Aumento del conocimiento sobre la resistencia inducida, una herramienta para mejorar la poscosecha

Dov Prusky y Gianfranco Romanazzi indagan en la investigación sobre la resistencia inducida para comprender sus mecanismos de acción   Las pérdidas poscosecha representan del  5% al 25% en los países desarrollados y entre el 20% y el 50% en los países en desarrollo. Estos valores dependen del producto, el cultivar y las prácticas de comercialización y manipulación. En consecuencia, la reducción de la pérdida y el desperdicio de alimentos es un importante desafío social, económico, nutricional y ambiental en todo el mundo. La FAO informó que el 14% de todos los alimentos producidos en el mundo se pierde. Este valor no incluye los niveles de venta minorista y consumo, donde se desperdicia el 17%.  

Pérdidas y desperdicio de alimentos

Técnicamente, las pérdidas de alimentos incluyen lo que ocurre desde el productor hasta el comercio minorista. Por su parte, el desperdicio de alimentos comienza en el mercado minorista y termina en el hogar del consumidor. La pérdida y el desperdicio de alimentos pueden ser causados por senescencia, degradación fisiológica, daños mecánicos, maduración mejorada, simple pérdida de agua debido a cambios de composición y deterioro del cultivo por organismos de descomposición. El desarrollo de cultivares innovadores con color, forma o sabor mejorados tiene un valor comercial limitado sin condiciones de almacenamiento adecuadas que proporcionen una mayor resistencia a la descomposición poscosecha. Además, las limitaciones en el uso de fungicidas sintéticos de amplio espectro han aumentado la incidencia de hongos que antes se consideraban patógenos menores. Este es el caso de los hongos patógenos de los géneros Rhizopus, Mucor, Alternaria, Aspergillus y Penicillium.  

Reducir las limitaciones para ampliar la capacidad de almacenamiento de los cultivos

Actualmente, los consumidores demandan frutas y hortalizas más saludables y disponibles durante todo el año. No obstante, el control de las enfermedades poscosecha es un factor limitante para ampliar la capacidad de almacenamiento de los cultivos. En respuesta, la investigación sobre la resistencia inducida en productos almacenados ha aumentado considerablemente en los últimos 25 años (Figura 1, imagen superior). Esto ha llevado al despliegue práctico de tecnologías de resistencia inducida como alternativas importantes a los fungicidas sintéticos para controlar las enfermedades poscosecha. La inducción de defensas del huésped en frutas y verduras incluye la aplicación de tecnologías físicas, químicas y biológicas exógenas que provocan cambios fisiológicos en la planta para aumentar las defensas contra los hongos patógenos que causan la pudrición. Es importante destacar que la resistencia inducida confiere protección contra un amplio espectro de patógenos que causan podredumbres poscosecha durante el almacenamiento y la vida útil. Esto le otorga un papel central en las estrategias integradas de manejo de enfermedades. Los avances en el desarrollo de herramientas científicas (por ejemplo, biología molecular, genómica, etc.) han permitido un mejor seguimiento de los procesos biológicos.  

Comprensión holística del comportamiento poscosecha

Este monitoreo del proceso ha aumentado la comprensión holística de la calidad poscosecha de frutas y verduras frescas. Esta está influenciada por combinaciones de tecnologías aplicadas antes y durante el almacenamiento (por ejemplo, reguladores de crecimiento y fungicidas), así como por las temperaturas de almacenamiento, la atmósfera de almacenamiento y las condiciones previas. y protocolos de para los almacenes de confección. En consecuencia, las herramientas holísticas que pueden proporcionar una descripción integrada de cómo una variedad de factores bióticos y abióticos alteran la resistencia del huésped se vuelven fundamentales para mejorar la calidad de los cultivos y la salud del consumidor. Esta revisión destaca cómo estas herramientas han permitido desentrañar los efectos de la madurez del huésped, los procesos de maduración y la senescencia sobre el mecanismo de resistencia inducida a las enfermedades poscosecha.  

Contenido

• Fisiología poscosecha de frutos y su susceptibilidad a patógenos poscosecha
• Mecanismos fisiológicos de resistencia del huésped a patógenos durante la maduración del fruto.
• Comparación de las condiciones fisiológicas de los frutos que contribuyen a la inducción de resistencia en frutos climatéricos y no climatéricos.
• Mecanismos de inducción de resistencia en frutos: objetivos de tratamiento y respuestas del huésped.
• Resistencia inducida por tratamientos poscosecha
• Resistencia inducida en frutos no climatéricos
• Resistencia inducida en frutos climatéricos.

 

Conclusiones

La resistencia inducida en tejidos de frutas y vegetales es una herramienta para conferir una mayor protección contra las podredumbres  poscosecha durante el almacenamiento y la vida útil. La aplicación de diversos estímulos abióticos y bióticos desencadena respuestas fisiológicas del huésped, induciendo la acumulación de compuestos de defensa que limitan el crecimiento de los hongos, retrasando la senescencia de la fruta, preservando la juventud fisiológica de la fruta durante períodos más prolongados y mejorando la capacidad de la planta para defenderse de patógenos invasores. Por lo tanto, la resistencia inducida puede:

1. ofrecer una estrategia de defensa contra muchos patógenos de plantas que son difíciles de controlar mediante genes de resistencia únicos;
2. dar lugar a mecanismos específicos de activación de respuestas de defensa;
3. modular mecanismos que están ampliamente presentes en muchos cultivos frutales;
4. activar mecanismos en los frutos que se consideran seguros e incluso pueden aumentar la calidad de los frutos mediante el aumento de compuestos beneficiosos (fenoles con actividad antioxidante); y
5. ser activo durante todo el desarrollo de la planta y el fruto, abriendo posibilidades para el control de enfermedades tanto antes como después de la cosecha.

Comentamos los momentos óptimos de inducción de la respuesta de la planta a los diferentes inductores. Las frutas y hortalizas, una vez cosechadas, muestran una disminución en la capacidad de respuesta a la inducción de resistencia con la progresión de la maduración y la senescencia. La investigación actual se centra en el descubrimiento de nuevos inductores de resistencia y comprender sus mecanismos de acción para aplicarlos en el momento adecuado. Las investigaciones futuras también deberían examinar las modificaciones atmosféricas que pueden inducir resistencia al influir en la fisiología y la maduración del huésped. El estudio de los mecanismos bioquímicos implicados en la respuesta del huésped se beneficiará de las innovaciones tecnológicas para controlar la expresión genética. Los esfuerzos futuros también deberían tratar de comprender la contribución de las poblaciones microbianas (como microbioma) a las interacciones entre el huésped y el patógeno. Además, de verificar sus posibles efectos en la resistencia inducida y, si son positivos, optimizar el momento de las aplicaciones antes y después de la cosecha. Una mayor implementación de tecnologías de resistencia inducida reducirá la aplicación de pesticidas sintéticos. Así se avanzaría hacia un enfoque sostenible deseable en la producción y protección de plantas.  

A destacar

1. La resistencia inducida reduce la incidencia de enfermedades causadas por hongos patógenos poscosecha. Esto lo consigue al modular la progresión de la maduración y la senescencia y al limitar la capacidad del patógeno para invadir el tejido vegetal.
2. Se observó resistencia inducida tanto en frutos climatéricos como no climatéricos.
3. El proceso de resistencia inducida en frutos susceptibles a enfermedades se observa con mayor intensidad en condiciones que retrasan la maduración.
4. La interacción de la resistencia constitutiva con la resistencia inducida crea un punto de apoyo contra la patogénesis. Esta se ve afectada por el estado fisiológico del fruto y su respuesta.

 

Problemas futuros

1. La investigación debe buscar nuevos estímulos de diversos orígenes para desencadenar respuestas fisiológicas del huésped que mantengan el producto fisiológicamente más joven por más tiempo y con una mayor acumulación de compuestos nutracéuticos.
2. Se deben impulsar esfuerzos para descubrir nuevos inductores de resistencia como compuestos que mejoren la calidad de frutas y verduras (por ejemplo, bioestimulantes) y la comprensión de sus posibles efectos sobre las enfermedades poscosecha.
3. Se deben invertir esfuerzos para comprender mejor el efecto del potencial de inducción de resistencia de las poblaciones microbianas en las interacciones huésped-patógeno como posibles factores que modulan la resistencia de la fruta.
4. Se deben caracterizar nuevos metabolitos secundarios inducidos en frutas y verduras tratadas, ya que pueden afectar el sabor y la calidad nutricional.

 

Resumen

Las frutas y verduras cosechadas son perecederas, están sujetas a desecación, muestran un aumento de la respiración durante la maduración y son colonizadas por hongos patógenos poscosecha. La resistencia inducida es una estrategia para controlar enfermedades provocando procesos bioquímicos en frutas y verduras. Esto se logra modulando el progreso de la maduración y la senescencia, lo que mantiene el producto en un estado de mayor resistencia a los hongos que causan la descomposición. La utilización de la resistencia inducida para proteger los productos se ha mejorado gracias a herramientas científicas que caracterizan mejor los cambios fisiológicos en las plantas. La resistencia inducida ralentiza la disminución de la inmunidad innata después de la cosecha y aumenta la producción de respuestas defensivas que inhiben directamente los patógenos de las plantas. Este aumento de la respuesta de defensa en frutas y verduras contribuye a mayores cantidades de fenoles y compuestos antioxidantes.  De esta manera, se mejora tanto la calidad como el aspecto del producto. Esta revisión resume los mecanismos y tratamientos que inducen resistencia en frutas y verduras cosechadas para suprimir la colonización de hongos. Además, destaca la importancia de la madurez del huésped y la etapa de maduración como condiciones limitantes para la mejor expresión de los procesos de resistencia inducida.  

Fuente

Induced Resistance in Fruit and Vegetables: A Host Physiological Response Limiting Postharvest Disease Development Dov Prusky & Gianfranco Romanazzi Annual Review of Phytopathology, Vol. 61:279-300 (Volume publication date September 2023) First published as a Review in Advance on May 18, 2023 https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-021722-035135 https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-phyto-021722-035135?fbclid=IwAR0spsi8aW81GbMKevCeWCsrJ5MOVH4bd9gCL1SwVO8vHKkWqquiEDftjT4_aem_AZJpmG9r8LXtqaSMZgqv1VqfN-IgwYC7vhg39pWjeDIyAWg2scViK4BC9WQ5f1ux4wQ   La imagen es la Fig. 1 del artículo original. Número de artículos disponibles a través de Scopus durante los últimos 25 años utilizando las palabras clave de búsqueda "resistencia inducida poscosecha". Adaptado de Romanazzi et al (123)