Certificación sanitaria del germoplasma de Mandioca (Manihot esculenta Crantz) Maritza Cuervo Ibañez Coordinadora del Laboratorio Sanidad de Germoplasma – PRG Diana Patricia Niño Jimenez Asociado de investigación Laboratorio de Sanidad de Germoplasma - PRG 14, Diciembre, 2021 1. Banco de Germoplasma de la Alianza Bioversity and CIAT El Programa de Recursos Genéticos del CIAT Diversidad de materiales genéticos: contenidos en las conserva y distribuye tres colecciones de variedades tradicionales, los cultivares modernos, y importancia económica a nivel nacional e sus parientes silvestres. internacional Frijol Forrajes tropicales Yuca 37.938 22.694 6.155 1. Banco de Germoplasma de la Alianza Bioversity and CIAT Colección bonsai de yuca Duplicado de seguridad Plantas establecidas: 5550 accesiones en Condiciones de invernadero Fuente: Laboratorio de Conservación in vitro Fuente: Foto LSG 1. Banco de Germoplasma de la Alianza Bioversity and CIAT Entre las actividades fundamentales que tiene el banco de germoplasma de la Alianza Bioversity Internacional y el CIAT se encuentra la distribución, que consiste en el envío de germoplasma a diferentes usuarios nacionales e internacional. Distribución Requerimientos fitosanitarios Cumplimiento de tres parámetros: Cumplir con pruebas de indexación para los patógenos cuarentenarios. Calidad Calidad fisiológica fitosanitaria Reportados Exigidos por el a nivel local país receptor Calidad genética Certificaciones sanitarias 2. Funciones del Laboratorio Sanidad de Germoplasma ➢ Evaluación y monitoreo de patógenos en campos de regeneración. ➢ Verificar el estado fitosanitario del germoplasma distribuido por el PRG y otros programas del CIAT (frijol, Forrajes y yuca), nacional e internacionalmente. ➢ Presenta las certificaciones requeridas por el Instituto Colombiana Agropecuario (ICA). ➢ Llevar a cabo investigación para estandarizar e implementar nuevas metodologías de diagnóstico que sean mas eficientes y sensibles. 3. Certificación de la colección in vitro de yuca 6.155 accesiones Enfermedades cuarentenarias, de acuerdo a la lista de patógenos Condiciones in vitro cuarentenarios designados por el ICA. Enfermedad de cuero de sapo (ECS) Cassava frogskin associate virus (CsFSaV) Mosaico común de la yuca Virus X de la yuca Cassava new alphaflexivirus (CsNAV) Cassava polero-like virus (CsPLV) Cassava common mosaic virus (CsCMV) Cassava x virus (CsXV) Cassava torrado-like virus (CsTLV) Fitoplasma 16SrIII-L Reportes de patógenos cuarentenarios para la colección in vitro de yuca en Colombia. Reporte Reporte del Fitoplasma Primer reporte Reporte del virus CsFSaV, 16SrIII-L, de la ECS virus CsXV, Calvert et al., Alvarez et al., Pineda et al., Harrison et al., 2008; Cuervo, 2009. Alvarez 1983. 1986. CsCMV 2006. et al., 2010 1971 1980 1986 1991 2006 2009 2010 Cuero Desarrollo de la CsXV Reporte del CsFSaV Evaluación de de sapo prueba de virus CsCMV, la colección de injerto para Nolt et al., yuca por diagnóstico 1991. injertos y RT- PCR para CsFSaV 99.96% Reportes de patógenos cuarentenarios para la colección in vitro de yuca en Colombia. LAMP-Rotor Disponibilidad Diagnóstico con Evaluación de Gene Q para de la colección qPCR (CsFSaV y la colección de Fitoplasma de yuca Fitoplasma yuca para virus 16SrIII-L, evaluada para 16SrIII-L) Pardo, ECS usando Cuervo et al., todos los 2013 PCR RT-PCR PCR 2017 qPCR patógenos 2013 2014 2015 2017 2017 2019 2021 qPCR Reporte de virus Primers para LAMP Diagnóstico de 90% CsNAV, CsPLV, CsCMV y CsXV CsPLV – CsTLV CsTLV. Carvajal (PCR), Lozano por qPCR et al., 2014 et al., 2017. 4. La Enfermedad del Cuero de Sapo (ECS) Generalidades: *Calvert et al., 2012 Síntomas: ✓ La CFSD es una enfermedad de ✓ Formación de fisuras pequeñas importancia económica que afecta a las longitudianales a lo largo de la raíz. raices de la yuca. ✓ Reducción del diámetro de la raíz. ✓ Reportada por primera vez en 1971 en ✓ Algunas variedades como secundina el Cauca, Colombia. (COL 2063) generan síntomas en las ✓ La CFSD afecta la producción de yuca hojas como mosaico, clorosis y causando pérdidas del 90% o mas. curvatura en los bordes de las hojas. Raíces con síntomas de ECS y hojas de COL 2063 con síntomas de ECS 5. El virus CsCMV y CsVX de la yuca Virus del mosaico común de la yuca (CsCMV) Virus X de la yuca (CsXV) Género: Potexvirus ✓ Género: Potexvirus✓ ✓ Enfermedad Mosaico ✓ Enfermedad común de la yuca. asintomática x de la ✓ Síntomas: Clorosis y yuca mosaico delimitados ✓ Síntomas: Clorosis en por las nervaduras. plantas indicadoras. Reportes: Brasil, Asintomático en yuca✓ Paraguay, Colombia, ✓ Reporte: Costa norte Argentina, Perú y de Colombia y México. Venezuela. Lozano et al., 2017 ✓ pérdidas del 30 al 60% Harrison et al., (1986); Di Feo et al., 2015; Fernandez et Chaparro-Martínez & Trujillo- Cuervo et al., 2017 al., 2017; Nolt et al., 1991; Costa, Pinto, (2001) 1940; Zettler & Elliott, 1985 6. Estandarización de metodologías ELISA PCR RT-PCR qPCR LAMP • Mosaico • Mosaico • Cassava • Cassava Común común frogskin frogskin associated associated virus (CsFSaV) virus (CsFSaV) • Cassava new alphaflexivirus • Fitoplasma • Fitoplasma 16SrIII-L 16SrIII-L (CsNAV) • Virus X • Virus X • Cassava polero-like • Cassava polero-like virus (CsPLV) virus (CsPLV) • Cassava Torrado-like virus (CsTLV) 7. Confirmación de resultados • Corte, purificación y analisis de secuencias. 1 2 3 M QIAquick Gel Extraction Kit Qiagen 8. Técnicas de diagnóstico para Virus 1.Extracción ácidos nucleicos ARN 2. Lectrua de 1.3 Tratamiento ácidos nucleicos: DNAsa (Promega) ARN 1.1 Recepción de 1.2 Extracción ácidos material vegetal nucleicos Plantas in vitro Protocolo: 3. Síntesis de cDNA con follaje CTAB modificado (Lopez et al., 2006) 8. Técnicas de diagnóstico para Virus 3. Síntesis de cDNA 5. Diagnóstico por PCR 5. Diagnóstico por qPCR convencional (real time) CsNAV CsTLV CsFSaV CsCMV CsPLV CsXV 4. Verficiación de cDNA PCR control interno *cDNA con correcta síntesis 9. Técnicas de diagnóstico para Fitoplasma 16SrIII-L Extracción ácidos nucleicos ADN 3. Lectura de ácidos nucleicos: ADN 4. Evaluación de fitoplasma 16SrIII-l con LAMP – Rotor 1. Recepción de 2. Extracción ácidos Gene Q material vegetal nucleicos ADN Plantas in vitro Protocolo: con follaje, tallo CTAB modificado 5. Análisis de y raíz (Lopez et al., 2006) resultados *Alvarez et al., 2009; Alvarez et al. et al., 2014; Keremane 2015 10. Evaluaciones historicas yuca: PRG Muestras de yuca Evaluadas por año Muestras de yuca positivas por año 4913 1152 1178 5000 1200 4459 4500 1000 4000 3460 3500 800 2824 Virus Virus 3000 2564 2417 Phytoplasma Phytoplasma 2500 2118 600 Bacterias Bacterias 2000 1391 Total 400 Total 1500 3051046 245 264 896 1000 727 203 181 203 583 143 454 399 453 200 102 119 500 26 0 0 8 0 10 0 0 24 0 19 0 22 0 0 0 2017 2018 2019 2020 2021 2017 2018 2019 2020 2021 Fuente: Datos de evaluación LSG 11. Evaluaciones de yuca: Otros Programas Muestras por año: Otros Programas Muestras positivas por año: Otros Programas 1400 1268 300 1200 259 260 250 1000 826 200 800 600 150 128 131 442 400 317 100 191 126 200 50 0 0 3 0 1 0 0 0 2020 2021 2020 2021 Virus Phytoplasma Bacterias Total Virus Phytoplasma Bacterias Total Fuente: Datos de evaluación LSG 12. Progreso de la evaluación sanitaria de yuca El uso de las diferentes metodologías de diagnóstico, han permitido la evaluación de la colección para los patógenos de interés cuarentenario (Virus y fitoplasma 16SrIII-L). Alcanzando hasta la fecha: 90% de disponibilidad Colección in vitro de yuca Accesiones: 6.155 Fuente: Datos Laboratorio Conservación in vitro 13. Evaluación sanitaria de colección Bonsai yuca Evaluación general de virus y fitoplasma 16SrIII-L 25.00 21.54 20.00 16.26 15.00 10.00 7.726.50 5.28 5.00 2.03 0.81 0.00 CsFSaV CsNAV CsPLV CsTLV CsCMV CsXV Fitoplasma Accesiones colectadas y evaluadas: 496 Colecta de material vegetal para evaluación sanitaria de accesiones de yuca % de positivas Future seeds Referencias bibliográficas • López R; Asencio C; Guzmán M; Boonham N. 2006. Development of real-time and conventional RT-PCR assays for the detection of Potato yellow vein virus (PYVV). Journal of Virological Methods. 136:24-29. • Lozano I, Leiva A.M, Jimenez J, Fernandez E, Carvajal-Yepes M, Cuervo M. & Cuellar W.J. 2017. Resolution of cassava- infecting alphaflexiviruses: Molecular and biological characterization of a novel group of potexviruses lacking the TGB3 gene. Virus Research 241: 53-61. • Nolt BL., Velazco AC. & Pineda B. 1991. 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Colombia: Universidad Nacional de Colombia. • Keremane, M., Ramadugu, C., Rodriguez, E., Kubota, R., Shibata, S., Hall, D. G., Roose, M. L., Jenkins, D. and Lee R. F., (2015). A rapid field detection system for citrus huanglongbing associated “Candidatus Liberibacter asiaticus” form the psyllid vector, Diaphorina citri Kuwayama and its implications in disease management. Crop Protection, 68: 41-48.