Introducción

Las cucurbitáceas, como el zapallo (Cucurbita), el melón (Cucumis melo), el pepino (Cucumis sativus), la sandía (Citrullus lanatus) y la calabaza, son hortalizas de importante valor nutritivo y económico. Pese a su potencial, las cucurbitáceas son susceptibles al ataque de plagas, entre ellas Meloidogyne. Este fitoparásito polífago es capaz de reducir el crecimiento y producción de los cultivos y en razón a su amplia distribución mundial y capacidad de interacción con otros fitoparásitos es uno de los mayores causantes de pérdidas en la agricultura (^{Sikora et al., 2018}; ^{Keinath et al., 2019}). Además, el proceso de infección del sistema radicular contribuye a la entrada de otros fitopatógenos que predisponen a la planta a estrés ambiental perjudicando su desarrollo (^{Marino et al., 2012}; ^{Andrade et al., 2016}), y causante de importantes pérdidas económicas en cultivos de climas tropicales y subtropicales (^{López-Gómez et al., 2015}; ^{Sikora et al., 2018}), así como en cultivos conducidos en sistemas de invernadero o bajo protección de temperaturas inclementes (^{Nyczepir, 2013}). Se reconoce que la presencia de Meloidogyne es el mayor factor limitante para la producción de cucurbitáceas en el mundo (^{Pinheiro et al., 2019}; ^{Ito et al., 2014}).

De esta forma el objetivo del presente estudio fue identificar especies del género Meloidogyne en cucurbitáceas y determinar su distribución y ocurrencia en cuatro provincias de Arequipa, Perú.

Materiales y métodos

La investigación se realizó en cuatro (4) provincias en la región Arequipa, Perú: Arequipa, Caylloma, Camaná e Islay, haciendo un total de 31 puntos de muestreo. La muestra estuvo constituida por raíces con sintomatología característica (Figura 1). El tejido colectado que estuvo envuelto en suelo se colocó en bolsas de polietileno debidamente rotuladas y se conservó en cooler hasta llegar al laboratorio. De cada campo muestreado se colectaron de manera estratificada entre 5 a 10 muestras de raíces de diferentes plantas de cada cultivo, uniformizándose posteriormente. Cuando no se encontró agallas en el tejido, se realizó bioensayos con tomate variedades Rio Grande y Santa Cruz, en base a experiencia o especificación de ^{Taylor y Sasser (1983)}.

Figura 1. Agallas y sintomatología característica ocasionada por Meloidogyne spp. A: Raíz de zapallo (La Joya); B: Raíz de zapallo (Mejía). C: Raíz de sandía (Irrigación San Camilo, La Joya); D: Raíz de sandía (Irrigación San Camilo); E: Raíz de zapallo (Irrigación San Isidro La Joya); F: planta de calabaza infestada por Meloidogyne spp. (Irrigación San Isidro La Joya). 

La identificación bioquímica se llevó a cabo en el mega laboratorio de Nematología de la Escuela Profesional de Agronomía de la Universidad Nacional del Altiplano - UNA. Para su ejecución se tomaron hembras adultas de coloración blanca lechosa y fueron colocadas en tubos capilares con una solución tampón (sacarosa/tritón X-100) y se mantuvieron en refrigeración. Después de extraer las hembras, se preparó el gel de poliacrilamida al 6%, siguiendo la metodología de ^{Carneiro y Almeida, (2001)} y se colocó de manera individual la muestra constituida por hembras maceradas en cada pozo de identificación. Para la interpretación de las bandas obtenidas en el gel se efectuó el cálculo de la movilidad relativa de cada banda polimórfica comparando con la primera banda de M. javanica Est J3 ubicadas en el primer, decimo primero y vigésimo primer pozo.

Resultados y discusión

Se ha observado que Meloidogyne tiene una amplia distribución geográfica que va desde los 30 msnm hasta los 1409 msnm, en las provincias de Arequipa, Caylloma, Islay y Camaná. Su amplio espectro de ocupación denota su capacidad de supervivencia incluso en zonas cercanas al nivel del mar, como es en la punta de Bombón, Mejía y Camaná, o en textura de suelos franco-arcillosos como los de Bombón y “hacienda nueva” en el valle de Tambo. En el proceso de identificación se obtuvo tres fenotipos para M. incognita, dos para M. arenaria, una para M. hapla y una población atípica (Figura 2 y 3).

Figura 2. Perfil esterasa de las poblaciones de Meloidogyne spp. identificadas en las zonas evaluadas. Leyenda. I1 y I2: M. incógnita, S2: Meloidogyne sp., A1 y A2: M. arenaria, H2: M. hapla, y M. sp.: Meloidogyne sp. 

Figura 3. Fenotipos esterasa (Est) de las 35 poblaciones de Meloidogyne spp identificadas en las 31 áreas evaluadas y productoras de cucurbitáceas en las provincias de Arequipa, Caylloma, Islay y Camaná. 

Se encontró tres fenotipos esterasa de M. incognita, correspondientes a M. incognita Est I1 (Rm: 1,00), M. incognita Est I2 (Rm: 1,02 - 1,07), y M. incognita Est S2 (Rm: 0,88 - 1,00); dos fenotipos esterasa de M. arenaria, visualizándose M. arenaria Est A1 (Rm: 1,19) y M. arenaria Est A2 (Rm: 1,184 - 1,25), una de M. hapla Est H2 (Rm: 1,00 - 1,15) y una población atípica de Meloidogyne (Rm: 0,87). El movimiento relativo (Rm) de las bandas esterasas dan a entender que tienen carga, peso molecular y estructura tridimensional diferentes entre sí, es la base para que las biomoléculas se separen en la electroforesis (^{Silva et al., 2016}), por otro lado, la técnica ha permitido observar, identificar y diferenciar entre poblaciones puras y poblaciones mixtas, en concordancia a lo mencionado por ^{Block y Powers (2009)} y ^{Lima-Medina et al. (2017)}. De las cuatro esterasas de Meloidogyne incognita mencionadas por ^{Santos et al. (2012)} y ^{Dos Santos (2016)}, se ha encontrado actividad para tres, que son M. incognita Est I1, M. incognita Est I2 y M. incognita Est S2. El Rm de 1.00 hallado para Meloidogyne Est I1 coincide con el Rm mencionado por ^{Lima-Medina et al. (2013)} y ^{Jaramillo-Pineda (2015)}, quienes además mencionan que la banda polimórfica del fenotipo Est I1 se encuentra a la misma altura de la primera banda del patrón M. javanica Est J3. Con relación a M. incognita Est I2 coincide con ^{Aydinlil y Mennan (2016)}, muestra que las dos bandas de estos individuos se encuentran entre la primera y segunda en relación al patrón, especialmente la primera que está ligeramente más arriba comparada con la primera banda del patrón; además coincide lo mencionado con ^{Dos Santos (2016)} y ^{Machaca (2017)} en la separación entre las dos bandas de 0.05. También el Rm de la segunda banda polimórfica de M. incognita Est S2 coincide con Santos et al. (2012), quien menciona que esta banda se ubica a la misma altura que la del patrón, pero existe diferencia en lo referente a la primer banda entre lo mencionado por ^{Dos Santos (2016)} y lo hallado en este trabajo, con una diferencia de 0,03, esta variación se debe posiblemente a las condiciones de laboratorio como menciona ^{Esbenshade y Triantaphyllou (1990)}, sin embargo, el Rm de 0.87-1.00 coincide con ^{Lima-Medina et al. (2013)}. En cuanto a M. arenaria, se ha identificado actividad para dos de los tres tipos de esterasa mencionados por ^{Dos Santos (2016)}, estos fenotipos esterasa son M. arenaria Est A1 y M. arenaria Est A2, el Rm de la banda del Est A1 y de la primera del Est A2 coincide con ^{Lima-Medina et al. (2013)} y ^{Aldemiro (2016)} con una diferencia de 0,01, además análogo a ^{Huang et al. (2013)} y ^{Aydinlil y Mennan (2016)} las bandas de M. arenaria Est A2 se encuentran ligeramente debajo de la segunda y tercera banda en relación al patrón. Con relación a M. hapla Est H2, el Rm identificado coincide con el hallado por ^{Machaca (2017)}, quién además menciona que la primera y segunda banda de este fenotipo se encuentran ligeramente debajo de la primer y segunda bandas del patrón M. javanica Est J3. Finalmente, Meloidogyne sp. presenta una sola banda polimórfica, ubicada debajo de la primera del patrón, coincide parcialmente en posición con M. incognita Est S1 (Rm: 0,81) identificado por ^{Oliveira (2004)} en Brasil, con una diferencia de 0,06, sin embargo, es prematuro aseverar que correspondan a una de las cuatro esterasas de M. incognita, porque no ha sido posible realizar identificación morfológica, haciendo falta complementar este estudio, así como la purificación de la especie. Por las especies y la variabilidad identificadas, resulta apremiante el establecimiento de sistemas de conducción y manejo, sobre todo con pequeños y medianos agricultores, si se considera lo que menciona ^{Candido et al. (2017)}, que estos agricultores aun conociendo a la plaga y viendo los daños y pérdidas que causa al cultivo, rara vez realizan actividades de control, por desconocimiento del nematodo y de métodos o estrategias de manejo. Es oportuno mencionar coma causal complementaria, la falta de seriedad al ejercer un manejo sanitario adecuado del campo, lo mencionado tiene base en el dialogo ejercido con agricultores del distrito de Vítor, quienes comentan que en los años en que hubo gran demanda de “pimiento paprika”, alquilaron muchos campos de cultivo y realizaron monocultivo campaña tras campaña, descuidando la conservación del suelo, el problema cuando vieron que los rendimientos eran menores a los esperados.

Respecto a la distribución geográfica del “nematodo de las agallas” de las 31 zonas evaluadas, se determinó que el 87,1% se encontraba infestada por Meloidogyne spp como se observa en la Figura 1 y 4, se complementa que el 67,74% corresponden a poblaciones puras y el 19,35% a poblaciones mezcladas, entre dos a tres especies en una misma muestra. En la Figura 2 se observa que en orden decreciente las ocurrencias de M. incognita (62%), M. arenaria (20%), M hapla (11,43%) y Meloidogyne sp. (5,71%).

La mayor ocurrencia de M. incognita coincide con ^{Calderón-Urrea et al. (2016)}, quienes mencionan que es una especie con un área geográfica muy amplia en comparación con otras. Esta aseveración es fortalecida por varios autores, quienes encontraron que M. incognita está en la mayoría de los países de clima tropical o cálidos (^{Magrinelli, 2010}; ^{Onkendi, 2012}; ^{Sikora et al., 2018}). Se destaca que M. incognita es polífago capaz de parasitar cultivos de tomate (Solanum lycopersicum), papa (Solanum tuberosum), vid (Vitis vinifera), maíz (Zea mays), espinaca (Spinacia oleracea), pimiento (Capsicum annuum), papaya (Carica papaya), lechuga (Lactuca sativa), alfalfa (Medicago sativa), melón (Cucumis melo) y diversas cucurbitáceas entre muchos otros cultivos (^{Sikora et al., 2018}).

De acuerdo con los resultados de la investigación, M. arenaria, se encuentra menos frecuente, pero no menos importante, ^{Pinheiro y Amaro, (2010)}, ^{Salam y Qais (2018)} y ^{Martins et al. (2016)} mencionan que M. arenaria es la especie más común y dañina en el cultivo de “melón”. Es importante esta aseveración al considerar que, en el distrito de Vítor, cuatro de los cinco cultivos evaluados fueron de melón y que en tres de ellos M. arenaria estuvo presente.

Figura 4. Porcentaje de ocurrencia de tres especies identificadas de Meloidogyne y una especie atípica. a: Porcentaje de áreas infestadas. b: Porcentaje de especies identificadas. c: Porcentaje de esterasas identificadas. 

Finalmente, se encuentra a M. hapla y la especie atípica de Meloidogyne con 11,43 y 5,71% de ocurrencia respectiva. En la circular técnica elaborada por ^{Pinheiro y Amaro (2010)} acota que las especies más importantes en las cucurbitáceas son M. incognita, M. javanica y M. arenaria y que M. hapla es capaz de parasitar algunas cucurbitáceas, aunque con menor infectividad que las especies anteriores. La investigación realizada ha encontrado a M. hapla como parasito de cultivo de zapallo (Cucurbita maxima) y calabaza (Cucurbita pepo) (Tabla 1).

Respecto a los fenotipos esterasa, se identificó 35, donde M. incognita Est I2 es de mayor frecuencia con 42,86%, seguido por M. incognita Est I1 - 17.14 %, M. arenaria Est A1 - 17,14% y M. hapla Est H2 con 11,43%. En menor proporción esta la especie atípica de Meloidogyne - 5,71%, seguido por M. arenaria Est A2 y M. incógnita.

Tabla 1. Localización, Ubicación geográfica, altura, cultivo, especie identificada, movimiento relativo (Rm) y porcentaje (%) de ocurrencia de Meloidogyne spp. 

*NE: No se encontró Meloidogyne spp.

En el distrito de la Joya en las tres irrigaciones evaluadas, existe un mayor número de poblaciones de M. incognita (Est I1, Est I2 y Est S2), seguido por M. hapla Est H2 (tabla 1), coincidiendo con ^{Machaca (2017)}, quien indica que M. arenaria Est A1 también se encuentra en la zona, afectando cultivos de “paprika” en la irrigación San Camilo.

En el distrito de Vítor, el mayor número de poblaciones corresponde a M. arenaria Est A1, seguido por M. incognita (Est I1 y Est I2). En su investigación, ^{Evans y Perry (2009)} mencionan que M. incognita tiene una correlación positiva con pH alto del suelo; la importancia de este lineamiento es el pH 8 que menciona ^{Becerra (1997)} para los suelos del distrito de Vítor, que ha permitido el desarrollo de M. incognita, pero también el desarrollo de M. arenaria, dejando entrever que habría ejercido su capacidad de supervivencia en el medio, posiblemente aprovechando las circunstancias favorables que le rodean, como es el monocultivo, riego por gravedad que permite la diseminación de la plaga, temperatura media de 18,3 °C, entre otros factores.

En la provincia de Caylloma, en la irrigación de Majes, la mayoría de las poblaciones identificadas fueron M. incognita (Est I1 y Est I2), M. hapla (Est H2) y M. arenaria (Est A1), este podría ser el orden de importancia de las especies de Meloidogyne para esta zona (Tabla 1). En años anteriores, ^{García (1988)} da a conocer la salinidad del suelo de la sección B-3 mayor a 8,3 mmhos/cm y de la sección C-1 como alta (no menciona el rango que determinó en esta sección), pero por sus resultados y por los de esta investigación, se plantea un punto de quiebre parcial con ^{Le Saux y Queneherve (2002)}, ^{Iqbal-Hossain (2014)}, quienes informan que las especies de Meloidogyne, particularmente M. incognita y M. hapla tenderían a moverse hacia zonas menos estresantes.

En la provincia de Islay, en los distritos de La Punta de Bombón y de Mejía, las especies M. incognita (Est I1 y I2) y M. arenaria (Est A1 y A2) son igualmente frecuentes. Se presume que la temperatura media de la zona de 22°C sea limitante para el ingreso de M. hapla, sin embargo, como menciona ^{Wu et al. (2018)}, es característico de esta especie la aclimatación a diferentes cambios de temperatura, por lo que no se descarta que puede estar en otras zonas no muestreadas de la provincia de Islay.

La amplia distribución del género se atribuye a la temperatura y humedad, que oscilan en una media de 19,01 - 23,49 °C y un 55,8 - 83,8% respectivamente, rangos favorables para especies de climas cálidos como M. incognita y M. arenaria y que se ajustan a las demandas de M. hapla. Se coincide con los estudios realizados por ^{Luambano et al. (2015)} quienes mencionan para M. incognita y M. arenaria un rango de 18 - 27 °C y de M. hapla un rango de 15 - 25 °C. Además, el cultivo y la plaga comparten demandas climáticas y edáficas semejantes, de acuerdo con ^{Rojas et al. (2017)} donde las cucurbitáceas evaluadas demandan temperaturas de 20 - 30 °C, humedad relativa entre 60% - 80% y suelos sueltos, de textura franca, profundos y de buen drenaje. Por tal motivo se debe procurar implementar medidas preventivas de control que impidan el ingreso de estas especies a campos donde la plaga está ausente, considerando que en algunos casos esos campos son circundantes a aquellos que sostienen las poblaciones identificadas. Esta apreciación concuerda con ^{Del Valle, et al. (2013)}, quienes mencionan que en medida que se deje pasar el tiempo sin tomar acciones adecuadas, el control se vería dificultado.

En Yarabamba la ausencia del genero puede deberse a la restricción por temperatura, debido a que se registró una media de 14,16 °C, con mínimas de 6,99 °C, temperaturas que no son favorables para el normal desarrollo del nematodo de las agallas, sin embargo en contraste a lo mencionado por ^{Taylor y Sasser (1983)}, que a temperaturas de 4,6°C, los huevos y juveniles de M. hapla son viables he infectivos y a las investigaciones de ^{Wu et al. (2018)}, llevadas bajo criogenia protegida, es posible que, aunque en la zona evaluada no se haya encontrado al nematodo, si podría estar presente en otros puntos de muestreo dentro del distrito y bajo las condiciones ambientales registradas.

Conclusiones

Se identificaron 35 poblaciones de Meloidogyne spp. mediante electroforesis para la enzima esterasa y se determinó que corresponden a: M. incognita Est I1 (Rm: 1,00), M. incognita Est I2 (Rm: 1,02-1,07), M. incognita Est S2 (Rm: 0,88-1,00), M. arenaria Est A1 (Rm: 1.19), M. arenaria Est A2 (Rm: 1,184 - 1.25), M. hapla Est H2 (Rm: 1,00-1,15) y una especie atípica de Meloidogyne (Rm: 0.87). De estas poblaciones, Meloidogyne incognita está distribuida en Arequipa, Caylloma, Islay y Camaná, con mayor ocurrencia M. incognita Est I2, seguido por M. incognita Est I1 y M. incognita Est S2.

La especie M arenaria Est A1 es la más diseminada en las provincias de Arequipa, Caylloma Islay, en cambio M arenaria Est A2 se encuentra solo en Islay. M. hapla Est H2 está distribuida en las provincias de Arequipa y Caylloma. Sin embargo, la especie atípica de Meloidogyne solamente se encuentra en la irrigación San Camilo en la provincia de Arequipa, Perú.

Por último, futuras investigaciones deberán ser realizadas para verificar e identificar los genes de resistencia en diferentes variedades de cucurbitáceas cuando inoculadas con poblaciones de Meloidogyne.