First report of bacteria associated with soft rot in yellow pitahaya (Selenicereus megalanthus haw.) in Colombia crops

Primer reporte de bacterias asociadas a pudrición blanda en pitahaya amarilla en cultivos de Colombia (Selenicereus megalanthus haw.)

Colombia is the ninth largest producer of dragon fruit in the world and the department of Boyacá is the largest with 440 hectares planted. Bacterial phytopathogens can cause pitahaya fruit losses and low yields by producing stem soft rot. This research aimed to study and identified possible agents of bacterial diseases of pitahaya in Boyacá, Colombia. Thirteen farms in the region were selected to take 20 samples by means of a targeted and random sampling of stem and fruit tissues with soft rot symptoms in the early stages of the disease. A process of microbiological isolation, biochemical and molecular taxonomic identification of the isolated bacteria. The 16s rRNA gene sequences of the V2-V5 region were edited by removing the primers, assembling and obtaining the consensus sequence of the primers 1100R-337F and 800R -518F. The phylogenetic analysis was performed by BLAST at NCBI, using the “Classifier” and “SeqMatch” tools from the RDP website, and phylogenetic trees were created by multiple alignment using the MUSCLE algorithm and the Tamura Nei distance method was performed. Signs like blisters and mucilaginous fluids, symptoms like yellow and brown chlorotic spots, soft rot, and liquefaction were identified, and possible vectors like flies and ants were report. Twenty-five bacterial morphotypes were identified classifieds in 4 phyla, 9 families and 13 genera. The analysis of the 16S rRNA gene sequences of the bacterial strains showed a 98 to 100% identity with Enterobacter cloacae, Pectobacterium carotovora and Paenibacillus glucanolyticus, reported in other studies as causing the soft rot of the pitahaya stem and fruit. New species were reported as possible pathogenic bacteria of pitahaya: Pantoea cypripedii, Kluyvera intermedia and Klebsiella oxytoca. Infectivity assays did not have positive results. The microbiota identified in the stages of the necrotrophic phase or final stage of soft rot of the stem belong to the genera Achromobacter, Sphingobacterium, Pseudomonas, Klebsiella, Paenibacillus, Bacillus, Stenotrophomonas and Microbacterium. In the fly Leptoglossus zonatus associated with the crop were identified Pseudomonas fulva and Lysinibacillus fusiformis were identified. This is also the first official report of a complex of possible phytopathogen bacteria of the order Enterobacterales (Enterobacteriacea, Erwiniaceae and Pectobacteriaceae family) in symptoms by bacterial disease on pitahaya Colombian crops. Identification of the bacteria in a pathogenic system can guide chemical and biological control practices in order to increase the productive and export potential of exotic and orphan crops from small local farmings.

Colombia es el noveno productor de pitahaya amarilla en el mundo y el Departamento de Boyacá es el mayor productor con 440 hectáreas plantadas. Los fitopatógenos bacterianos pueden causar pérdidas de frutos de pitahaya y bajos rendimientos al producir la pudrición blanda de los tallos. El objetivo de esta investigación fue estudiar e identificar posibles agentes de enfermedades bacterianas de la pitahaya en Boyacá, Colombia. Trece (13) fincas de la región fueron seleccionadas para la toma de 20 muestras mediante un muestreo dirigido y al azar de tejidos de tallo y frutos con síntomas de pudrición blanda en estadios iniciales de la enfermedad. Se realizó un proceso de aislamiento microbiológico, identificación bioquímica y taxonómica molecular de las bacterias aisladas. Las secuencias del gen ARNr 16s de la región V2-V5 fueron editadas mediante la eliminación de los primers, ensamblaje y obtención de la secuencia consenso de los primers 1100R-337F y 800R -518F. El análisis filogenético fue hecho por BLAST en el NCBI, por las herramientas “Classifier” y “SeqMatch”, del sitio Web del RDP y se realizaron árboles filogenéticos mediante alineamiento múltiple usando el algoritmo MUSCLE y el método de distancias de Tamura Nei. Se registraron signos como ampollas y fluidos mucilaginosos, síntomas como manchas cloróticas amarillas y marrones, pudrición blanda y licuefacción, y se reportaron posibles vectores como moscas y hormigas. Veinticinco (25) morfotipos de bacterias fueron clasificados en 4 filos, 8 familias y 13 géneros. El análisis de las secuencias del gen ARNr 16S de las cepas bacterianas mostró una identidad del 98 al 100% con Enterobacter cloacae, Pectobacterium carotovora y Paenibacillus glucanolyticus, reportados en otros estudios como causantes de la pudrición blanda del tallo y fruto de pitahaya. Se reportaron nuevas especies como posibles bacterias patógenas de pitahaya: Pantoea cypripedii, Kluyvera intermedia y Klebsiella oxytoca. Los ensayos de infectividad no arrojaron resultados positivos. La microbiota identificada en los estadios de la fase necrotrofa o final de la pudrición blanda del tallo podría estar conformada por los géneros Achromobacter, Sphingobacterium, Pseudomonas, Klebsiella, Paenibacillus, Bacillus, Stenotrophomonas y Microbacterium. En la mosca Leptoglossus zonatus asociada al cultivo se identificó Pseudomonas fulva y Lysinibacillus fusiformis. Este es el primer registro oficial de un complejo de posibles bacterias fitopatógenas del orden Enterobacterales (familia Enterobacteriaceae, Erwiniaceae y Pectobacteriaceae) en síntomas por enfermedad bacteriana en cultivos colombianos de pitahaya. La identificación de las bacterias de un pato-sistema puede orientar las prácticas de control químico y biológico con el fin de incrementar el potencial productivo y de exportación de los cultivos exóticos y huérfanos de las pequeñas fincas locales.