El proceso de la enfermedad pasa de triángulo a pirámide

Clásicamente, los factores que intervienen en que ocurra una enfermedad tanto en campo como en almacenamiento tenían en cuenta como principales actores el ambiente, el huésped y el patógeno, esquematizado en un triángulo. Los conocimientos emergidos en las últimas décadas en relación a la importancia del microbioma, al que no escapan frutas y hortalizas, ha transformado el esquema en una pirámide que los incluye. Su inclusión, además de sumarse a los factores a tener en cuenta, significa un potencial en las opciones de control.

Contar con el microbioma a efectos de control no es un enfoque nuevo. Desde hace varias décadas existen trabajos sobre microorganismos normalmente aislados de frutas capaces de controlar patógenos de estas frutas. El escalado a nivel comercial y las autorizaciones correspondientes constituyen desafíos que pocas sustancias han podido saltar. En Europa, una de ellas Nexy de Decco, comercializado en España, y otro Noli, de Koppert, comercializado en Francia.

Los avances en el conocimiento del microbioma de las frutas, en particular de la manzana como ejemplo, fue el tema de la conferencia a cargo de Samir Droby, profesor del Departamento de Fitopatología y Poscosecha de la Universidad Hebrea de Jerusalén e investigador de la Organización de Investigación en Agricultura de Israel (ARO), en la sede del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), en Valencia, España, donde realiza una estancia. Su título, “Explorando el microbioma de la fruta para mejorar estrategias de biocontrol de enfermedades poscosecha" (5 de julio 2024).

Protocolos por fruto

Existen ejemplos de aplicación de productos en precosecha que causan reducciones del 60 al 70% de las pérdidas poscosecha; es el caso de la aplicación de la levadura Metschnikowia. Pero esto requiere un cambio de mentalidad. Es necesario desarrollar protocolos para cada una de las frutas, frente a la aplicación más generalista que admiten los fungicidas. 

Esto pasa por atender a que cada situación es un patosistema diferente y requiere el desarrollo de protocolos de biocontrol diferentes y entender las etiologías de cada una de estas enfermedades.

Agentes de biocontrol frente a los fungicidas tradicionales

A la dificultad de desarrollar protocolos específicos se suman otros factores como es la rapidez de acción de un fitosanitario (la “bala segura”), la consistencia en el control, la larga vida poscosecha del producto una vez formulado (el mercado pide más de dos años); el costo de producción, escalar y formular; los costos del registro que incluyen la información demandada por EFSA sobre riesgos relacionados con la seguridad, ambiente, etc., información que puede llevar cinco años recopilar; y el tamaño del mercado (normalmente son productos con más especificidad que los convencionales).

El control de la enfermedad como proceso

Normalmente se ha considerado el control de la enfermedad un objetivo. Actualmente en patología vegetal se considera a la enfermedad un proceso que tiene diferentes pasos, fisiología del fruto, y un etcétera que incluye las restantes variables que influyen.

El fruto, un sistema ecológico

Por otra parte, lo que llamamos “fruto” no es un objeto uniforme. Está compuesto por diferentes partes (piel, heridas, cáliz, pedúnculo) y tejidos y los microorganismos que pueden vivir en ellas son también diferentes y los hay tanto en la superficie como endofíticos. Se calcula que en un solo fruto hay 11 millones de bacterias. 

El fruto pasa a ser un metaorganismo y la aproximación debe ser halobionte, teniéndolos a todos en cuenta. El microbioma es una extensión funcional de las características del huésped al influir en su fisiología, shelf life, etc.

Los microorganismos transforman el triángulo de la enfermedad en una pirámide

Interacciones entre microorganismos

Una fruta que está sana se considera que está en estado de hemostasis; la enfermedad es una dysbiosis. El que ocurra este fenómeno depende de las interacciones entre hongos, bacterias, levaduras, … es decir todos los microorganismos que hay en el fruto, además de las propias características del fruto y el ambiente.

Los estudios demuestran que hay muchas correlaciones significativas entre la acción de unos y otros organismos, que pasan por la coexclusión o la copresencia.

Hongos y bacterias sobre la superficie del fruto se comportan en grupos sociales vía redes de comunicación célula a célula. Es necesario investigar cuál es el impacto de introducir un único microorganismo sobre la microbiota de la fruta, y este es el enfoque con que encara el grupo de investigación de Samir Droby. Uno de los ejemplos es cómo afecta la aplicación de Metschnikowia fructicola al microbioma de la manzana Pink Lady, un trabajo realizado por Antonio Biasi et al. de ese grupo. 

¿Qué es el biocontrol?

Las interacciones entre microorganismos llevan a definir el “biocontrol” como la sumatoria de todo lo que ocurre en el microbiana al incluir el microorganismo antagonista.

Se tiende a pensar que el microorganismo que introducimos ataca directamente al patógeno que queremos controlar; sin embargo, esto puede ser más complejo, debido a todas las interacciones potenciales.

Las herramientas bioquímicas y genómicas actuales posibilitan “descifrar la 4a. dimensión”, que pasa por recolectar datos sobre DNA, metatransciptómica, metaproteómica, metabolómica y analizarlos con el objetivo de llegar a un análisis funcional.

Esta información se utiliza para modelizar y conocer las relaciones que pueden establecerse entre los microorganismos.En las conclusiones de la ponencia Samir enfatiza la importancia del tipo de modelo que siguen los datos recabados y las herramientas que este conocimiento representa para poder elaborar estrategias de control. 

Un artículo científico de 2019 del ponente en coautoría con Michael Wisniewski, del USDA, está significativamente titulado “The Postharvest Microbiome: The Other Half of Sustainability” (*), mostrando la herramienta potencial que son los microorganismos a la hora de atender a las necesidades y demandas de la sociedad en cuanto a sostenibilidad.

Más opciones

No obstante el potencial de los microorganismos como herramienta de control, al tratarse de un sistema complejo y fuertemente regulado, no es previsible que la oferta de productos en el mercado aumente drásticamente, al menos en el corto plazo. Sin embargo, su conocimiento permite pensar en su uso como biomarcadores, para ayudar, junto a los restantes factores a tener en cuenta, a predecir el potencial de almacenamiento de una fruta. Hace unos años hubo una empresa holandesa que ofreció un servicio de predicción de la vida útil basado (creo) en marcadores fisiológicos de los frutos. Quizás es posible abordar la predicción en base a las herramientas actuales y enfoques más holísticos.

En todo caso, un mundo por explorar que añade riqueza a las herramientas para preservar la calidad de los productos hortofrutícolas.

(*) The Postharvest Microbiome: The Other Half of Sustainability. Michael Wisniewski y Samir Droby. Julio 2019 Biological Control 137(2):104025. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2019.104025