Comportamiento y estrategias en la reducción de la epidemia del virus de la hoja blanca en norte de Santander

En su ciclicidad la enfermedad conocida como “la hoja blanca del arroz” (HBA) para las zonas arroceras del departamento Norte de Santander ha tenido especial connotación por su comportamiento diferente al resto del país. Con el tiempo, y desde el año 2007 por el apogeo del sistema productivo arrocero dado por rendimientos, precios y disponibilidad de área para producir, se generó un aumento masivo de la siembra de variedades ilegales patrocinadas por los agrocomercios, cuyos rendimientos no muy buenos resultaron ser susceptibles al virus de la hoja blanca del arroz VHBA; enfermedad que no fue tenida en cuenta, solo hasta cuando se atendió el llamado urgente de FEDEARROZ que hacía ver que las pérdidas del rendimiento en los últimos cuatro años posteriores no eran causados por el vaneamiento –en ese entonces muy de moda- sino por la alta incidencia de la enfermedad que en muchas áreas sobrepaso el 50% de afección; ocho años después de la lección “aprendida” y de la introducción de Fedearroz 2000 como herramienta genética de resistencia se reporta tan solo del 2% de afección en campo y una población capaz de transmitir el virus a cualquier variedad susceptible. Aún quedan rezagos de la irresponsabilidad de algunos productores que siguen sembrando problemas para los demás, y que fue una de las principales causas y punto de partida que género la epidemia en el 80% del área afectando incluso a variedades nacionales de alto rendimiento.

El Departamento anualmente siembra cerca de 32000 hectáreas de arroz en nueve de los 40 municipios, bajo el sistema de riego por gravedad o bombeo y en melgas o piscinas que corresponde a áreas promedio de tenencia de 8,5 has (ENAM, 2013). Excepto el municipio de La Esperanza que se encuentra en la región occidental, los restantes ocho municipios fronterizos en el oriente se concentran como la principal zona arrocera del departamento.

El comportamiento cíclico de la enfermedad (VHBA) se ha presentado en el departamento en diferentes épocas y ha tenido variedades susceptibles como eje de partida y expansión del foco de infección: en los años 1971 en la variedad IR22, en 1982 en la variedad CICA 8, en 1995 en Oryzica Caribe 8 y en el año 2009 en variedades de contrabando como Cimarrón, Sativa, Venezuela 21 y SD20, afectando las variedades Colombianas F733, F473 y los materiales de tecnología F Clear Field. Figura 1.

Figura 1. Ciclos de la enfermedad del virus de la hoja blanca en Norte de Santander

Vector Tagosodes orizicolus. Dada la facilidad de diseminación y la complejidad de la enfermedad, la cual está determinada por la interacción de diferentes factores como: el genotipo de la variedad, el comportamiento del vector, el virus y el ambiente; se ha identificado la resistencia varietal como la mejor estrategia de control de la enfermedad (Morales y Jennings, 2010).

El virus VHBA tiene la capacidad de afectar tanto a la planta del arroz como al desarrollo del insecto vector sogata (Tagosodes orizicolus). Los síntomas se observan en toda las partes áreas de la planta desde los primeros 20 días de edad de emergencia y se estimó para el año 2009 perdidas de población por muerte de plántulas entre el 10% y 15%. Como síntomas visibles en las hojas se observan rayas cloróticas o amarillentas, variegación o mosaico que al fusionarse forman manchas amarillas o blancas a lo largo de esta; en la planta enanismo, necrosis o muerte en estados tempranos, secamiento descendente, reducción del macollamiento y pérdida de altura. En la panícula deformación y distorsión del raquis, espiguillas manchadas, en forma de pico de loro con granos deformes vanos o parcialmente llenos. Por lo general las plantas infectadas con VHBA fueron más susceptibles a la enfermedad conocida como helmintosporiosis Figura 2.

Las poblaciones del vector “Sogata”, transmisor de la enfermedad en los últimos cinco años han sido muy bajas, sin sobrepasar los 60 insectos por cada diez pases dobles con jama entomológica (pdj). Para el año 1993 se presentó un aumento desproporcionado de la población del insecto alcanzado más de 2000 insectos por cada 10 pdj, ocasionado por el bombardeo químico constante y aunado al fuerte verano de los meses de diciembre a marzo; para entonces, los daños fueron de tipo mecánico causando fuertes pérdidas económicas pero la incidencia en campo de la enfermedad no fue mayor al 1%; población que volvió a la normalidad (después de recibir entre 4 a 5 aplicaciones de diversos ingredientes insecticidas) solamente con la presencia de las fuertes y prolongadas lluvias.

Figura 2. Sintomatología del VHBA en hojas y panículas de la planta del arroz

En el año 2007 en un muestreo realizado en diferentes variedades cultivadas en el distrito de riego se evidencio una población de sogata de 30 individuos en F 2000, de 26 en F473, de 25 en F60, de 17 en F Victoria 2, de 47 individuos en Cimarrón a la edad de 32 días después de emergencia y los porcentajes de VHBA en variedades colombianas no fue mayor al 1,7% en cambio en Cimarrón para el mismo año, se registró el 6%. (Cuevas, 2009) El auge de siembras para el año 2008, el aumento del área de siembra en municipios como Puerto Santander y Cúcuta, los buenos precios y la “bonanza arrocera” llevaron a la siembra descontrolada de variedades venezolanas conseguidas a precios irrisorios y patrocinadas por financiadores que solo pensaron en obtener beneficio económico. Figura 3.

Figura 3. Población de Sogata y el % de BHVA, distrito de riego del Rio Zulia, 2007.

La incidencia en variedades en el año 2008 aumento pasando del 1,7% al 5,2% en F2000, 2,3% en F733, 3,2% en F60, 3.0% en F50 y 7,1% en cimarrón. Es evidente la presencia de la enfermedad en la mayoría de las áreas cultivadas en el año 2009 y 2010 y para los mismos años se incrementa el invierno y la presencia de altos porcentajes de vaneamiento, con presencia de la bacteria Burkholderia glumae. Figura 4

Figura 4. Porcentaje de incidencia de VHBA en variedades, distrito del riego del Rio Zulia, 2008.

Con el aumento en las siembras de variedades foráneas susceptibles, se incrementa la virulencia de los insectos e incidencia de la enfermedad en zonas como Restauración, Risaralda y Limoncito del distrito de riego. Estos sitios considerados como puntos calientes se constituyen en focos de infección para los vectores potenciales y en la propagación de la enfermedad en campo hasta alcanzar niveles altos para incidencia

Para el año 2010 otras variedades susceptibles a parte del Cimarrón como Sativa, Venezuela 21 y SD 20 ingresan de contrabando, en el mismo año en gira realizada por algunos productores de la región, al país de República Dominicana, introducen en sus valijas semillas de Prosequiza, variedad de largo periodo vegetativo, la cual se dispersa en diferentes áreas y se manifiesta en su primera siembra la susceptibilidad a la enfermedad, lo que empieza a agravar y agudizar el problema, aun más, cuando de ellas se dejan socas, al punto de observar áreas cultivadas con más del 50% de incidencia de la enfermedad.

Tanto la incidencia como la severidad de la enfermedad se hacen iguales y las pérdidas económicas son altas; Fedearroz promueven talleres informativos, de identificación y programas de veda para las siembras de variedades foráneas y aun así, las siembras de estas poco se reducen. Las poblaciones de vectores se observan en mayor cantidad en variedades como Sativa y Cimarrón; la alta incidencia se aumenta a otras zonas del distrito de riego y entre las variedades se destaca el buen comportamiento de F2000 como variedad resistente a la enfermedad. Como estrategia de reducción Fedearroz FNA se compromete a suministrar toda la semilla requerida de esta variedad con exclusividad para Norte de Santander; estas semillas vienen tratadas con insecticidas, fungicidas biológicos y acompañamiento técnico como valor agregado para reducir la epidemia. Figura 5.

Figura 5. Escala de susceptibilidad de variedades al VHBA sembradas en Norte de Santander

Los muestreos de insectos sogata para virulencia a nivel del país incluye a los adultos hembras y machos de la especie Tagosodes orizicolus. Para Norte de Santander se incluyó también la especie Tagosodes cubanus reportada como transmisora del virus en malezas como Echinochloa colona durante la epidemia no se han evidenciado síntomas de hoja blanca en esta maleza. Figura 6

Figura 6. Especies de sogata T. orizicolus hembra y macho (izquierda), T. cubanus (derecha)

Para efectos de clasificación de las zonas arroceras por su nivel de riesgo y virulencia de vectores, estas se categorizan como Puntos Calientes (PC), Puntos Urgentes (PU) y Puntos Normales (PN), siendo los calientes aquellas fincas o zonas cuya población ha sido declarado como peligrosa en la transmisión del virus. Por ello, se implementó en el país un monitoreo de las poblaciones de sogata T. orizicolus para establecer el nivel de riesgo por su virulencia, mediante la metodología de muestreo secuencial de Wald, para la aplicación de la prueba serológica de E.L.I.S.A. (Pérez et al., 2012).

La prueba serológica de E.L.I.S.A. por sus siglas en inglés (Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay) se ha utilizado durante varias décadas para establecer la presencia del virus en plantas o en poblaciones de sogata como insecto vector. Hasta el año 2010 los resultados se expresaron en términos de porcentaje de individuos afectados del total de los analizados. Para el 2011 en convenio de cooperación FEDEARROZ Fondo Nacional del Arroz y el- CIAT Unidad de Virología y estadística, se puso en marcha y a prueba el muestreo secuencial para análisis de vectores utilizando el método de Wald (Wald´s Sequential Probability Ratio Test - SPRT). El método con alto grado de confiabilidad y mínimo error permisible declara a la población analizada como sana (N) o virulenta (V) referida a la capacidad de transmisión del virus sin importar el porcentaje de infección.

Esta metodología toma de una muestra de 100 insectos grupos de 12 para determinar entre 1 y hasta 8 secuencias la capacidad de transmisión que tiene el vector. Para el año 2011 de 81 muestras de insectos en fincas analizados, solo 4 de ellas no presentaron virulencia (N). Se realizaron variaciones en el muestreo para determinar el comportamiento de las poblaciones vectores en un mismo lote cultivado del señor Alejandro Mayorga sembrado con la variedad F733, allí, se muestreo por separado orillas, intermedios y centros, junto con una muestra de toda el área, los análisis no presentaron diferencia alguna en la capacidad de transmisión. En la zona de Banco de Arena (Cúcuta) se observó diferencia en la coloración de las sogatas y se dividió la muestra en insectos oscuros e insectos más claros siendo en ambos casos virulentos (V).

Al analizar las sogatas afectadas por endoparásitos y ectoparásitos estas fueron también positivos (V) para la transmisión del virus; los parasitoides siempre elegirán a sus huéspedes sanos para propagar su especie, es probable que estos vectores tanto ninfas como adultos ya parasitados adquieran el virus después y al momento de alimentarse sobre plantas enfermas; Dos individuos de insectos llamados loritos verdes (Hortensia similis) fueron reportados virulentos y de igual manera todas las muestras de Tagosodes cubanus; algunas muestras que no han terminado la secuencia aparecen como no determinados (ND);

La situación del complejo sogata- VHBA para el resto del país va en aumento y la detección de nuevos puntos calientes como en El Retén Magdalena, Ambalema, Lérida y Venadillo en el Norte del Tolima, y también en Purificación y Espinal al sur del Tolima se han reportado como focos de infección de la enfermedad y aumento de poblaciones de sogata con capacidad de transmisión del virus. Figura 7.

Figura 7. Porcentaje de colonias virulentas y no virulentas por zonas y Municipios de Colombia. Fuente Fedearroz- CIAt 2011

Entre los años 2011 y 2013 el 95% del área del departamento Norte de Santander se sembró con la variedad F2000; los niveles de incidencia de la enfermedad en campo cayeron hasta en 1,5% y hoy difícilmente se evidencia la presencia de esta. Fedearroz 2000 se constituye como alternativa varietal de manejo de la enfermedad HBA, debido a que se ha identificado que tiene un QTL mayor (gen) en el brazo corto del cromosoma 4 y un QTL mayor en el cromosoma 5 que contribuye a su resistencia a T. orizicolus (Romero et al., 2014). Estas características genéticas de F2000 hacen que pueda soportar una mayor carga de vectores cada vez más virulentos que otras variedades. Así mismo su buen comportamiento agronómico y la calidad molinera del grano han permitido su uso masivo; esta es una condición de mono variedad, justificada frente a la gravedad de la epidemia y reflejada en la recuperación de 1,5 toneladas (perdidas por la epidemia y el vaneamiento), las cuales aumentaron los promedios para el año 2013. Figura 8

Figura 8. Comparativo de Incidencia (%) del VHBA por variedades, Norte de Santander

La eliminación de socas de Cimarrón, Venezuela 21, SD20 y Prosequiza han contribuido a la reducción de la enfermedad y la posibilidad de alimentación de los vectores potenciales. No obstante, la virulencia de los insectos aumento de acuerdo a los resultados serológicos en algunas fincas del municipio de Cúcuta, tan solo en el primer muestreo secuencial arroja 6 insectos virulentos de 12; todas las muestras de insectos tomadas en las fincas son positivas y aparecen en rojo en la tabla 4.

Tabla 1. Resultado del Análisis serológico secuencial de virulencia de sogata en fincas de Norte de Santander 2013

Tres condiciones importantes influenciaron en la construcción de la epidemia de VHBA para el departamento Norte de Santander: primero la existencia de una población compuesta por vectores activos capaces de transmitir el virus; la segunda una alta disponibilidad de variedades susceptibles como inoculo que aumentaron los vectores activos y redujeron los vectores potenciales y tercera, la siembra intensiva y escalonada con socas y resocas. El efecto que el virus causa en el insecto y el desarrollo lento y progresivo de la enfermedad son responsables de la naturaleza cíclica de las epidemias de VHBA. Por hábito alimenticio y preferencia varietal el insecto en estado adulto y algunas ninfas colonizan el campo procedentes de cultivos vecinos, bordas y caballones o de áreas con residuos de cosecha; posteriormente se establecen y las hembras inician su ovoposición y si están infectadas por el virus sus progenies estarán en capacidad de transmitirlo; cuando un insecto sano se alimenta de un hospedero infectado el período de incubación del virus en el insecto es de 15 a 20 días y después que el insecto inyecta el virus el periodo de incubación en la planta se da entre 7 a 14 días; cuando las condiciones de alimentación no le son favorables por la calidad de alimento migran a otras áreas. Figura 9.

Figura 9. Comportamiento poblacional del insecto sogata en el cultivo del arroz, Cúcuta 2013

Construir una epidemia local en tan solo dos años debería tener otro ingrediente que contribuyo a ocasionar estas pérdidas económicas; un muestreo en diferentes localidades del país y en fincas en Cúcuta para analizar y secuenciar el virus VHBA obtenido de las hojas del arroz con síntomas visibles mostró variantes del virus a nivel de nucleótidos en las secuencias del RNA-3 y RNA-4 estos resultados preliminares podría indicar la ocurrencia de co-infecciones de distintas cepas y recombinaciones entre ellas. (Leyva et all, 2014).Para el año 2014 se inicia un trabajo de investigación interinstitucional conjunto en busca de la variabilidad genética del virus de la hoja blanca, con énfasis en el comportamiento de Norte de Santander buscando la interacción insecto- genotipo- ambiente en el desarrollo del virus

La epidemia localizada de VHBA ha permito demostrar a los productores que la responsabilidad social sobre el cultivo del arroz es un deber de todos y que haciendo las labores planificadas, concertadas y asesoradas técnicamente se logra un bienestar común sin perjuicio de la permanencia de los cultivadores. Es fácil generar un problema sanitario buscando una falsa economía al utilizar semillas susceptibles. En dos años se generó una epidemia y en los cuatro años siguientes apenas empezamos a deslumbrar un alivio con la resistencia dada por F2000, la eliminación de socas y resocas de variedades susceptibles, la reglamentación de las épocas de siembra por parte del ICA y el trabajo en equipo entre los productores y la Federación. Hoy día tenemos una población de vectores más virulentos, una variabilidad climática cada vez más intensa y variante del virus para la región. No solo la variedad resistente hará la tarea, es también el compromiso de todos los productores y la cadena productiva quienes debemos velar por la sanidad del sector.

Cuevas A. 2009. La hoja blanca: enfermedad silenciosa que avanza en zona de frontera. ARROZ: Vol.57 No.480 mayo-junio P 4-9

DANE-FEDEARROZ. 2013 Encuesta Nacional de Arroz Mecanizado (ENAM). Comunicado de prensa II semestre de 2013. En www.dane.gov.co

Leyva et al 2014. Evaluación preliminar de la diversidad genética del virus de la hoja blanca del arroz vhba en zonas arroceras de Colombia .Laboratorio de Virología, Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Colombia.FEDEARROZ-Fondo Nacional del Arroz.Mimeografiado.

Perez et al. 2012. Evaluación de la virulencia de Tagosodes orizicolus (hemíptera: Delphacidae) usando muestreo secuencial de Wald (MSW). Memorias 39 Congreso Sociedad Colombiana de Entomología.

Morales F.J. y Jennings P. 2010. Rice hoja blanca a complex plant-virus-vector pathosystem. CAB Reviews: Perspective in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources.Vol 5, N°43.

Romero, L.E., Lozano,I. Garavito,A., Carabali, S.J., Triana, M. Villareal, N, Reyes, L. Duque, M.C. Martinez, C.P., Calvert,L. y Lorieux, M. 2014. Major QTLs Control Resistance to Rice Hoja Blanca Virus and Its Vector Tagosodes orizicolus. Genes, Genomes , Genetics G3. Vol 4 N°1, pp 133-142