Trigo infectado con roya del tallo. Crédito:CIMMYT
Óxido del tallo, llamado así por las pústulas ennegrecidas que infectan los tallos de las plantas, causó devastadoras epidemias de cultivos y hambrunas durante siglos antes de ser domesticado por fungicidas y genes de resistencia.
Desde el cambio de siglo, sin embargo, han surgido nuevas cepas agresivas, como 'Ug99', detectados por primera vez en Uganda en 1999, que infectan variedades de trigo ampliamente cultivadas. Estas enfermedades amenazan con dispersar billones de esporas de hongos patógenos en los vientos a través de países y continentes. La pérdida económica mundial actual de la roya del tallo del trigo es de aproximadamente mil millones de dólares al año.
El temor es que estas cepas transmitidas por el aire y altamente virulentas puedan extenderse desde sitios conocidos a algunas de las regiones más importantes del 'granero'. como el Punjab en el sur de Asia, donde estas cepas aún no se han detectado.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Cambridge, La Oficina Meteorológica del Reino Unido y el CIMMYT (Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo) han adaptado los sistemas de modelado que se usaban anteriormente para pronosticar, dispersión de cenizas de volcanes en erupción y radiación de accidentes nucleares (NOMBRE), para predecir cuándo y cómo es más probable que se propaguen Ug99 y otras cepas similares.
La investigación, publicado hoy en la revista Plantas de la naturaleza , cuantifica por primera vez las circunstancias:rutas, Tiempos y tamaños de los brotes:bajo los cuales cepas peligrosas de roya del tallo representan una amenaza de dispersión a larga distancia fuera de África Oriental a las grandes áreas productoras de trigo en India y Pakistán.
Los resultados destacan el papel de Yemen como un posible "trampolín" para la transmisión de la enfermedad entre continentes. El escenario clave para la propagación de enfermedades es desde Yemen directamente a Pakistán o India. En caso de un gran brote en el este de Yemen, los resultados indican una probabilidad del 30% de que se produzca la transmisión.
Otro escenario importante para la propagación de la roya del trigo es desde Yemen a los países del Medio Oriente, en particular Irán, a Asia Central y del Sur. Si Irán sufriera un brote moderado de Ug99 (más de 1000 hectáreas), es probable que las esporas se propaguen a Afganistán, y de allí potencialmente más lejos a las llanuras del norte de Pakistán e India. Sin embargo, la transmisión a lo largo de esta ruta está restringida a una ventana de tiempo relativamente corta en marzo y abril, antes de que el trigo se recolecte típicamente en el sur de Asia.
(A) Se trata de una red de dispersión de esporas a larga distancia entre los principales países productores de trigo del sur y este de África. Oriente Medio y Asia Central / Meridional. Los nodos representan países; las comunidades del mismo color indican regiones con alta conectividad aérea; el tamaño de los nodos indica la fuerza del nodo; Los gráficos circulares muestran la fracción de fuerza externa a la fuerza total del nodo (indicando países donantes y receptores). (B) Frecuencias de transmisión de esporas a lo largo de las principales rutas de migración en la zona del Valle del Rift para el escenario de grandes brotes. Crédito:Matthew Hort
"Nuevas razas de roya del trigo están amenazando al trigo en todo el mundo, y necesitamos saber qué áreas están en riesgo, "dijo el autor principal, el profesor Chris Gilligan, del Departamento de Ciencias Vegetales de Cambridge.
"De nuestro trabajo, ahora creemos que si comenzamos a ver el Ug99 u otras nuevas cepas de roya del trigo afianzarse en Yemen a principios de la primavera, entonces se deben tomar medidas de inmediato para mitigar el riesgo de una mayor propagación ".
Sin embargo, el trabajo de modelización también ofrece algunas noticias alentadoras:la transmisión aérea de la enfermedad desde los países de África Oriental directamente al sur de Asia es muy poco probable, con eventos de transmisión posibles solo en menos de un día al año.
El equipo científico utilizó estudios de enfermedades de campo del Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo y datos meteorológicos de la Oficina Meteorológica del Reino Unido como información clave para el marco de modelización.
"Esta investigación nos ha permitido obtener las primeras estimaciones cuantitativas de las frecuencias de transmisión de esporas en el aire a largo plazo para diferentes escenarios de brotes. Recopilamos evaluaciones de riesgo para la dispersión de patógenos desde lugares clave de enfermedades hasta importantes países productores de trigo. Estas evaluaciones pueden informar de manera efectiva la vigilancia y estrategias de control, "dijo Marcel Meyer de Cambridge, el primer autor del estudio.
El equipo dice su trabajo incluyendo animaciones de dispersión de esporas en 3-D y un catálogo de tendencias de dispersión (indicando direcciones probables, frecuencias, cargas de patógenos), proporciona nuevas formas de crear conciencia, comunicar riesgos, e informar a las partes interesadas agrícolas.
Su marco de modelización se puede aplicar como una herramienta para analizar los riesgos en caso de que se descubran nuevas cepas de enfermedades en otras áreas geográficas. Esto ya ha ayudado a estimar los riesgos de dispersión de sitios de otras enfermedades en Europa y Siberia. En el trabajo en curso, el equipo está desarrollando un sistema de alerta temprana que pronostica el riesgo de oxidación en Etiopía, El país productor de trigo más grande de África Oriental.
"La experiencia combinada de las ciencias de las plantas y las ciencias de la dispersión atmosférica ha proporcionado herramientas innovadoras que resaltan los riesgos, y apoyar la gestión del potencial devastador de estas enfermedades, "dijo el Dr. Matthew Hort, coautor de la Met Office del Reino Unido.
