro et al (2000)
Negron et al (1989)
Carneiro et al (1996)
Carneiro et al (2004)

Brazil – Guatemala- Salvador- Hawaï:
Problemas importantes y graves
Costa Rica/Mexico:
Problemas importantes
Tiende a ser grave (M. arabicida)
Nicaragua- Honduras- Colombia-
Venezuela –Peru : Problemas menores
Explicaciones:
a) Intensificación del cultivo
b) Viveros

Perdidas y daños

Produccion (kg de café cereza / ha)
Relacion entre produccion e
Niveles de populacion de Pratylenchus sp.
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Y = - 6232 * X + 13180
r 2 =0,87; P = 0,001
Parasito altamente nocivo
1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2
Poblaciones promedias de Pratylenchus
durante los 3 años anteriores a las cosechas

Datosrequeridospara unaevaluación
cuantitativa de las pérdidas
A nivel nacional: Estimar las superficies

N
Distribucion geográfica de los generos
Pratylenchus y Meloidogyne en café
Zonas de producion de café
Pratylenchus
Meloidogyne
Pratylenchus + Meloidogyne
Número de propriedades agrícolas
por departamento (= província)
1 - 5 fincas
5 - 10 fincas
10 - 20 fincas
> 20 fincas
Laboratório de diagnóstico de ANACAFE

A nivel de la finca: establecer los sintomas a través
de un examen visual
Solamente agallas ?
Agallas con ‘corchosis’ ?
Necrosis ?
Sintomas poco grave a muy grave

Por cada tipo de sintomatologia,
establecer una escala de daños
Escala de 0-5 por ejemplo

Al nivel de la finca:
evaluación cuantitativa de las pérdidas
Estimación de las areas infestadas dentro de la
finca
Estimación de la intensidad de la infestación
Ecuación
% de perdidas=
(N2V2+N3V3+N4V4+N5V5) - N1V1 x 100
N5V5
Por lote de 20 arboles y 5 veces por /ha
Valor V Condición Número plantas
(N)
V1 Ningún sintoma
N1
V2 Amarillamiento N2
V3 Malnutricion y
sintomas
radicales
N3
V4 No produce N4
V5 Planta muerta N5

Estimar los niveles de infestacion
- Muestra para análisis en laboratorio :
1, 10, 100 gramos de raices infestadas ?
+ x 20

Tomar en cuenta los metodos para
conteos
Centrifugation-flottation (laborious)
Nebulization method (2-3 conteos/8-12 dias). Mejor extracción.

Interpretar un analisis de nematodos
Table 1: Statistical parameters for Pratylenchus spp. and Meloidogyne sp. populations in the two study plots
Guatemala Costa Rica
Pratylenchus M. paranaensis Pratylenchus M. exigua
Number 100 100 327 327
Mean 188.54 53.03 55.02 1745.12
Variance 41669 18873 5914 1931783
Standard deviation 203.11 136.69 76.91 1389.89
Minimum 0 0 0 74
Maximum 957 868 444 5700
Perdidas
Muy
importantes
Muy
importantes
Poco
importante
15-20%
producción

Cumulativo quincenal de lluvias (mm)
Tomar en cuenta las dinamicas anuales de populaciones
N°2 Buena Vista 450 m
700
600
500
400
300
200
100
0
1000
800
600
400
200
0
BNL
PS2
PS1
PS
Année 4
J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D
Année 1
PL
PL
PS1
PS
PS2
PL
PL
PS
PS1
PL
PS2
Année 2 Année 3
PS1
PS2
A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J
Année 1
N°4 Moca 1200 m
BNL BNL BNL
Année 2 Année 3
PL
BNL BNL BNL
400
300
200
100
0
1000
800
600
400
200
0
Nematodos / gramo de raiz

2002.
Meloidogyne exigua. Dinamica Heredia (Costa Rica), agosto 2001 - Agosto

Interpretar un analisis de nematodos: Variaciónes anuales,
funcción al desarollo de la planta…
M. exigua individuals / g root
3000
2000
1000
0
Catuai (S)
Xw Hybrid (IR)
2002 2003 2004 2005
Year
Evolution of M. exigua population under field conditions (Trial 2). Average
number of individuals / g root on young trees (planted in June 2001) of two
Arabica varieties: susceptible homozygous cv. Catuai and intermediate resistant
Xw F1 hybrid clone at “La Hilda” State, Poas de Alajuela, Costa Rica (sampling
was assessed in December of years 2002 – 2004).

Tomar en cuenta la evolución de los
daños
Nem/10 g de raiz
1000-10000
2000-15000
4000-12000
500-3000

En ciertas fincas, tomar en cuenta las competiciones entre
los dos generos dentro de las parcelas estudiadas
Relaciones entre populaciones de M. exigua e Pratylenchus sp.
(Costa Rica)
P1
M3
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
-1 -0,5
-0,2
0 0,5 1 1,5
M2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
P2
-1,2
P3
M1

Estrategias de lucha
1 - Agronomicas

Estrategias de lucha agronomica
Rotación de cultivo
2 años son necesarios. Cultivar con frijol, sorgho,
higuerilla (imún), arachis pintoide

Viveros sanos
Bolsa = riesgo de tierra infestada
Ojo ! viveros comerciales de
bolsa: verificar presencia de
nematodos
Sustrato inerte: libre de
nematodos

Base del Manejo agronomico para cafetales
establecidos infestados
Los nematodos compiten para el Crecimiento
Azucares translocation
N & Ca translocation
Reduccion de la absorpción de Zinc, Cobre, Fe..
Incrementar la fertilización ?
Aliviar los estrés…

Intensificacion = fragiliza el sistema de produccion
heterogeneidad
(diversidad)
rotacion
Menos estrès
Productividad debil pero estable
(menos quimicos)
homogeneidad
(uniformidad)
monocultivo
Aumenta los estrés
Productividad elevada pero fragil
(mas quimicos)

Cuando ‘aliviar’ el estrès ?
Development
of the perisperm
ST1
ST2
Development
of the endosperm
e
ps
pc
ST3
ST4
ST5
ST6
30 30 60 90 120 150 180 210 240
Pericarp maturation
ST7
Stage Name:
Time (days) :
Development
of the perisperm
ST1
ST2
Development
of the endosperm
e
ps
pc
ST3
Proteger el suelo,
Mantener humedad
y evitar la
destrucción de la
materia organica
durante la época
seca
Aplicar nutrientes
Apenas las
primeras lluvias
ST4
ST5
Pericarp matu
ST6
30 60 90 120 150 180 210 240
ST7

Manejo integrado
Programas
de fertilización
Fertilizaciones con Nitrógeno
Abonos orgánicos
Control del pH
Aporte de
Materia
orgánica
Características del suelo
físicas
químicas
microbiológicas
= Fertilidad
Microclima regulado
de la plantación
Comunidad
de
nematodos
Sombra
Regulador de las agresiones climáticas
(temperaturas extremas, higrometrías bajas)
Abonos orgánicos
Cafeto
Fisiología de la planta
Resistencia
a nematodos
Nutrición
Sistema
radicular
Aporte de
Materia
orgánica
Micorizas
Micro- flora y fauna
antagonistas

Productos quimicos o biologicos
Extractos de planta (?)
Bacterias (en estudio)
Nematicidas
Toxicidad elevada
Costos elevados
Baja eficiencia en cafetales establecidos

Luchagenéticaa través
de cultivares resistentes

Resumén de varios años de pruebas de resistencia
Arabica
cultivados
Susceptible a
todos los
nematodos
Susceptibles a Pratylenchus
Arabica
Silvestres
Susceptible a
Exigua
Existe R a
Arabicida e
Paranensis
X
Catimor
Sarchimor
Existe R a
Exigua
Híbrido F1 tienen R a Exigua
y Paranaensis
Tolerantes a Pratylenchus
Robusta
Resitente o
Tolerante a
todos los
nematodos
Meloidogyne
conocidos

Resistencia a Pratylenchus:
Alto grado de patogenecidade , sobre todos los cultivares de C.
arabica o los cafetos de Etiopes o Yemen.

Injertacion sobre C. canephora (40 años en Guatemala)
Lucha genética empirica sin seleccion pero buenos
resultados en el campo contra Pratylenchus spp.

Efficiencia de la injertacion sobre C. canephora
para el control de Pratylenchus sp. 1
Pratylenchus root density / g
70
60
50
40
30
20
10
0
Ungrafted
without chemical
Average of Pratylenchus density in roots
from year 2 to year 6 after planting
Ungrafted with
chemical
Grafted without
chemical
Grafted with
chemical

Yield (x1000 kg per ha)
20
15
10
5
0
Productividad de injertado vs no-injertado
b
b
a
a
b
b
3 4 5
Harvests (years after planting)
b b
Ungrafted without chemical Ungrafted with chemical
Grafted without chemical Grafted with chemical
a
a
a
a

Plant mortality rate (%)
60
50
40
30
20
10
0
n.s.
Mortalidad
b
a
b
b
a
b
b
a
b
bc
b c
c
92 93 94 95 96 97 98
Years
Ungrafted without chemical Ungrafted with chemical
Grafted without chemical Grafted with chemical
a
b
c

Desarollo de una variedad porta-injerto
(1990-1999)
La variedad Nemaya

Necrosed roots (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Pruebas de resistencia a Pratylenchus sp. 1
a 5 descendencias de C. canephora
Root damage and Pratylenchus reproductive fitness
T 3755 (1-1)
T 3753 (1-1)
T 3754 (1-1)
120 dpi (P i = 100)
T 3759 (2-2)
T 3751 (1-2)
C. Canephora progeny Progeny Females females
CATUAI
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Nematodes/g of roots

Parallel selection scheme for resistance to RKN
T 3751 (1-2) :
Resistente a differentes Meloidogyne agalladores:
Meloidogyne spp. from Brazil
Meloidogyne spp. from Guatemala and Salvador
T 3561 (2-1) :
Origin of rootstock cv. Apoata en Brazil
Resistente a M. incognita
Resistente a differentes agalladores de Centro America
Meloidogyne spp. de Guatemala y Salvador
M. arabicida y M. exigua de Costa Rica
T3751 x T3561 = cultivar “Nemaya”
Hibrido de Canephora resistente a
nematodos
X

Variedad porta-injerto ‘Nemaya’
Variedad multiresistente

Variedad porta-injerto ‘Nemaya’

Ungrafted coffee trees
Grafted coffee trees

Descendencias de Nemaya vs Robusta no seleccionado
Pf (thousands)
6
5
4
3
2
1
0
a
b
4 month Plantlets
Inoculum : 600 nematodes
Evaluation at 90 dpi
Caturra "Robusta" T3561 (2-1) x
T3751 (1-2)
Nemaya progenies
b
c
T3751 (1-2) x
T3561 (2-1)

Nematodes in roots
Dinamica de penetracion de 2 Pratylenchus spp.
sobre C. arabica vs C. canephora cv. Nemaya
120
100
80
60
40
20
0
a a
a
b
b b b b b b
0 20 40 60 80 100 120
Hours after inoculation of 300 nematodes
Pratylenchus sp.1 / Catuai Pratylenchus sp.2 / Catuai
Pratylenchus sp.2 / Nemaya Pratylenchus sp.2 / Nemaya
a
a

Presencia de muchos polyfenoles en raices de cv.
Nemaya (nunca observado en raices de C. arabica)
sin nematodos
Factor de resistencia constitutiva a Pratylenchus.

Recomendaciones para el uso de variedades
resistentes en Nicaragua
En Nicaragua las infestaciones solamente con M. exigua
son frecuentes:
En caso de infestación con M. exigua solamente:
algunas variedades Sarchimor e los F1 siguientes
son resistentes.
Resistentes Susceptibles
IAPAR59 – T5296
H1, H10, H4
CR95, T5175, Geisha,
Caturra, Bourbon, Catuai,

Comparación Hibrido H1 con Catuai…
M. exigua individuals / g root
3000
2000
1000
0
Catuai (S)
Xw Hybrid (IR)
2002 2003 2004 2005
Year
Figure 4 Evolution of M. exigua population under field conditions
(Trial 2). Average number of individuals / g root on young trees
(planted in June 2001) of two Arabica varieties: susceptible
homozygous cv. Catuai and intermediate resistant Xw F1 hybrid
clone at “La Hilda” State, Poas de Alajuela, Costa Rica (sampling
was assessed in December of years 2002 – 2004).

Recomendaciones para el uso de variedades resistentes
en Nicaragua
En caso de infestaciones fuertes con Pratylenchus solo o con
Meloidogyne:
Injertar sobre Nemaya (si no hay: Robusta comun).
En baja altura (inferior a 900 metros sobre nivel del mar) con
on sin nematodo: injertar

Uso de variedades Resistentes
- >>>> Probabilidades bajas de erosion de resistencia
- Expression de los factores de resistencia no
dependen de las condiciones ambientales
Optimizar el estado fisiológico de los cafetos :
Manejo Agronomico adecuado
Para nuevas plantaciones o renovacion : usar
solamente viveros libres de nematodos

Semis en boîtes Magenta
Perspectivas mediano plazo: nuevas fuentes de resistencia
Inoculacion precoz a 12 dias
Inoculacion tardia a 60 dias
Évaluation à
8 semaines
Évaluation à
13 semaines
Évaluation à
8 semaines
Évaluation à
13 semaines

Perspectivas: mejor conocimiento de los factores de R
Cultivo de raices

Perspectivas : Porta injerto
OGM ?
Transformacion genetica de raices
(Agrobacterium rhizogenes)

Perspectivas
Analisis funccional
clone X4 (plante composite)
GUS
(++) GUS
(-)
Junio 2005
GUS
(+++)
GUS activity (nmol MU/min/mg protein)
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
NTC
Z22
X27
X1
X23
X6
X4
X11
X39
Y3
Z20
X26
X38
Y4
Z21
cr-32
Z3
Z6
Y6
cr-13
-0,05
GUS
(++)
Coffee Hairy-root clones
GUS
(+++)
GUS
(+++)
Octubre 2006 Agallas de M. exigua
(diciembre 2006)
Inoculacion de nématodos

Perspectivas
Tejido differenciado
Localisacion expresion p35-GFP por
microscopia confocal
GFP (+)
Expresion homogenea en tejidos no diferenciados
Expresion heterogenea en tejidos diferenciados
GFP (+++)
Tejido poco diferenciado