Interacción de plantas y concentración de ergovalina en la mezcla de Lotus tenuis y Schedonorus arundinaceus infectada con el hongo Epichloë coenophiala
DOI:
https://doi.org/10.25260/EA.20.30.1.0.944Resumen
Las poblaciones de Schedonorus arundinaceus (festuca alta) pueden ser infectadas por el hongo endófito Epichloë coenophiala, responsable de la intoxicación del ganado por la presencia de alcaloides fúngicos (i.e., ergovalina). Los efectos de la ergovalina en las pasturas pueden ser atenuados mediante dilución; es decir, intersembrar la población de festuca alta infectada (E+) con leguminosas, con gramíneas libres de endófitos o con ambas. En experimentos de series de reemplazo bajo defoliación se estudió la concentración de ergovalina y la interacción de la mezcla de festuca alta (E+) y Lotus tenuis, una leguminosa forrajera. La interacción entre las especies se analizó mediante el rendimiento relativo total (RYT) de la biomasa forrajera, el índice de agresividad (AI), la cobertura vegetal y la concentración de ergovalina. El trabajo se realizó en condiciones de campo y se aplicaron seis cortes durante el período experimental. Los monocultivos de cada especie tenían una densidad constante de 80 pl/m-2, y las proporciones de las mezclas tenían 20:60, 40:40 y 60:20 pl/m2 de L. tenuis y festuca alta, respectivamente. No hubo mortalidad de plantas de L. tenuis ni de festuca alta. Los rendimientos y la cobertura vegetal de festuca alta, en monocultivo y en mezcla, fueron mayores que en L. tenuis. El RYT fue >1 para todas las mezclas. Según el IA, en la mezcla, festuca alta fue la especie dominante y sobrecompensó el menor rendimiento de L. tenuis. A principios del otoño, la concentración de ergovalina en el monocultivo fue de 1.637±0.594 ng/g, y en la mezcla 40:40 fue 0.407±0.109 ng/g. La producción de forraje fue mayor en las mezclas que en los monocultivos y Lotus tenuis contribuyó a reducir la concentración de ergovalina. Según nuestros resultados, la mezcla 40:40 pl/m2 de festuca alta y L. tenuis fue la mejor combinación de especies. Esta coexistencia podría explicarse por un efecto positivo de L. tenuis sobre el crecimiento de festuca alta mediado por la disponibilidad de nitrógeno. Futuros experimentos deberían analizar la variación en la concentración de alcaloides y la producción de forraje en pasturas de festuca alta de acuerdo a la proporción de L. tenuis y la frecuencia e intensidad de defoliación en diferentes estaciones.
https://doi.org/10.25260/EA.20.30.1.0.944
Citas
Belanger, F. C. 1996. A rapid seedling screening method for determination of fungal endophyte viability. Crop Science 36:460-462. https://doi.org/10.2135/cropsci1996.0011183X003600020040x.
Belesky, D. P., J. A. Stuedemann, R. D. Plattner, and S. R. Wilkinson. 1988. Ergopeptine alkaloids in grazed tall fescue. Agronomy Journal 80:209-212. https://doi.org/10.2134/agronj1988.00021962008000020014x.
Cagaš, B., M. Flieger, and J. Olšovská. 1999. Concentration of ergot alkaloids in Czech ecotypes of Lolium perenne and Festuca pratensis. Grass and Forage Science 54:365-370. https://doi.org/10.1046/j.1365-2494.1999.00183.x.
Cid, M. S., R. C. Fernández Grecco, M. Oesterheld, J. M. Paruelo, A. F. Cibils, and M. A. Brizuela. 2011. Grass-fed beef production systems of Argentina’s flooding pampas. Understanding ecosystem heterogeneity to improve livestock production. Outlook Agriculture 40:181-189. https://doi.org/10.5367/oa.2011.0040.
Clay, K., and C. Schardl. 2002. Evolutionary origins and ecological consequences of endophyte symbiosis with grasses. American Naturalist 160:99-127. https://doi.org/10.1086/342161.
Colabelli, M., M. Agnusdei, A. Mazzanti, and M. Labreveux. 1998. El proceso de crecimiento y desarrollo de gramíneas forrajeras como base para el manejo de la defoliación. INTA EEA Balcarce. Buenos Aires, Argentina. Boletín Técnico 148:1-14.
De Battista, J., N. Altier, D. R. Galdames, and M. Dall’Agnol. 1997. Significance of endophyte toxicosis and current practices in dealing with the problem in South America. Pp. 383-387 in C. W. Bacon and N. S. Hill (eds.). Neotyphodium/Grass Interactions. Plenum Press, New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-0271-9_60.
Doubi, Bi Tra S., K. I. Kouassi, K. L. Kouakou, K. K. Koffi, J. P. Baudoinb, and Bi Irié A. Zoroa. 2016. Existing competitive indices in the intercropping system of Manihot esculenta Crantz and Lagenaria siceraria (Molina) Standley. Journal of Plant Interactions 1:178-185. https://doi.org/10.1080/17429145.2016.1266042.
Dulormne, M., J. Sierra, P. Nygren, and P. Cruz. 2003. Nitrogen-fixation dynamics in a cut-and-carry silvopastoral system in the sub-humid conditions of Guadeloupe, French Antilles. Agroforestry Systems 59:121-129. https://doi.org/10.1023/A:1026387711571.
Evans, T. J., G. E. Rottinghaus, and S. W. Casteel. 2004. Ergot. Pp. 239-243 in K. H. Plumlee (ed.). Clinical Veterinary Toxicology. Mosby, St. Louis, MO.
Evans, T. J., D. J. Blodgett, and G. E. Rottinghaus. 2012. Fescue toxicosis. Veterinary Toxicology 87:1166-1177. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385926-6.00115-0.
Ferrari, D. M., O. R. Pozzolo, and H. J. Ferrari. 2009. Desarrollo de un software para estimación de cobertura vegetal. EEA. INTA Concepción del Uruguay. URL: https://tinyurl.com/tdkrrgq.
Foote, A. P., D. L. Harmon, J. R. Strickland, L. P. Bush, and J. L. Klotz. 2011. Effect of ergot alkaloids on contractility of bovine right ruminal artery and vein. Journal of Animal Science 89:2944-2949. https://doi.org/10.2527/jas.2010-3626.
García, J. A., J. C. Canton, B. L. García, J. F. Micheloud, C. M. Campero, E. J. A. Spath, and E. R. Odrizola. 2017. Retrospective analysis of cattle poisoning in Argentina (2000-2013). Pesquisa Veterinária Brasileira 37:210-214. https://doi.org/10.1590/s0100-736x2017000300002.
García Parisi, P. A., A. A. Grimoldi, and M. Omacini. 2014. Endophytic fungi of grasses protect other plants from aphid herbivory. Fungal Ecology 9:61-64. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2014.01.004.
Gundel, P. E., J. A. Rudgers, and C. M Ghersa. 2011. Incorporating the process of vertical transmission into understanding of host symbiont dynamics. Oikos 120:1121-1128. https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2011.19299.x.
Heard, M. J., and D. F. Sax. 2013. Coexistence between native and exotic species is facilitated by asymmetries in competitive ability and susceptibility to herbivores. Ecology Letters 16:206-213. https://doi.org/10.1111/ele.12030.
Hume, D. E., G. D. Ryan, A. Gilbert, M. Helander, A. Mirlohi, and M. R. Sabzalian. 2016. Epichloë fungal endophytes for grassland ecosystems. Pp. 233-305 in E. Lichtfouse (ed.). Sustainable Agriculture Reviews. Springer International Publishing Switzerland. https://doi.org/10.1007/978-3-319-26777-7_6.
ISTA. 2008. International Rules for Seed Testing. ISTA. Bassersdorf, Germany. Pp. 8-31.
Jacobson, D. R., S. B. Carr, R. H. Hatton, R. C. Buckner, A. P. Graden, D. R. Dowden, and W. M. Miller. 1969. Growth physiological responses and evidence of toxicity in yearling dairy cattle grazing different grasses. Journal of Dairy Science 53:575-587. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(70)86256-7.
Leuchtmann, A., C. W. Bacon, C. L. Schardl, J. F. Jr. White, and M. Tadych. 2014. Nomenclatural realignment of Neotyphodium species with genus Epichloë. Mycology 106:202-215. https://doi.org/10.3852/13-251.
Malinowski, D. P., D. P. Belesky, and J. M Fedders. 1999. Endophyte infection may affect the competitive ability of tall fescue grown with red clover. Journal of Agronomy and Crop Science 183:91-101. https://doi.org/10.1046/j.1439-037x.1999.00322.x.
Malinowski, D. P, and D. P. Belesky. 2000. Adaptations of endophyte-infected cool-season grasses to environmental stresses: mechanisms of drought and mineral stress tolerance. Crop Science 40:923-940. https://doi.org/10.2135/cropsci2000.404923x.
Mendoza, R., I. García, D. Depalma, and C. Fernández López. 2016. Competition and growth of a grass–legume mixture fertilised with nitrogen and phosphorus: effect on nutrient acquisition, root morphology and symbiosis with soil microorganisms. Crop and Pasture Science 67:629-640. https://doi.org/10.1071/CP15257.
Montesinos-Navarro, A., F. Hiraldo, J. L. Tella, and G. Blanco. 2017. Nurse plants transfer more nitrogen to distantly related species. Ecology 98:1300-1310. https://doi.org/10.1002/ecy.1771.
Omacini, M., E. J. Chaneton, and C. M. Ghersa. 2005. A hierarchical framework for understanding the ecosystem consequences of endophyte-grass symbioses. Pp. 141-162 in C. Roberts (ed.). Neotyphodium in cool-season grasses. Blackwell Publishing. Ames, Iowa, USA.
Petigrosso, L. R., M. N. Colabelli, O. N. Fernández, V. Ispizúa, and M. G. Cendoya. 2013. Incidence of the endophyte fungus Neotyphodium coenophialum in pastures of tall fescue differing in age and soil characteristics. African Journal of Agricultural Research 8:2655-2662. https://doi.org/10.5897/AJAR12.2106.
Petigrosso, L. R., S. G. Assuero, O. R. Vignolio, Y. Romano, M. N. Colabelli, A. Salvat, and D. Cristos. 2018. Interacción entre festuca alta infectada con endófito y Lotus tenuis bajo dos frecuencias de defoliación. Revista de Investigación Agropecuaria 44:41-48.
Petigrosso, L. R., P. Gundel, M. N. Colabelli, O. N. Fernández, and S. G. Assuero. 2019. Hongos endófitos en festuca alta: del problema a las soluciones. Revisión. Revista de Investigaciones Agropecuarias 45:292-303.
Philipson, M. N., and M. C. Christey. 1986. The relationship of host and endophyte during flowering, seed formation, and germination of Lolium perenne. New Zealand Journal of Botany 24:125-134. https://doi.org/10.1080/0028825X.1986.10409724.
Pirhofer-Walzl, K., J. Rasmussen, H. Høgh-Jensen, J. Eriksen, K. Søegaard, and J. Rasmussen. 2012. Nitrogen transfer from forage legumes to nine neighbouring plants in a multi-species grassland. Plant and Soil 350:71-84. https://doi.org/10.1007/s11104-011-0882-z.
Quinos, P. M., P. Insausti, and A. Soriano. 1998. Facilitative effect of Lotus tenuis on Paspalum dilatatum in a lowland grassland of Argentina. Oecologia 114:427-431. https://doi.org/10.1007/s004420050466. https://doi.org/10.1007/PL00008819.
R Development Core Team. 2018. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
Rasmussen, S., A. J. Parsons, S. Bassett, M. J. Christensen, D. E. Hume, L. J. Johnson, R. D. Johnson, W. R. Simpson, C. Stacke, C. R. Voisey, H. Hong Xue, and J. A. Newman. 2007. High nitrogen supply and carbohydrate content reduce fungal endophyte and alkaloid concentration in Lolium perenne. New Phytologist 173:787-797. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01960.x.
Refi, R. O., and C. J. Escuder. 1998. Nitrogen fixation by Trifolium repens and Lotus tenuis -based pastures in the Flooding Pampa, Argentina. Agronomie 18:285-297. https://doi.org/10.1051/agro:19980404.
Saikkonen, K., P. E. Gundel, and M. Helander. 2013. Chemical ecology mediated by fungal endophytes in grasses. Journal of Chemical Ecology 39:962-968. https://doi.org/10.1007/s10886-013-0310-3.
Salminen, S. O., D. S. Richmond, S. K. Grewal, and P. S. Grewal. 2005. Influence of temperature on alkaloid levels and fall armyworm performance in endophytic tall fescue and perennial ryegrass. Entomologia Experimentalis et Applicata 115:417-426. https://doi.org/10.1111/j.1570-7458.2005.00303.x.
Scheneiter, J. O., I. I. Kaufmann, A. R. Ferreyra, and R. T. Llorente. 2015. The herbage productivity of tall fescue in the Pampas region of Argentina is correlated to its ecological niche. Grass and Forage Science 71:403-412. https://doi.org/10.1111/gfs.12184.
Scheiner, S. M., and J. Gurevitch. 2001. Design and Analysis of Ecological Experiments. 2nd ed. Oxford University Press.
Schmidt, S. P., and T. G. Osborn. 1993. Effects of endophyte-infected tall fescue on animal performance. Agriculture, Ecosystems and Environment 44:233-262. https://doi.org/10.1016/0167-8809(93)90049-U.
Sevilla, G. H., O. N. Fernández, D. P. Miñon, and L. Montes. 1996. Emergence and seedling survival of Lotus tenuis in Festuca arundinacea pastures. Journal of Range Management 49:509-511. https://doi.org/10.2307/4002291.
Shelby, R. A., J. Olsovska, V. Havlicek, and M. Flieger. 1997. Analysis of ergot alkaloids in endophyte-infected tall fescue by liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry 45:4674-4679. https://doi.org/10.1021/jf970528w.
Soil Survey Staff-USDA. 1999. Soil taxonomy: A basic system for classifying soils. In Agriculture Handbook 436, 871 2nd edn. Washington, DC: United States Government Printing Office.
Strickland, J. R., M. L. Looper, J. C. Matthews, C. F. Rosenkrans, M. D. Jr. Flythe, and K. R. Brown. 2011. St. Anthony’s fire in livestock: Causes, mechanisms, and potential solutions. Journal of Animal Science 89:1603-1626. https://doi.org/10.2527/jas.2010-3478.
Thilakarathna, M. S., M. S. McElroy, T. Chapagain, Y. A. Papadopoulos, and M. N. Raizad. 2016. Belowground nitrogen transfer from legumes to non-legumes under managed herbaceous cropping systems. A review. Agronomy for Sustainable Development 36:58-74. https://doi.org/10.1007/s13593-016-0396-4. https://doi.org/10.1007/s13593-016-0403-9.
Torres, M. S., and J. F. Jr. White. 2010. Grass endophyte-mediated plant stress tolerance: alkaloids ant their functions. In Symbiosis and Stress: Joint ventures in Biology, Celluar origin, Life in Extreme habitats and Astrobiology 17:477-493. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9449-0_24.
Vázquez de Aldana, B. R., A. García Ciudad, I. Zabalgogeazcoa, and B. García Criado. 2001. Ergovaline levels in cultivars of Festuca arundinacea. Animal Feed Science Technology 93:169-176. https://doi.org/10.1016/S0377-8401(01)00285-1.
Vázquez de Aldana, B. R., M. Romo, A. García Ciudad, C. Petisco, and B. García Criado. 2010. Effects of fungal endophyte infection in the grass Festuca rubra on germination and growth of four legume species. Pp. 368‐370 in H. Schnyder, J. Isselstein, F. Taube, J. Schellberg, M. Wachendorf, A. Herrmann, M. Gierus, K. Auerswald, N. Wrage, A. Hopkins (eds.). Grassland in a changing world. EGF. Universitat Götttingen. Grassland Science in Europe. Vol. 15.
Vignolio, O. R., L. Petigrosso, I. Rodríguez, and N. Murillo. 2017. Effects of temperature, photoperiod and defoliation on flowering time of Lotus tenuis (Fabaceae) in Buenos Aires, Argentina. Experimental Agriculture 54:417-427. https://doi.org/10.1017/S0014479717000126.
Villalba, J. J., C. Spackman, B. M. Goff, J. L. Klotz, T. Griggs, and J. W. MacAdam. 2016. Interaction between a tannin-containing legume and endophyte-infected tall fescue seed on lambs’ feeding behavior and physiology. Journal Animal Science 94:845-857. https://doi.org/10.2527/jas.2015-9790.
Weigelt, A., and P. Jolliffe. 2003. Indices of plant competition. Journal of Ecology 91:707-720. https://doi.org/10.1046/j.1365-2745.2003.00805.x.
Zhang, W., S. D. Card, W. J. Mace, M. J. Christensen, C. R. McGill, and C. Matthew. 2017. Defining the pathways of symbiotic Epichloë colonization in grass embryos with confocal microscopy. Mycologia 109:153-161. https://doi.org/10.1080/00275514.2016.1277469.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2020 Lucas R. Petigrosso, Matías García, Osvaldo Vignolio, Adriana Salvat, Diego Cristos, Jorge Castaño
Esta obra está bajo una licencia Creative Commons Reconocimiento 3.0 Unported.
Las/os autoras/es conservan sus derechos de autoras/es: 1) cediendo a la revista el derecho a su primera publicación, y 2) registrando el artículo publicado con una Licencia de Atribución de Creative Commons (CC-BY 4.0), lo que permite a autoras/es y terceros verlo y utilizarlo siempre que mencionen claramente su origen (cita o referencia incluyendo autoría y primera publicación en esta revista). Las/os autores/as pueden hacer otros acuerdos de distribución no exclusiva siempre que indiquen con claridad su origen, así como compartir y divulgar ampliamente la versión publicada de su trabajo.