Producción, caracterización y aplicación de proteinas producidas por Trichoderma spp. Para el control de hongos patógenos de fresa (Fragaria x ananassa duch.) y naranja (Citrus sinensis (L.) Osbeck)

Resumen

El desarrollo de nuevas estrategias de control de las podredumbres en postcosecha basadas en la utilización de sustancias naturales con acción antifúngica es fundamental para que los sistemas de control integrado completen la cadena de producción y comercialización hortofrutícolas. En esta tesis se ha explorado el potencial del conjunto de enzimas líticas extracelulares (filtrados proteicos) producidas por distintas cepas de Trichoderma como estrategia de biocontrol frente a patógenos de postcosecha. El estudio de la viabilidad técnica de estos filtrados se llevó a cabo en tres patosistemas: (i)Podredumbre gris de la fresa causada por Botrytis cinerea; (ii)Podredumbre verde de la naranja causada por Penicillium digitatum y (iii) Podredumbre azul de la naranja causada por Penicillium italicum. Para ello se establecieron condiciones óptimas para la producción de filtrados proteicos de Trichoderma spp. en medio de cultivo líquido en una sola fase, utilizando como fuente de carbono glucosa 5 g/l, como fuente de nitrógeno (NH4)2SO4 1 g/l, suplementado con escamas de quitina 20 g/l durante 96 horas de cultivo. Para la selección de los filtrados se realizó un estudio de caracterización funcional que consistió en determinar la capacidad enzimática, la actividad antifúngica frente a los patógenos diana y la capacidad inductora de mecanismos de defensa de la planta de filtrados proteicos obtenidos de nueve cepas de Trichoderma. Los filtrados proteicos mostraron diferente actividad antifungica frente a los distintos patógenos estudiados. La relación entre las actividades enzimáticas asociadas con el proceso de antagonismo y la actividad antifúngica para cada patógeno ponen de manifiesto que además de las enzimas hidrolíticas relacionadas con el antagonismo, existen otros componentes de alto peso molecular responsables de la actividad antifúngica de los filtrados proteicos frente a los patógenos diana. Asimismo los filtrados proteicos activaron de forma efectiva mecanismos de defensa en la planta. La efectividad de control de los filtrados proteicos sobre el desarrollo de B. cinerea en fresas en postcosecha se evaluó con aplicaciones sobre la planta y flores actuando sobre las infecciones latentes del patógeno. Los experimentos se llevaron a cabo en cultivos de fresa en condiciones de campo durante dos campañas productivas. El filtrado T. harzianum T54 promovió el desarrollo de la biomasa de las plantas, indujo los mecanismos de resistencia sistémica en las mismas e incrementó todos los parámetros de producción evaluados respecto al resto de los tratamientos. El filtrado proteico de T. harzianum T46 fue el único filtrado que mostró control sobre la podredumbre gris (Botrytis cinerea). Los filtrados proteicos de T. atroviride T81 y T. harzianum T46 y T54 aplicados en campo redujeron la incidencia de Rhizopus sp. en frutos en postcosecha. La efectividad de control de los filtrados proteicos sobre el desarrollo de P. digitatum y P. italicum en naranjas en postcosecha se realizó en condiciones semicomerciales. Los filtrados proteicos se aplicaron a naranjas antes y después de haber sido inoculadas artificialmente con los patógenos. La aplicación combinada de los filtrados proteicos con el fungicida imazalil dieron resultados satisfactorios en el control de las podredumbres. Los filtrados proteicos de T. atroviride T81 y T. harzianum T54 constituye una estrategia potencial para el control de patógenos en postcosecha de cítricos ya sea utilizándolos sólos o como componentes de formulaciones de fungicida permitiendo reducir las dosis de fungicida comercialmente recomendadas, disminuyendo la aparición de cepas del patógeno resistentes y el riesgo para la salud humana y el medio ambiente. El desarrollo de nuevas estrategias de control de las podredumbres en postcosecha basadas en la utilización de sustancias naturales con acción antifúngica es fundamental para que los sistemas de control integrado completen la cadena de producción y comercialización hortofrutícolas. En esta tesis se ha explorado el potencial del conjunto de enzimas líticas extracelulares (filtrados proteicos) producidas por distintas cepas de Trichoderma como estrategia de biocontrol frente a patógenos de postcosecha. El estudio de la viabilidad técnica de estos filtrados se llevó a cabo en tres patosistemas: (i)Podredumbre gris de la fresa causada por Botrytis cinerea; (ii)Podredumbre verde de la naranja causada por Penicillium digitatum y (iii) Podredumbre azul de la naranja causada por Penicillium italicum. Para ello se establecieron condiciones óptimas para la producción de filtrados proteicos de Trichoderma spp. en medio de cultivo líquido en una sola fase, utilizando como fuente de carbono glucosa 5 g/l, como fuente de nitrógeno (NH4)2SO4 1 g/l, suplementado con escamas de quitina 20 g/l durante 96 horas de cultivo. Para la selección de los filtrados se realizó un estudio de caracterización funcional que consistió en determinar la capacidad enzimática, la actividad antifúngica frente a los patógenos diana y la capacidad inductora de mecanismos de defensa de la planta de filtrados proteicos obtenidos de nueve cepas de Trichoderma. Los filtrados proteicos mostraron diferente actividad antifungica frente a los distintos patógenos estudiados. La relación entre las actividades enzimáticas asociadas con el proceso de antagonismo y la actividad antifúngica para cada patógeno ponen de manifiesto que además de las enzimas hidrolíticas relacionadas con el antagonismo, existen otros componentes de alto peso molecular responsables de la actividad antifúngica de los filtrados proteicos frente a los patógenos diana. Asimismo los filtrados proteicos activaron de forma efectiva mecanismos de defensa en la planta.