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Esta enfermedad sigue siendo la principal que afecta a la fruta de hueso a nivel mundial

SOS Monilinia: estrategias sostenibles de biocontrol para combatir la podredumbre marrón en fruta de hueso

Autores: Jesús Val1, María Ángeles Moreno1, Héctor Calvo1, Azahara Díaz1, Sara del Río1, Esther Arias2, Ana Pilar Gracia3 y Mª Eugenia Venturini3 

Grupo de Investigación en Alimentos de Origen Vegetal: 1Estación Experimental de Aula Dei (Consejo Superior de Investigaciones Científicas)2Fundación Parque Científico Tecnológico Aula Dei3Universidad de Zaragoza

23/06/2020

Este artículo resume los objetivos y los primeros resultados obtenidos en el proyecto 'Estrategias sostenibles para combatir la podredumbre marrón en fruta de hueso (SOS Monilinia)' financiado por el Gobierno de Aragón y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional a través del programa operativo 'Construyendo Europa desde Aragón' 2014-2020 (proyecto LMP130_18). En dicho proyecto se evalúa la actividad de la cepa de B. amyloliquefaciens BUZ-14, combinado o no con goma tara, para controlar la podredumbre marrón tanto en cultivo como en la post-cosecha de frutos de hueso. Los primeros resultados apuntan a un excelente control de la enfermedad en campo, con una incidencia menor al 10 %, que se refuerza cuando el tratamiento de biocontrol es también aplicado en post-cosecha donde no se observa incidencia de podredumbre marrón.

Antecedentes y objetivos

Los principales frutos de hueso cultivados en nuestro país son el melocotón, la nectarina, el albaricoque, la cereza y el ciruelo destacando el melocotonero (incluido el nectarino) con 49.868 ha. (FAO, 2018). Aragón produce el 29% de los melocotones de nuestro país y el 31% de las nectarinas (MAPA, 2018). Los mayores problemas en su comercialización surgen en años lluviosos cuando el riesgo de aparición de podredumbres durante su distribución y venta aumenta significativamente. Monilinia spp. es el agente causante de la podredumbre marrón, principal enfermedad que afecta a la fruta de hueso a nivel mundial y que, en años con climatología favorable para el desarrollo del hongo, puede afectar al 80 % de los frutos (Larena et al., 2005). Las principales especies descritas que pueden causar esta enfermedad son Monilinia laxa (Aderh et Rulh), Monilinia fructigena (Honey en Whetzel) y Monilinia fructicola (Wint) (Byrde y Willetts, 1977). M. fructicola, a diferencia de las otras dos, no se detectó en el Valle del Ebro hasta el año 2009 (De Cal et al., 2009) y estuvo incluida en la lista de organismos de cuarentena de la UE hasta finales de 2014.

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El método más utilizado a lo largo de los últimos años para combatir las podredumbres ha sido el uso de fungicidas, pero actualmente sus inconvenientes y limitaciones están aumentando. Las leyes cada vez son más estrictas, y todo apunta a que el uso de productos fitosanitarios químicos para el control de las podredumbres va a reducirse paulatinamente. El Reglamento (UE) 2015/408 que propone la sustitución de 77 materias activas empleadas actualmente en la elaboración de fitosanitarios de uso tanto en precosecha como en postcosecha aumenta la necesidad de buscar nuevas alternativas más sostenibles para el medio ambiente. Dentro de estas sustancias se encuentran algunos compuestos a base de cobre (hidróxidos, óxidos, oxicloruros…), los azoles (ciproconazol, tebuconazol o difenoconazol), el ciprodinilo o la bifentrina, todos ellos usados en los estadios iniciales antes y durante la floración como medidas preventivas, principalmente frente a Monilinia spp. y pulgones.

Debido a ello, muchas de las investigaciones públicas y privadas que actualmente se están llevando a cabo buscan alternativas a estos tratamientos orientando sus esfuerzos al desarrollo de biofungicidas. Algunos de estos tratamientos están constituidos por agentes microbianos antagonistas del patógeno a eliminar (lucha biológica o biocontrol). En el año 2013, la EFSA (European Food Safety Authority) publicó un informe con las sustancias activas producidas por microorganismos utilizadas para el control de infecciones en plantas, donde se detallan las sustancias generadas por gran parte de especies del Gº Bacillus, incluido Bacillus amyloliquefaciens (EFSA, 2013). Este género bacteriano es capaz de producir metabolitos secundarios con una fuerte actividad antifúngica (Alvarez et al., 2012), así como compuestos orgánicos volátiles (Gotor-Villa et al., 2017). Actualmente, hay varios productos registrados en el MAPAMA como fitosanitarios, muchos de ellos basados en este género bacteriano (Amylo-X WG, Serenade AS, Florbac).

El presente proyecto tiene como objetivo general el estudio del potencial de la cepa B. amyloliquefaciens BUZ-14 (actualmente B. velezensis) como agente de biocontrol (ABC) de la podredumbre marrón en frutos de hueso tanto en pre- como en postcosecha. BUZ-14 fue aislada de la superficie de frutos del aclareo de melocotón y ha demostrado una elevada actividad antifúngica en estudios in vitro e in vivo (Calvo et al., 2017, 2019) frente a numerosos patógenos postcosecha y especialmente frente a M. laxa y M. fructicola.

Para ello se seguirán los siguientes objetivos específicos:

  • Identificación de las especies de Monilinia spp. que afectan a las plantaciones experimentales de fruta de hueso.
  • Aplicación del agente de biocontrol BUZ-14 en campo: optimización de los formulados, eficacia y estudio de sus mecanismos de acción.

El ABC se aplicará en aquellos momentos del ciclo fenológico que se hayan identificado como más sensibles a la infección. En este punto es necesario establecer la necesidad de la combinación del agente de biocontrol con un 'carrier' formulado con goma tara que garantice tanto su fijación al material vegetal y que en caso de aplicación de productos fitosanitarios lo proteja de un contacto directo. Una vez aplicado el agente o el agente combinado con goma tara se realizarán muestreos para contabilizar las poblaciones de BUZ-14, lo que nos informará de su supervivencia en el cultivo y de la necesidad del 'carrier' empleado.

  • Desarrollo de una estrategia de aplicación del ABC en postcosecha.

Se establecerá la dosis óptima de aplicación y se determinará la incidencia de podredumbres y la dinámica poblacional del ABC. Paralelamente se estudiará la capacidad del ABC para la producción de compuestos volátiles y su papel en el control de las podredumbres.

Primeros resultados: campaña 2019

Las parcelas seleccionadas se encuentran en las instalaciones del CSIC en la Estación Experimental de Aula Dei. Tras la prospección de las parcelas presentes en la Estación se seleccionaron dos de ellas, una cultivada con una variedad de melocotón (Andros x Calante) y otra con una variedad de nectarina (Venus x Big Top). Ambas parcelas han mostrado durante los años anteriores elevada incidencia de podredumbre marrón. En la prospección de las parcelas se detectaron abundantes momias y chancros que en el caso del melocotón afectaban al 100% de los árboles y en la nectarina al 73%. Para la determinación de las cepas fúngicas causantes de la podredumbre marrón, en las parcelas de estudio se procedió a la toma de muestras de material vegetal en las 'momias' y ramas para posteriormente proceder al aislamiento y detección mediante técnicas microbiológicas y moleculares de las cepas de Monilinia spp. existentes en cada parcela. En un 83,3% de las muestras analizadas se detectó la presencia de Monilinia spp. de las cuales un 60% se identificaron como M. laxa y un 40 % como M. fructicola.

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Fotografía 1. Aplicación de los tratamientos de biocontrol en melocotoneros Andros x Calante en las parcelas experimentales de la Estación Experimental de Aula Dei (Montañana, Zaragoza, España).

Los formulados del agente de biocontrol fueron producidos por la empresa X-Trem Biotech (Granada, España). Para la formulación con goma tara se añadieron 2 g de goma y 3 g de calcio por litro de agua. En el caso del formulado combinado con BUZ-14 el agente de biocontrol se añadió en proporción 1:5 una vez formulada la goma Tara. Las aplicaciones con los formulados naturales comenzaron coincidiendo con la floración, momento considerado de alto riesgo para la penetración del patógeno. Por tanto, desde la fase final de plena floración hasta 15 días antes de la madurez comercial de los melocotones, se realizaron un total de cuatro aplicaciones de los tratamientos en las siguientes fechas: 15.03.2019, 16.04.2019, 20.06.2019 y 28.08.2019. Los productos se aplicaron mediante atomización con ayuda de unas mochilas de aplicación de fitosanitarios en campo (fotografía 1). En el momento anterior a las aplicaciones e inmediatamente después de éstas se realizó un seguimiento del crecimiento/mantenimiento del ABC en los frutos (tabla 1). Dichos resultados nos permitieron determinar la buena distribución del agente en los frutos y su supervivencia en el cultivo. Como se puede observar, inmediatamente tras los tratamientos con el agente de biocontrol sin combinar con goma tara, los recuentos son elevados (6-8 unidades formadoras de colonia (ufc)/g) sobre todo en el caso de la primera aplicación en flor. La falta de follaje en esta primera aplicación permite una aplicación más intensa en las flores que va disminuyendo conforme aumenta la vegetación y el tamaño del fruto. Un mes tras la primera aplicación se observa que el ABC disminuye 4 unidades logarítmicas situándose en 4 unidades. No es de extrañar este resultado ya que en este intervalo las flores se transforman a frutos con lo cual el agente tiene muchas probabilidades de disminuir e incluso de no ser detectado. En las siguientes aplicaciones, separadas 2 meses entre ellas, la disminución es de 2-3,5 unidades logarítmicas. Sin embargo, siempre detectamos recuentos en torno a las 4 unidades lo que garantiza la supervivencia de nuestro tratamiento en las condiciones del cultivo. En la combinación de BUZ-14 con goma tara las concentraciones iniciales inmediatamente tras la aplicación son menores ya que en este caso el bioformulado ha sido diluido 5 veces. En el primer mes la concentración disminuye pero manteniéndose siempre en torno a las 3,5-4 unidades logarítmicas lo que también garantiza su supervivencia. Cabe destacar por tanto la supervivencia de BUZ-14 en las distintas condiciones ambientales tanto en primavera como en el periodo estival.

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Tabla 1. Recuentos de Bacillus amyloliquefaciens BUZ-14 (log unidades formadoras de colonia (UFC)/g)) antes y después de cada tratamiento realizado en campo con las distintas formulaciones de agentes antifúngicos naturales (antes = momento anterior a la aplicación del tratamiento, después = 1 día tras la aplicación de los agentes antifúngicos).

En el momento de la recolección se determinó la incidencia de la podredumbre marrón (fotografía 2) en los distintos tratamientos (tabla 2). Como se puede observar la disminución de la incidencia fue notable en todos los lotes tratados siendo la menor para los frutos tratados con la combinación del ABC y la goma tara con tan sólo un 6,9 % de incidencia frente al 23,5 del control sin tratamiento. Cabe también destacar el efecto protector tanto del ABC como de la goma tara aplicados individualmente con incidencias de 8,1 y 8,9 %, respectivamente.
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Fotografía 2. Podredumbre marrón en melocotones Andros x Calante en el momento de la recolección.

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Tabla 2. Incidencia de la podredumbre marrón en melocotones Andros x Calante en el momento de la cosecha (incidencia en recolección).

La incidencia de la podredumbre marrón también se estableció tras la conservación de los frutos durante 10 días a 1 °C y posterior simulación del período de comercialización (4 días a 20 °C). Como se puede observar en la tabla 3 la incidencia en post-cosecha aumenta considerablemente estando el 80% de los frutos control afectados de podredumbre marrón. Esta incidencia se ve enormemente disminuida en los frutos procedentes de árboles tratados con BUZ14, 18,9% en el lote tratado sólo con BUZ y 20,9 % cuando el agente fue combinado con goma tara. También es destacable el efecto protector de la goma Tara ya que solo el 27% de los frutos mostraron podredumbre.

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Tabla 3. Incidencia de la podredumbre marrón en melocotones Andros x Calante tras la conservación en refrigeración y posterior simulación del período de comercialización (10 días a 1 °C + 4 días a 20 °C).

Con los melocotones recolectados también se procedió a reforzar el tratamiento mediante la aplicación mediante baño de un formulado a base de BUZ-14 en una concentración 1:5 durante 5 minutos. Tras la aplicación de dicho formulado, los melocotones se almacenaron en refrigeración durante 10 días a 1 °C y posterior simulación del período de comercialización de 4 días a 20 °C. Tras 4 días a temperatura ambiente el 88,9% de los melocotones control estaban afectados de podredumbre marrón con una severidad de grado 3,1 mientras que ninguno de los melocotones tratados con BUZ-14 presentó signos de podredumbre. Es destacable por tanto, el efecto sumativo que ejerce el tratamiento post-cosecha a la protección adquirida durante los tratamientos pre-cosecha que también fue muy elevada (tan sólo 18,9% de frutos afectados de podredumbre frente al 80% en los no tratados).

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Referencias bibliográficas

  • Calvo, H.; Marco, P.; Blanco, D.; Oria, R.; Venturini, M.E. (2017). Potential of a new strain of Bacillus amyloliquefaciens BUZ-14 as a biocontrol agent of postharvest fruit diseases. Food Microbiology 63, 101-110.
  • Calvo, H.; Mendiara, I.; Arias, E.; Blanco, D.; Venturini, M.E. (2019). The role of iturin A from Bacillus amyloliquefaciens BUZ-14 in the inhibition of the most common postharvest fruit rots. Food Microbiology 82, 62-69.
  • EFSA. 2013. Scientific support, literature review and data collection and analysis for risk assessment on microbial organisms used as active substance in plant protection products –Lot 1 Environmental Risk characterisation.
  • Gotor-Vila, A.; Teixidó, N.; Di Francesco, A.; Usall, J.; Ugolini, L.; Torres, R.; Mari, M. (2017). Antifungal effect of volatile organic compounds produced by Bacillus amyloliquefaciens CPA-8 against fruit pathogen decays of cherry. Food Microbiology 64, 219–225.
  • Larena, I., R. Torres, R.; De Cal, A.; Linan, M.; Melgarejo, P.; Domenichini, P.; Bellini, A.; Mandrin, J.F.; Lichou, J.; de Eribe, X.O.; Usall, J. (2005). Biological control of postharvest brown rot (Monilinia spp.) of peaches by field applications of Epicoccum nigrum. Biological Control 32, 305-310.

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