RESUMEN Colletotrichum truncatum (Schwein.) es uno de los hongos patógenos causantes de antracnosis en papaya (Carica papaya L.). El objetivo de este estudio fue determinar los cambios en la expresión de genes relacionados con la patogenicidad de C. truncatum en su interacción con hojas de papaya Maradol. Las esporas del hongo se inocularon en hojas escindidas; se analizaron muestras de tejidos inoculados al inicio (0 h) y a las 2, 6, 16, 20, 24, 48, 60, 72, 96 y 120 h después de inoculación (hdi). Se determinó la expresión relativa de los genes quitina sintasa (CHS1), β-1-3 glucano sintasa (GLS1) y cutinasa (CUT1) respecto al tiempo. El gen CHS1 se expresó de manera permanente y alcanzó su máximo nivel de expresión a partir de las 2 hdi; el perfil de expresión del gen GLS1 coincidió con el de CHS1 al inicio de la infección, pero al final de la misma (120 hdi) la expresión de GLS1 volvió a aumentar significativamente. La expresión del gen CUT1 se consideró tardía porque el máximo se alcanzó a las 120 hdi. Estos genes se relacionan con la producción de estructuras de infección y desarrollo del patógeno en hojas de papaya Maradol durante la infección. Los resultado sugieren que la síntesis de quitina y β-1-3 glucanos se asocia con la etapa de producción de estructuras de infección (apresorios, hifas de infección, conidios y acérvulos) y que la función de la cutinasa es posterior, posiblemente durante la lisis de la cutícula del hospedante.

SUMMARY Colletotrichum truncatum (Schwein.) is one of the pathogenic fungi that causes anthracnose in papaya (Carica papaya L.). The objective of this study was to determine changes in gene expression related to the pathogenicity of C. truncatum in interaction with Maradol papaya leaves. Fungal spores were inoculated on detached leaves; tissue samples inoculated at the beginning (0 h) and at 2, 6, 16, 20, 24, 48, 60, 72, 96 and 120 h hours after inoculation (hai) were analyzed. The relative expression of chitin synthase (CHS1), β-1-3 glucan synthase (GLS1) and cutinase (CUT1) genes was determined trough time. The CHS1 gene is always expressed and reached its maximum expression after 2 hai; the expression profile of the GLS1 gene coincided with that of CHS1 at the beginning of the infection, but at the end (120 hai) the expression of GLS1 increased significantly again. The expression of the CUT1 gene was considered late because the maximum was reached at 120 hai. These genes are related to the production of infection structures and pathogen development in Maradol papaya leaves during infection. Results suggest that the synthesis of chitin and β-1-3 glucans is associated with the stage of production of infection structures (appresoria, infection hyphae, conidia and acervuli) and that the function of cutinase ocurrs later, possibly during the lysis of the host cuticle.

Abstract Colletotrichum species are causal agents of anthracnose in a wide host range. According to taxonomic studies, Colletotrichum is phylogenetically classified into nine clades; the molecular identification of especies complexes is based on different conserved genomic regions. In Mexico, 46 Colletotrichum species have been reported, from which 28 were identified at morphological level and 18 at molecular level. The main species reported are C. gloeosporioides and C. truncatum as they affect a great number of hosts such as papaya, chili, mango, lemon, avocado, among others. This wide range of hosts may be because these species have different infection strategies according to the host: intramural subcuticular colonization or intracelular colonization. Control strategies for Colletotrichum spp. include physical, chemical and biological control, among others. The objective of this review is to know the status of Colletotrichum species in Mexico.

Resumen Las especies del género Colletotrichum son agentes causales de antracnosis en un amplio rango de hospedantes. De acuerdo con estudios taxonómicos, Colletotrichum se clasifica filogenéticamente en 9 clados; la identificación molecular de los complejos de especies se basa en distintas regiones genómicas conservadas. En México, se han reportado 46 especies de las cuales 28 se identificaron a nivel morfológico y 18 a nivel molecular. C. gloeosporioides y C. truncatum son las principales especies reportadas que afectan a un mayor número de hospedantes como papaya, chile, mango, limón y aguacate, entre otros. Este rango amplio de hospedantes puede deberse a la habilidad del hongo de emplear diferentes estrategias de infección: colonización intramural subcuticular o colonización intracelular. Las estrategias de control en Colletotrichum spp. incluyen control físico, químico y biológico, entre otras. El objetivo de esta revisión consiste endescribir el estado actual de las especies de Colletotrichum en México.

ABSTRACT Colletotrichum truncatum is a pathogenic fungus causing anthracnose in papaya fruit (Carica papaya L.) and responsible for losses on postharvest. The purpose of this workwas to induce the infection process of C. truncatum on fruit of papaya cv. Maradol under controlled conditions and to describe the disease progress by histopathological and light microscopy tools in order to elucidate the pathogen life cycle. Direct cuticle penetration by appresoria occurred around 30 h after inoculation (hai); the intramural hyphae grew on the epidermic cell wall layer at 30-48 hai;necrotrophic colonization started at 72 hai; intracellular hyphae grew into parenchymal cells causing extensive cell wall degradation in association to water-soaked lesions production. The time for the host cuticle breakdown occurred between 96-148 hai. The pathogen life cycle was completed at 96 hai with acervuli formation. Microscopic observations on papaya fruits revealed that C. truncatum is a subcuticular intramural pathogen.

RESUMEN Colletotrichum truncatum es un hongo patógeno causante de antracnosis en fruto de papaya (Carica papaya L.) y responsable de pérdidas postcosecha. El objetivo de este trabajo fue inducir el proceso de infección de C. truncatum en frutos de papaya var. Maradol bajo condiciones controladas y decribir el progreso de la enfermedad mediante herramientas histopatológicas y microscopía óptica para elucidar el ciclo de vida del patógeno. La penetración directa de la cutícula por medio de apresorios ocurrió alrededor de las 30 h después de inoculación (hdi); las hifas intramurales crecieron en las paredes celulares de células epidérmicas a las 30-48 hdi; la colonización necrotrófica inició a las 72 hdi; hifas intracelulares crecieron dentro de celulas de parénquima causando una extensiva degradación celular lo cual se asocia a la producción de lesiones típicas de antracnosis. El rompimiendo de la cutícula del hospedero ocurrió entre las 96-148 hdi. El ciclo de vida del patógeno se completó a las 96 hdi con la formación de acérvulos. Las observaciones microscópicas en frutos de papaya revelaron que C. truncatum es un patógeno intramural subcuticular.

Abstract. Colletotrichum truncatum is a pathogenic fungus causing anthracnose in several hosts; the infection process of this pathogen in papaya leaf as well as studies of the same strain of C. truncatum in different hosts is unknown. The aim of this study was to describe the infection process of a Colletotrichum truncatum strain by histological techniques in papaya and pea leaves. In both hosts, direct penetration occurred through appressoria around 20 h after inoculation (hai). In papaya, intercellular hyphae grew at 24-60 hai; the necrotrophic colonization began at 60 hai; intracellular hyphae grew in mesophyll cells causing extensive cellular degradation; in contrast, in pea primary infection hyphae began at 36 hai, secondary infection hyphae (necrotrophic state) began at 72 hai. In both hosts, the acervuli were observed at 96 hai, which was associated with typical anthracnose lesions. C. truncatum behaved as intramural subcuticular pathogen in papaya and as intracellular pathogen in pea; so that, the infection strategy is dependent on the host.

Resumen. Colletotrichum truncatum es un hongo patógeno causante de antracnosis en diversos hospedantes; se desconoce el proceso de infección de este patógeno en hojas de papaya, así como el comportamiento de una misma cepa de C. truncatum en distintos hospedantes. El objetivo de este estudio fue describir, mediante técnicas histológicas, el proceso de infección de una cepa de C. truncatum en hojas de papaya y chícharo. En los dos hospedantes, la penetración del hongo ocurrió de manera directa por medio de apresorios alrededor de las 20 h después de la inoculación (hdi). En papaya, las hifas crecieron intercelularmente a las 24-60 hdi; la colonización necrotrófica inició a las 60 hdi; hifas intracelulares crecieron en células del mesófilo causando una extensiva degradación celular; en contraste, en chícharo se observaron hifas primarias de infección a partir de las 36 hdi, las hifas secundarias de infección (estado necrótrofo) se observaron a las 72 hdi. En ambos hospedantes, los acérvulos se observaron a las 96 hdi, lo cual se asoció con la producción de lesiones típicas de antracnosis. Colletotrichum truncatum se comportó como patógeno intramural subcuticular en papaya y como hemibiótrofo intracelular en chícharo; por lo que la estrategia de infección es dependiente del hospedante.