Control Biológico de Enfermedades de Plantas

Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas (PEDECIBA) Área Química

Montevideo,17 al 28 de febrero de 2003

Control Biológico de Control Biológico de Enfermedades de Enfermedades de

poscosechaposcosecha

Dra. Silvana Vero

Montevideo,26 de febrero de 2003

Poscosecha

• La poscosecha de productos agrícolas se concibe como un conjunto de procesos integrados y secuenciados, por los que atraviesa el producto después de la cosecha en su camino hacia el consumidor y que se encuentra estrechamente vinculado a los sistemas de producción (Pelayo, 1992)

Características de la PoscosechaCaracterísticas de la Poscosecha

•• Productos de alto valor agregadoProductos de alto valor agregado•• Los productos cosechados continúan vivosLos productos cosechados continúan vivos•• Continúan su proceso vital, que es esencialmente Continúan su proceso vital, que es esencialmente

destructivo. destructivo. •• Procesos biológicos de esta etapa son:Procesos biológicos de esta etapa son:

–– respiraciónrespiración–– producción de etileno.producción de etileno.–– cambios en la composición cambios en la composición

RespiraciónRespiración

Glucosa + Oxígeno Glucosa + Oxígeno →→ Dióxido de carbono + AguaDióxido de carbono + Agua

Según la tasa de respiración al final de la etapa de Según la tasa de respiración al final de la etapa de maduración:maduración:

•• frutos climatéricos frutos climatéricos •• frutos no climatéricosfrutos no climatéricos

RespiraciónRespiración

RespiraciónRespiración

EtilenoEtileno•• Regulador natural del crecimiento de Regulador natural del crecimiento de

vegetalesvegetales•• Promueve la maduración de los frutosPromueve la maduración de los frutos

Efectos del etilenoEfectos del etileno

Cambios en la composición

AlmacenamientoAlmacenamiento

•• TemperaturaTemperatura•• HumedadHumedad•• AtmósferaAtmósfera

Depende del producto a almacenarDepende del producto a almacenar

Condiciones sugeridas de Condiciones sugeridas de almacenamientoalmacenamiento

Condiciones sugeridas de Condiciones sugeridas de almacenamiento en ACalmacenamiento en AC

Producto Temp. AC( %O2Producto Temp. AC( %O2--%CO2)%CO2)•• Manzana 0Manzana 0--5 15 1--2 02 0--33•• Pera 0Pera 0--5 25 2--4 154 15--1717•• Naranja 5Naranja 5--10 510 5--10 010 0--55

Pérdidas en Pérdidas en postcosechapostcosecha

Producto %pérdidas estimadasPapa 5-40Citrus 23-33Frutas de carozo 30Tomate 5-50%

World Food Shortage:The Third Dimension:Reduction in Food Losses

L. Tomo, et al. Science of Food and Agriculture, July 1990

Enfermedades postcosecha de frutas y vegetales

Wound pathogens

Latent infections

Patógenos en Patógenos en postcosechapostcosecha

•• Principalmente hongosPrincipalmente hongosAscomycetesAscomycetes, , DeuteromycetesDeuteromycetes, , ZygomycetesZygomycetes, ,

OomycetesOomycetes•• Inóculo primarioInóculo primarioCampoCampoPostcosechaPostcosecha

Control por fungicidasControl por fungicidas

FungicidasFungicidas

1987 National Academy of Sciences Report• 90% de los fungicidas utilizados en

alimentos eran potencialmente oncogénicos o carcinogénicos Ej SOPP declarado 2B por IARC

• Los fungicidas representaban el mayor riesgo para la salud de todos los pesticidas usados en alimentos

FungicidasFungicidas

1993 NAS Study on Psticides in the Diets of Infants

• Existen diferencias en la toxicidad de pesticidas entre niños y adultos

• La exposición a los pesticidas de los dos grupos es diferente y debe ser determinada.

FungicidasFungicidas

Problemas asociados con el uso de fungicidas en postcosecha

• Preocupación de los consumidores• Residuos en frutos (Barrera no arancelaria)• Aparición de cepas de patógenos resistentes• Pocos productos permitidos

020406080

100

resistentes (>128) sens ibles (<32)

% de resistentes de P.italicum a TBZ en condiciones de uso

Resistencia a Resistencia a FungicidasFungicidas

Resistencia a fungicidasResistencia a fungicidasCIM (CIM (ppmppm))

Penicillium - Iprodione

0,572%

1621%

2567%

Penicillium - Benzimidazoles

409664%

0,536%

Alternativa:Manejo integrado

• Control químico

• Control biológico

• Metodos físicos o mecánicos.

• Prácticas culturales

Prácticas culturales o de manejoPrácticas culturales o de manejo

•• Evitar heridasEvitar heridas•• Disminuir el inóculo Disminuir el inóculo Sanitización Sanitización apropiada de envases, plantas de apropiada de envases, plantas de

procesamiento, cámarasprocesamiento, cámaras

Control físicoControl físico

AlmacenamientoAlmacenamiento•• TemperaturaTemperatura•• Atmósfera AC, ozonoAtmósfera AC, ozono•• Humedad relativaHumedad relativaTratamientos previos al almacenamientoTratamientos previos al almacenamiento•• CalorCalor•• Radiación UVRadiación UV

OzonoOzono

Reacciona con el Reacciona con el etilenoetileno

Retarda la maduraciónRetarda la maduración

OzonoOzono

Concentración de ozono:Concentración de ozono:

20ppm por 10 horas 20ppm por 10 horas

Temperatura 3 ºCTemperatura 3 ºC

HR 95%HR 95%

Radiación UVRadiación UVInducción de Inducción de respuestas de respuestas de resistencia:resistencia:

••fitoalexinasfitoalexinas

••enzimasenzimashidrolíticashidrolíticas

Control biológico en Control biológico en postcosechapostcosecha

Campo Almacenamiento

Ventajas para el control biológico en Ventajas para el control biológico en postcosechapostcosecha

••Ambiente controladoAmbiente controlado

••Resultados de laboratorio fácilmente transferiblesResultados de laboratorio fácilmente transferibles

Variables en el control Variables en el control biológico biológico postcosechapostcosecha

•• InóculoInóculo•• Variabilidad del producto cosechadoVariabilidad del producto cosechado

Diferentes cultivares, diferente madurezDiferentes cultivares, diferente madurez•• Tratamiento precosechaTratamiento precosecha

Microorganismos antagonistasMicroorganismos antagonistas

Microorganismos antagonistasMicroorganismos antagonistas

Los frutos lavados Los frutos lavados se descomponen se descomponen más rápidamentemás rápidamente

Microorganismos antagonistasMicroorganismos antagonistas•• AislamientoAislamientoSuperficie de frutos, heridas de frutos, a temperatura Superficie de frutos, heridas de frutos, a temperatura

de usode uso•• SelecciónSelecciónSobre el fruto en condiciones de almacenamientoSobre el fruto en condiciones de almacenamiento•• IdentificaciónIdentificación•• CaracterizaciónCaracterización•• Estudios de modo de acciónEstudios de modo de acción•• PotenciaciónPotenciación•• ToxicidadToxicidad

PatógenoPatógeno

•• Aislamiento de cepas nativasAislamiento de cepas nativas•• Caracterización por agresividad y Caracterización por agresividad y

resistencia a fungicidasresistencia a fungicidas•• Selección de cepas para ensayos de control Selección de cepas para ensayos de control

biológicobiológico

Control biológico en manzanasControl biológico en manzanas

100

30 25

65

45 45

100

015 20

5

80

0

20

40

60

80

100

120

Control

A. pululans

Rhodotorula sp

. Cryp

. lauren

tii 4

Cryp. la

urentii

11S. li

quefacie

ns

Porc

enta

je d

e in

cide

ncia

Botrytis cinerea

Penicill ium expansum

Competencia Competencia por nutrientes y por nutrientes y espacioespacio

Modos de acciónModos de acción

MicoparisitismoMicoparisitismo

Inducción de Inducción de resistenciaresistencia

Producción de Producción de antibióticosantibióticos

Competencia por hierro ?Competencia por hierro ?

Productos comerciales

Pseudomonas syringaecepa ESC 10

• Bio-Save 1000

• Bio-Save 110

• Aspire

Pseudomonas syringaecepa ESC 11

Candida oleophilacepa I-182

Usos comercialesUsos comerciales• En 1997 más de 8 millones de libras de

peras ( 75% de las peras almacenadas del Pacífico Noroeste de EEUU) se trataron con BIO-Save 110

• En 1997 8 millones de libras de naranjas y limones en California se trataron con Bio-Save 1000

Fuente: Stack, J.P. 7th International Congress of Plant Pathology

Limitantes de la “primera Limitantes de la “primera generación” de generación” de biofungicidasbiofungicidas

•• Protección menor que los fungicidasProtección menor que los fungicidas(descreimiento)(descreimiento)

•• Acción solamente protectora, no curativaAcción solamente protectora, no curativa•• Costos elevadosCostos elevados

Efecto protector, no curativoA A A

B

A

B BB

A

PotenciaciónPotenciación

•• Potenciación del propio antagonistaPotenciación del propio antagonistaa) Mejoramiento genéticoa) Mejoramiento genéticob) Durante la producciónb) Durante la producciónc) Durante la aplicaciónc) Durante la aplicación

•• Combinación con otros agentes biológicosCombinación con otros agentes biológicos•• Combinación con otros métodos de Combinación con otros métodos de

controlcontrol

Combinación con sustancias Combinación con sustancias naturalesnaturales

•• Previo al ACBPrevio al ACBCarbonato o bicarbonato de sodioCarbonato o bicarbonato de sodio

•• Simultáneo al ACBSimultáneo al ACBCloruro de calcioCloruro de calcioQuitosanoQuitosanoHarpinHarpinEnzimas líticasEnzimas líticas

Segunda generación de ACBSegunda generación de ACB

Combina microorganismos antagonistas con quitosano

Combina microorganismos antagonistas con enzimas líticas

o

Biocoating ImazalilC. saitoanaM-chitosanControl

Late Season LemonsEarly Season Lemons

PERC

ENT

GRE E

NM

O LD

A AB

C C

AA

B

A

B

Efecto del Efecto del quitosano quitosano en la en la protección protección postcosechapostcosecha

HarpinHarpin

•• Proteína de 44kDaProteína de 44kDa•• Aislada de Aislada de Erwinia amylovoraErwinia amylovora en 1992en 1992•• Reconocida como Reconocida como biopesticida biopesticida por la EPApor la EPA•• Induce respuestas de resistenciaInduce respuestas de resistencia•• Producto comercial: Producto comercial: Messenger Messenger (2002)(2002)•• Activo en Activo en postcosecha postcosecha de manzanade manzana

Tratamientos combinadosTratamientos combinados

020406080

100120140160180200

Control

UVC.sait

oana

quitosan

oHarp

in

UV+C.sait

oana

Harpin+C

.saitoan

a

Quitosan

o+C.sait

oana

Tratamientos

AUDP

C 24horas48horas96horas

De De CapdevilleCapdeville et alet al.2002. .2002. PhytophatologyPhytophatology

Tratamiento de frutos cítricosTratamiento de frutos cítricos

•• Lavado con Lavado con hipocloritohipoclorito

•• Lavado con SOPP. •• EnjuagueEnjuague•• FungicidasFungicidas((TiabendazolTiabendazol o o imazalilimazalil))•• Ceras (Fungicida)

Bicarbonato de Bicarbonato de sodio y/o agua caliente sodio y/o agua caliente

Levadura nativa Levadura nativa ++quitosanoquitosano

Lavado con SOPP.

Ceras (Fungicida)

ConclusionesConclusiones

•• Es posible el control biológico en Es posible el control biológico en postcosechapostcosecha

•• Como parte de un manejo integradoComo parte de un manejo integrado•• Es posible lograr estrategias curativasEs posible lograr estrategias curativas•• No se debe exigir a una estrategia de control No se debe exigir a una estrategia de control

biológico más de lo que se espera de biológico más de lo que se espera de fungicidafungicida