El 1-MCP previene la antracnosis causada por Colletotrichum gloeosporioides en frutas poscosecha

Las especies de Colletotrichum (ascomiceto) constituyen un grupo de hongos patógenos causales de antracnosis en todo el mundo al infectar una amplia gama de plantas hospedantes.

La mayoría de las especies de Colletotrichum utiliza una estrategia hemibiotrófica* y de múltiples etapas durante el ciclo de vida de la infección. C. gloeosporioides es un patógeno importante asociado con más de 470 especies hospedadoras diferentes, incluidas aguacate, plátano, mango, café y fresas.

Durante la infección, los conidios en germinación forman apresorios melanizados que penetran en los tejidos vegetales, con la formación de hifas biotróficas que sobreviven en la cutícula de la planta o en las células epidérmicas hasta que el fruto madura. Luego, la infección progresa a una etapa necrotrófica donde las hifas se nutren de las células muertas del huésped.  

Colletotrichum percibe el etileno

Durante la germinación de los conidios y la formación del apresorio, C. gloeosporioides, exhibe respuestas sensibles al etileno, y varios estudios han demostrado que la producción de etileno en las plantas hospedantes es directamente proporcional a la patogenicidad del hongo y la gravedad de la enfermedad resultante. Por lo tanto, es posible que C. gloeosporioides perciba el etileno como una señal para desencadenar el comienzo de la infección y desarrollo de la antracnosis.

El etileno desempeña funciones vitales en la regulación del desarrollo de las plantas, que incluyen entre otras, la maduración de los frutos. Pero también, su papel es importante en las interacciones entre plantas y patógenos, ya que participa tanto en la defensa de las plantas como en la virulencia de los hongos haciendo que las hortalizas y las frutas sean más susceptibles a estos microorganismos patógenos.  

El 1-MCP bloquea la acción del etileno y suprime la antracnosis

El 1-metilciclopropeno, 1-MCP, es un alqueno que puede unirse a los receptores de etileno en las plantas y bloquear los mecanismos de señalización. Este compuesto ha sido utilizado para extender la vida útil y preservar la calidad poscosecha de diversas especies frutales y ornamentales, y también se ha demostrado que suprime la antracnosis al inhibir el desarrollo de Colletotrichum gloeosporioides.

La exposición a etileno afecta la expresión de varios genes en hongos patógenos. Por ejemplo, en B. cinerea, los niveles de ARNm de snod-prot-like 1 (BcSPL1), un factor de virulencia, son inducidos por la exposición al etileno. De manera similar, se encontró que el homólogo de BcSPL1 en C. gloeosporioides, el efector de ceratoplatanina** (CgCP1), es sensible al etileno.

Otras proteínas, incluidas la proteína A de unión a superficies hidrofóbicas (HsbA), la enzima cutinasa, las enzimas que catalizan la síntesis de melanina y las enzimas quitina desacetilasas, también están involucradas en las respuestas fenotípicas al etileno en C. gloeosporioides. Entre los genes inducidos por etileno también está, el gen que codifica la enzima escitalona deshidratasa (CgSCD1) que desempeña un papel clave en la biosíntesis y patogenicidad de la melanina.

Investigaciones recientes han demostrado los efectos positivos de 1-metilciclopropano en la antracnosis causada por C. gloeosporioides. Los hallazgos sugieren que el uso de este compuesto mejora el manejo de enfermedades producidas por hongos patógenos en las frutas cosechadas.  

* Patógenos hemibiotróficos: inician la infección nutriéndose de tejidos vivos (como patógenos biotróficos), sin embargo, cuando llegan a la fase de desarrollo y colonización actúan como necrótrofos.

** Las ceratoplataninas son un grupo de proteínas pequeñas, secretadas y ricas en cisteína involucradas en la virulencia de ciertos hongos patógenos de plantas.  

Fuentes

Ren, D.; Shi, M.; Luo, Y.; Wang, Y.; Xu, L.; Zhu, P. (2023). Initial host invasion of Colletotrichum gloeosporioides is dampened by 1-methylcyclopropene due to blocking ethylene sensitivity of the fungus. Postharvest Biology and Technology, 205: 112544.

Ha, S. T. T.; Kim, Y. T.; Yeam, I.;   Choi, H. W.; In, B. C. (2022). Molecular dissection of rose and Botrytis cinerea pathosystems affected by ethylene. Postharvest Biology and Technology, 194: 112104.

Müller, N.;  Leroch, M.; Schumacher, J.; Zimmer, D.; Könnel, A.; Klug, K.; Leisen, T.; Scheuring, D.; Sommer, F.; Mühlhaus, T.; Schroda, M.; Hahn, M. (2018). Investigations on VELVET regulatory mutants confirm the role of host tissue acidification and secretion of proteins in the pathogenesis of Botrytis cinérea. New Phytologist Fundation, 219(3): 1062-1074

Pazzagli, L.; ; Seidl Seiboth, V.; Barsottini, M.;; Vargas, W. A.;   Scala, A.; Mukherjee, P. K. (2014). Cerato-platanins: Elicitors and effectors; Plant Science; 228; 3-2014; 79–87. https://institutoagro.com.br/patogenos-agricolas/ Acceso el 23/11/2023.

Imagen

https://prod.senasica.gob.mx/ALERTAS/inicio/pages/single.php?noticia=15356 Acceso el 23/11/2023.