El carvacrol inhibe la infección por Alternaria alternata en varios cultivos

Las infecciones por hongos son la principal razón del deterioro de las frutas y hortalizas después de la cosecha, lo que provoca significativas pérdidas económicas. También pueden ocurrir durante el transporte, que luego, durante el almacenamiento, alteran la calidad de las frutas. Uno de los agentes responsables principales de estas infecciones es Alternaria alternata (Ascomycota) que provoca la descomposición y manchas oscuras en una amplia gama de cultivos, tanto en las frutas y como en las hojas y otras varias partes de la planta.

Durante el proceso de infección, A. alternata también produce toxinas como ácido tenuazónico, alternariol, alternariol monometil éter, altenueno, tentoxina y altertoxinas, que pueden ser perjudiciales para la salud humana. 

Un método altamente eficaz para prevenir el crecimiento de hongos patógenos poscosecha es el uso de fungicidas sintéticos. Sin embargo, la aplicación de dichos aditivos puede generar residuos químicos, generar resistencia en los fitopatógenos, contaminación ambiental y problemas de salud. 

El carvacrol, un aceite esencial del orégano y el tomillo

Amplias investigaciones han demostrado que los aceites esenciales de las plantas pueden ser muy eficaces para reducir las enfermedades de la fruta poscosecha y preservar su calidad manteniendo seguridad.

El carvacrol, también conocido como 2-metil-5-(1-metiletil) fenol, es un monoterpenoide fenólico líquido que se encuentra en los aceites esenciales de orégano y tomillo. Se lo utiliza ampliamente como agente aromatizante y por sus propiedades antimicrobianas, y ha sido aprobado como aditivo alimentario seguro. 

Varios estudios han demostrado que el carvacrol inhibe in vitro el desarrollo de hongos patógenos como Candida albicans, Aspergillus flavus, Penicillium verrucosum, Botrytis cinerea, Aspergillus westerdijkiae y Fusarium verticillioides y también de Alternaria  alternata,

Efectos sobre la pared celular de A. alternata

Un estudio anterior observó que el efecto inmediato del carvacrol contra A. alternata se debe a la interferencia con la construcción de la pared celular, lo que resulta en un deterioro de la integridad y pérdida de su permeabilidad.

La pared celular de los hongos consiste en un núcleo de β-(1,3) glucano ramificado y quitina unidos covalentemente, que mantienen su estructura y resisten el estrés externo. Interrumpir la biosíntesis de carbohidratos es un enfoque prometedor y altamente específico para desarrollar nuevos tipos de agentes terapéuticos.

Una investigación anterior verificó que el tratamiento con carvacrol altera el metabolismo de los polisacáridos de la pared celular de las hifas de A.alternata.

Efectos sobre los carbohidratos de la pared celular

En un estudio actual se analizaron los genes y proteínas implicados en el metabolismo de los carbohidratos después del tratamiento con carvacrol utilizandose datos transcriptómicos y proteómicos.

Además, se analizó la expresión de genes relacionados con el metabolismo de los carbohidratos mediante el uso de PCR cuantitativa en tiempo real (qRT) cuando se aplicaron diferentes concentraciones de carvacrol. 

Se comprobó que el carvacrol reduce el espesor de la pared celular, la distribución de quitina y β-1,3-glucano, la acumulación de glucógeno y el contenido total de los azúcares trehalosa, manosa, fructosa y galactosa.

Los análisis transcriptómicos y proteómicos adicionales revelaron que el tratamiento con carvacrol acelera la descomposición de los polisacáridos de la pared celular en los hongos, obstaculiza el consumo de sacarosa, interrumpe la vía de la glucólisis y promueve la descomposición de los carbohidratos relacionados con la resistencia del hongo al estrés. 

Estos resultados indican que el carvacrol afecta el metabolismo de los carbohidratos, que están asociados con el desarrollo de A. alternata, y brindan información para desarrollar fungicidas naturales que controlen las enfermedades poscosecha en frutas y verduras.

Fuentes

Zhao, L.; Wang, J.; Zhang, H.; Zhou, Y.; Wang, C.; Wang, P.;  Wei, Z.; , Li, H.;  Ding, Y. (2024). Integration analysis of transcriptomics and proteomics reveals the inhibitory effect of carvacrol on Alternaria alternata by interfering with carbohydrate metabolism. Postharvest Biology and Technology, 213: 112928.

Imágenes

https://ephytia.inra.fr/pt/D/694  Acceso el 24/06/24.