Introducción
En el desarrollo de la enfermedad es necesario identificar factores y condiciones óptimas, como la temperatura óptima para la inoculación, método de inoculación, concentración de inóculo, humedad relativa, viabilidad de las esporas o propágulos, condiciones de luz, entre otros. Estos factores son importantes en hongos biótrofos (
Caso particular del fitopatógeno Uromyces viciae-fabae causante de la roya del haba, es de gran importancia a nivel mundial. Se caracteriza por formar urediniosporas durante el cultivo y teliosporas en invierno o en la senescencia de la planta. En México no se ha reportado estructuras sexuales del patógeno.
Para la inoculación y replicación de la enfermedad se han adaptado protocolos reportados de otros patosistemas como roya del trigo (Puccinia graminis), avena (Puccinia coronata f. sp. avenae) y cebada (Puccinia hordei) (
Para reproducir la roya del haba diversos investigadores reportan diferentes condiciones.
El ácido maleico se emplea para inhibir el crecimiento vegetal en diversos cultivos. En los programas de cereales lo emplean para regular el crecimiento de las plántulas utilizadas para el incremento de inóculo y desarrollo de monopústulares; en trigo se usan
0.8 g L-1 de ácido maleico (
El objetivo de este trabajo fue evaluar temperaturas de incubación y post-incubación, concentraciones de inóculo, efecto del ácido maleico para obtener un método eficiente y reproducible para inocular en genotipos de haba con U. viciae-fabae.
Materiales y Métodos
Material biológico. Se utilizó la línea 5 ICAMEX de haba, la cual es una F6 que se caracteriza por pertenecer a la subespecie mayor, de crecimiento indeterminado desarrollada en el Programa de Mejoramiento Genético de Haba del Instituto de Investigación y Capacitación Agropecuaria, Acuícola y Forestal del Estado de México (ICAMEX). El aislado del hongo fue el genotipo CP21 colectado en 2021 en el Campo Experimental Montecillo del Colegio de Postgraduados ubicado a 19° 27' 38” LN y 98° 54' 11” LO a una altitud de 2250 msnm. La purificación se realizó en 2023, y se obtuvo mediante tres generaciones de cultivos monopústulares en la línea 5 ICAMEX, se conservó en tubos de ensaye de 5 mL a -20 °C. Para reactivar las urediniosporas se aplicó un choque térmico, se inocularon en plantas de haba y se colectaron urediniosporas con las cuales se inocularon los experimentos. Los experimentos se realizaron en el Laboratorio Nacional de Royas y Otras Enfermedades de Cereales (LANAREC) del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Campo Experimental Valle de México (CEVAMEX), ubicado a 19° 29’ 88” LN y 98° 54’ 22” LO y una altitud de 2260 msnm en 2023. La cepa CP21 se ha evaluado en campo en estudios previos y se comportó con mayor virulencia en comparación a otras cepas.
Temperaturas de incubación. Sembraron 40 semillas en vasos de unicel con capacidad de 295 mL en invernadero a 18 ± 2 °C. Las plantas de haba fueron regadas con agua potable durante todo el experimento. Las plántulas se fertilizaron a partir del estadio 10 (son visibles el primer par de hojas) con el fertilizante Haifa® Poly-Feed a una concentración de 10 g L-1. Un total de 20 plántulas de haba en estado de desarrollo 13 (tres hojas abiertas), se inocularon mediante aspersión (
± 2 °C.
Concentración de urediniosporas. En este experimento se utilizó el mismo material biológico del hospedante y patógeno, descritos previamente; así como el riego y fertilización. 20 plántulas de haba se inocularon mediante aspersión de 10 días después de la germinación con dos suspensiones de esporas diluidas en aceite mineral Sotrol 170®. La mitad de las plántulas se inoculó con una suspensión de 1 × 106 urediniosporas mL-1 y la otra mitad con una suspensión de 3 × 106 urediniosporas mL-1. La técnica para inoculación se realizó como se describió anteriormente en el experimento temperaturas de incubación. Una vez inoculadas, todas las plántulas fueron colocadas dentro de una cámara bioclimática con temperatura de 18 ± 2 °C, luz continua y 100 % de humedad relativa durante 24 h, la cual fue determinada previamente en el experimento de temperaturas de incubación. Posteriormente, las plántulas se trasladaron a un invernadero con temperatura de 18 ± 2 °C.
Temperatura post-incubación. En este ensayo los componentes biológicos tanto del hospedante como del hongo y el manejo fueron los mismos a los descritos con anterioridad. Se inocularon mediante aspersión, 40 plántulas de haba de 10 días después de la germinación con una suspensión de 3 × 106 urediniosporas mL-1 diluidas en 5 mL aceite mineral Sotrol 170®.
Una vez inoculadas, las plántulas se transfirieron a una cámara bioclimática con temperatura de 18 ± 2 °C, luz continua y 100 % de humedad relativa durante 24 h. Concluido el periodo de incubación de 24 h, las plántulas se dividieron en cuatro grupos de 10 plántulas. Dos grupos se colocaron en dos invernaderos con temperatura controlada; un grupo a 18 °C ± 2 °C y el otro grupo a 22 °C ± 2 °C. Los dos grupos restantes estuvieron en dos invernaderos con temperaturas no controladas; uno estuvo a una temperatura promedio de 20 °C, una mínima de 10 °C y máxima de 35 ºC, el otro grupo estuvo a una temperatura promedio de 24 °C, con mínima de 10 ºC y máxima de 42 ºC.
Concentración de ácido maleico. Sesenta semillas de haba de la línea 5 ICAMEX, se sembraron en vasos de unicel con capacidad de 295 mL bajo condiciones de invernadero. El sustrato utilizado fue turba marca Promix®. Un día después de la germinación estadío 06 (emergencia, el brote traspasa la superficie del suelo) (
Variables evaluadas. Transcurridos 15 días desde la inoculación, en cada experimento se realizó la evaluación de tipo de infección (TI) usando la escala de
LP50 =a + (b/c) * d
a = Tiempo desde la inoculación hasta el último conteo antes de que el 50 % de las pústulas maduraran.
b = Tiempo entre conteos antes y después de que el 50 % de las pústulas maduraran.
c = Incremento en el número de pústulas durante el periodo b.
d = Conteo al 50 % menos el número de pústulas al comienzo del periodo b.
Sólo para el experimento de concentración de ácido maleico, adicionalmente se midió la altura de planta a los siete y 28 días después de la aplicación. Cada factor se evaluó de forma independiente bajo un diseño completamente al azar con 10 repeticiones, donde una plántula fue la unidad experimental. Todos los experimentos se repitieron dos veces. Se realizó un análisis de varianza y la comparación de medias con la prueba de Tukey (p
≤0.05) utilizando el programa estadístico SAS 9.4.
A los ocho días después de la siembra se inocularon con urediniosporas frescas del aislado CP21 de U. viciae-fabae a una concentración de 3 × 106 urediniosporas mL-1. Se utilizó 5 mL aceite mineral (Sotrol® 170) como vehículo diluyente. La inoculación se hizo con un aspersor adaptado a una bomba de vacío de la marca FELISA® modelo 1500. Las plántulas inoculadas se transfirieron a una cámara bioclimática con temperatura de 18 ± 2 °C, luz continua y 100 % de humedad relativa durante 24 h. Después de las 24 h, las plántulas se trasladaron a un invernadero con temperatura de 18 ± 2 °C.
A los 20 días después de la inoculación se evaluó las variables: tipo de infección (TI) utilizando la escala propuesta por
| Tipo de infección | Síntomas |
|---|---|
| 0 | Sin síntomas |
| ; | Motas necróticas |
| 1 | Pústulas diminutas |
| 2 | Pústulas con halos necróticos |
| 3 | Pústulas con halo clorótico |
| 4 | Pústulas sin clorosis y/o necrosis |
Resultados y Discusión
Temperaturas de incubación. La comparación del efecto de dos temperaturas de incubación permitió conocer el comportamiento en la infección en términos de tipo de infección (TI), número y tamaño de pústulas, porcentaje de severidad y período de latencia (PL) (
Los resultados mostraron que ninguna de estas variables (TI, número y tamaño de pústulas, porcentaje de severidad y PL) fue afectada significativamente por las dos temperaturas de incubación (
°C, siendo 20 °C la temperatura óptima de germinación. Esto coincidió con los resultados obtenidos, pues el aislado evaluado desarrolló la enfermedad a temperaturas de 7 y 18 °C. Por su parte
En virtud de que en ambas temperaturas de incubación se desarrolla U. vicia-fabae, es factible utilizar una temperatura de 18 °C puesto que para lograr temperaturas de 7 °C se requiere de sistemas frigoríficos que elevan los costos.

Concentración de urediniosporas. La concentración de urediniosporas de 3 x 106 mostró diferencias significativas (p <0.0001) en las variables de número de pústulas y severidad, con respecto a la concentración 1 x 106, pero sin afectar los períodos de latencia, el PL1 fue de 12 días (d), PL50 13 d y PL100 13.6 d. Tampoco afectó tipo de infección y tamaño de la infección (
0.5 mg de esporas por planta mostraron un TI 4 en ambos genotipos, con severidad de 25 y 30 %, respectivamente.
Temperatura post-incubación. En el
| variables | Temperaturas de post-incubación | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 18 ± 2 °C | Min = 10 ºC | 22 ± 2 °C | Min = 10 ºC | DMS | Pr > F | |
| Prom= 20 ºC | Prom = 24 ºC | |||||
| Max = 35 ºC | Max = 42 ºC | |||||
| Resultados de la repetición uno del experimento | ||||||
| Tipo de infección z | 3 | 3 | 3 | SE | ||
| Número pústulas y | 9.4 | 7.5 | 7.4 | SE | 1.94 | 0.1509 |
| Severidad (%) | 11.5a | 6.9b | 6.1b | SE | 2.38 | 0.0011 |
| Tamaño de pústulas x | 1.1 | 1.1 | 1 | SE | 0.04 | 0.134 |
| PL1w | 11.7a | 11.2b | 11.b | SE | 0.42 | 0.0116 |
| PL50 w | 12.9a | 12.2b | 12.1b | SE | 0.36 | 0.0008 |
| PL100 w | 15.7a | 14.3b | 14.3b | SE | 0.57 | < 0.0001 |
| Resultados de la repetición dos del experimento | ||||||
| Tipo de infección z | 3 | 3 | 3 | SE | ||
| Número pústulas y | 9.03 | 7.3 | 7.1 | SE | 2 | 0.2479 |
| Severidad (%) | 11.5a | 6.7 b | 5.8b | SE | 2.7 | 0.0003 |
| Tamaño de pústulas x | 1.16a | 1.15a | 1.10b | SE | 0.03 | 0.0109 |
| PL1w | 12.0a | 11.1b | 11.0b | SE | 0.16 | < 0.0001 |
| PL50 w | 13.0a | 12.0b | 12.0b | SE | 0.42 | < 0.0001 |
| PL100 w | 16.0a | 14b | 14b | SE | 0.6 | < 0.0001 |

La temperatura post-incubación juega un papel importante en el desarrollo de la enfermedad. En haba se ha reportado que las temperaturas de desarrollo de U. viciae fabae son 22 ± 2 °C (
Concentración de ácido maleico. Las dos concentraciones de ácido maleico afectaron el crecimiento de las plántulas de haba. La concentración de 0.3 g L-1 afectó la altura promedio a los 7 y 28 días, con respecto al testigo en 3 y 40 cm, respectivamente. El efecto fue mayor en la concentración de 0.9 g L-1 pues el crecimiento obtenido a los 7 y 28 días fue 7 y 48 cm menor, respectivamente comparadas con el testigo (

| Variables | Concentración de ácido maleico | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Testigo | 0.3 g L-1 | 0.9 g L-1 | DMS | Pr > F | |
| Resultados de la repetición uno del experimento | |||||
| Altura de planta 1z | 15.6a | 12.7b | 9.6c | 2.1 | < 0.0001 |
| Altura de planta 2 z | 58.9a | 18.7b | 11.3c | 4.2 | < 0.0001 |
| Tipo de infección y | 3 | 3 | 3 | ||
| Número pústulas x | 8.0a | 7.6b | 4.0c | 2.3 | 0.0136 |
| Tamaño de pústulas w | 1.3 | 1.3 | 1.1 | 0.19 | 0.3806 |
| PL1 v | 11.0b | 11.0b | 14.8a | 1.01 | < 0.0001 |
| PL50 v | 12.0b | 11.8b | 16.8a | 0.7 | < 0.0001 |
| PL100 v | 13.0b | 12.6b | 17.a | 0.7 | < 0.0001 |
| Resultados de la repetición dos del experimento | |||||
| Altura de planta 1z | 16.85a | 13.35b | 8.5c | 2.06 | < 0.0001 |
| Altura de planta 2z | 58.95a | 16.9b | 10.3c | 2.05 | < 0.0001 |
| Tipo de infección y | 3 | 3 | 3 | ||
| Número pústulas x | 11.9a | 8.1b | 4.3c | 2.8 | < 0.0001 |
| Tamaño de pústulas w | 1.56a | 1.41a | 0.9b | 0.15 | < 0.0001 |
| PL1 v | 11 b | 11.2b | 15.16a | 0.88 | < 0.0001 |
| PL50 v | 11.9b | 12.3b | 16.8a | 0.86 | < 0.0001 |
| PL100 v | 12.8b | 12.88b | 17.66a | 1.28 | < 0.0001 |
Los resultados obtenidos muestran que a mayor concentración de ácido maleico la altura de la plántula será menor. Un efecto observado fue que el ácido maleico además de afectar la altura de la planta también afectó el desarrollo de la enfermedad puesto que sólo el 50 % de las plántulas tratadas con una concentración de 0.9 g L-1 presentaron esporulación; además, permitió un número y tamaño de pústulas menor comparado con el testigo y con las plantas tratadas con una concentración de 0.3 g L-1. La concentración de 0.9 g L-1 de ácido maleico afectó los períodos de latencia 1, 50 y 100 al prolongar hasta 4 días la esporulación de las pústulas comparadas con el testigo y con la concentración de 0.3 g L-1. Esta observación puede ser útil en caso de que se requiera una esporulación tardía.
Aunque hay pocos estudios de cómo actúa el ácido maleico en los tejidos y células de la planta una posible explicación de los resultados anteriores es debido a que el ácido maleico actúa como inhibidor de la auxina (
El ácido maleico se ha estudiado para el control de hongos.
Esto también pudieran estar sucediendo en la concentración 0.9 g L-1 de ácido maleico aplicado en plantas de haba, pero se requiere de estudios que permitan comprender los modos de acción del ácido maleico.
El ácido maleico se ha empleado como regulador de crecimiento vegetal y como herbicida. En diversas especies se ha utilizado como inhibidor de crecimiento como en papa (Solanum tuberosum), en otras se ha probado que suprime el crecimiento en caléndula (Calendula officinalis), trigo (Triticum aestivum), cebolla (Allium cepa), ajo (Allium sativum), árboles forestales, frutales y ornamentales, así como inhibir la germinación de plantas holoparásitas y malezas (
Con base en los resultados obtenidos, la aplicación de una concentración de 0.3 g L-1, puede ser recomendada para tener una plántula de aproximadamente 20 cm, facilitando el incremento de inóculo y la obtención de cultivos monopústulares, pues una altura de estas dimensiones o menor permite tener un manejo adecuado de la planta, una mayor cantidad de inóculo en espacios reducidos y evitar contaminación cruzada de los aislamientos de roya. Esto permite tener inóculo puro para diversos estudios, como la evaluación de la resistencia genética, diversidad del patógeno, en agresividad o virulencia, evaluación de la efectividad biológica de fungicidas, proceso de patogénesis. En trigo, cebada y avena se emplea el ácido maleico para incrementar el inóculo de las diferentes royas que enferman a estos cultivos. Para el caso de roya amarilla (Puccinia striiformis f. sp. tritici) del trigo, en México, se aplica una dosis de 0.8 g L-1 de ácido maleico para regular su crecimiento (
Las evidencias encontradas fortalecen el propósito en programas de mejoramiento genético para resistencia a royas, permite tener eficiencia y eficacia en los resultados por la uniformidad genética de los monopústulares (
Los resultados sugieren que el método es estable y reproducible, siendo una herramienta útil para hacer evaluaciones en plántulas para conocer las diferentes interacciones que se dan en este patosistema, así como detectar fuentes de resistencia, diversidad del patógeno y su hospedante, la variabilidad patogénica, la determinación de diferenciales para la identificación de razas fisiológicas entre otros estudios, ya que la expresión fenotípica de la interacción del hospedante y el patógeno será altamente confiable.
| Variables evaluadas | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Genotiposz | TI y | PL1 x | PL50 x | PL100 x | No. de pústulasw | Severidadw % | Tamaño de pústula (mm)w |
| Huahuaxtla 1 T | 2 | 12a | 16.0a | 18.0a | 5.8ed | 3.5f | 0.8d |
| Guarrama T | 2.9 | 11b | 14.1b | 16.4b | 5.8ed | 8.2ef | 1.1abc |
| Apizaco 4 T | 3 | 11b | 13.8bc | 15.9c | 4.8e | 7.9def | 1.2ab |
| Apizaco 3 T | 3 | 11b | 13.7bc | 16.3bc | 6.8ced | 11.5bcd | 1.3 a |
| Apizaco 1 T | 3 | 11b | 13.8bc | 15.9c | 6.3ced | 10.1cde | 1.1abc |
| Apizaco 5 T | 2.4 | 11b | 14.0bc | 16.3bc | 7.5ced | 12.0bced | 1.2ab |
| Apizaco 2 T | 2.6 | 11b | 13.9bc | 16.1bc | 6.7ced | 9.4cde | 1 |
| Negra CP M | 3 | 11b | 13.8bc | 16.3bc | 6.9ced | 10.4bcde | 1.2ab |
| Texcoco 1 M | 2.9 | 11b | 13.9bc | 16.9bc | 9.3bc | 13.1bc | 1.0bc |
| Nativitas 1 T | 3 | 11b | 14.0bc | 16.0bc | 8.4bcd | 15.1b | 1.2 a |
| Zacatelco 1 T | 3 | 11b | 13.8bc | 16.4b | 20.4 a | 29.8 a | 1.0bc |
| Oaxaca 1 O | 2.5 | 11b | 14.0bc | 16.3bc | 11.5b | 11.5bcde | 1.0cd |
| 5 ICAMEX M | 3 | 11b | 13.5c | 16.0bc | 8.2bcd | 10.3cde | 1.2 a |
| 0.8 | 0.5 | 0.43 | 3.35 | 4.71 | 0.17 | ||
| Pr > F | <0.0001 | <0.0001 | <0.0001 | <0.0001 | <0.0001 | <0.0001 | |
En los patosistemas más estudiados que involucran una roya, como son diversos cereales y leguminosas, se han caracterizado principalmente dos tipos de resistencia, la resistencia de hipersensibilidad dada por pocos genes que indica poca o nula compatibilidad entre el patógeno y el hospedante, los tipos de infección bajos es considerado como un fenotipo resistente, dependiendo de la escala utilizada, en haba se tiene un comportamiento similar (
En este estudio las condiciones de inoculación, incubación y post-incubación, previamente descritas (

Debido a que no se contaba con un método claro para evaluar la resistencia a U. vicia- fabae en México, se utilizó la línea 5 ICAMEX, la cual se ha reportado como susceptible, pero ahora con datos contundentes y el análisis multivariado. Se puede recomendar utilizar el genotipo Zacatelco 1, ya que es mayormente susceptible que 5 ICAMEX. Huahuaxtla 1, según el análisis multivariado es el de mayor nivel de resistencia. Estudios más detallados y con suficientes repeticiones serán necesarios para caracterizar con mayor precisión estos genotipos y darles el uso adecuado en los programas de mejoramiento, así como estudios de herencia de la resistencia.
Conclusiones
El método de inoculación para reproducir eficientemente a U. viciae-fabae bajo condiciones controladas, consiste en asperjar una concentración de esporas de 3 × 106 urediniosporas mL-1 de aceite Soltrol. La incubación debe hacerse a 18 °C y humedad relativa del 100 %. La temperatura de post-incubación debe ser de 18 °C. La evaluación de la resistencia de los genotipos de haba a roya permitió validar el método de inoculación, siendo confiable, estable y reproducible. Una concentración de ácido maleico de 0.3 g L-1 permite tener plántulas pequeñas para generación de cultivos monopustulares. El Método de inoculación se puede utilizar para estudios del patógeno como del hospedante y la resistencia genética a U. viciae-fabae.



