La wuyiencina reduce la virulencia y la producción de patulina del moho azul

Penicillium expansum (Ascomycota) es un hongo patógeno necrotrófico destructivo de plantas. Puede desarrollarse a bajas temperaturas e infectar los tejidos vegetales a través de heridas, provocando la descomposición de las frutas. Infecta diversas especies fundamentalmente manzanas, provocando el moho azul.

El moho azul es un grave problema económico en la industria frutícola, siendo responsable de hasta un 10% del deterioro de las frutas durante el almacenamiento.

Además de la descomposición de la fruta, la infección por P. expansum a menudo se asocia con la producción de patulina*, una micotoxina que presenta efectos genotóxicos, mutagénicos, imunossupressores y neurotóxicos. 

El consumo prolongado de jugo de manzana y productos derivados de frutas contaminados con patulina representa un riesgo para la salud de los humanos. La Unión Europea ha establecido un nivel máximo de tolerancia para la patulina de 50 µgkg-1 para jugos de frutas y sus derivados, 25 µgkg-1 para productos sólidos de manzana y 10 µgkg-1 para alimentos para bebés y niños pequeños (Reglamento de la Comisión de la CE, 2006).

Alternativas a los fungicidas tradicionales

En los últimos años, los fungicidas sintéticos han sido el principal método de control del moho azul. Sin embargo, inducen resistencia a los hongos y reducen el control de enfermedades. Además, el uso excesivo de estas sustancias fungicidas plantea una amenaza potencial para la salud humana y el medio ambiente. Por lo tanto, los investigadores han comenzado a evaluar otros enfoques prometedores para controlar el moho azul causado por P. expansum, como la aplicación de ácido salicílico, quitosano, luz UV-C, 1-octen-3-ol** y jasmonato de metilo. 

El biocontrol es una estrategia eficaz para controlar la enfermedad del moho azul que también puede reducir la producción de patulina. Se ha informado que la levadura Cryptococcus laurentii combinada con la bacteria Kosakonia radicincitans es eficaz en el control de P. expansum y la reducción de la patulina.

Aunque las estrategias de biocontrol tienen buena eficacia, son difíciles de utilizar a gran escala debido a la supervivencia de los microorganismos viables. El uso de sus metabolitos activos es más estable que la aplicación directa de las cepas. 

La wuyiencina, un agente de biocontrol

La wuyiencina*** es un metabolito secundario producido por Streptomyces albulus var. Wuyiensis; es un antibiótico nucleósido**. que se aisló por primera vez en las montañas Wuyi en China. Es eficaz para controlar múltiples hongos patógenos en diversas frutas y verduras, como el moho gris del tomate causado por Botrytis cinérea,  y el mildiú del pepino y la fresa inducido por Sphaerotheca fuliginea. En comparación con los fungicidas químicos tradicionales, la wuyiencina es respetuosa con el medio ambiente y no tóxica para los seres humanos y los animales.

Debido a su alta eficacia y baja toxicidad, la wuyiencina se produce industrialmente y se utiliza ampliamente para controlar enfermedades fúngicas.

Un estudio reciente investigó los efectos de la wuyiencina sobre la virulencia y la inhibición de la producción de patulina de P. expansum, así como los posibles mecanismos mediante análisis de transcriptoma, RT-qPCR, métodos de tinción y detección de fugas celulares proporcionando así una base para la aplicación de wuyencina poscosecha.

Se verificó que La wuyiencina inhibe la germinación de esporas y por tanto el desarrollo del micelio, la virulencia y la producción de patulina de P. expansum. Una gran cantidad de genes del hongo que codifican proteínas de membrana son regulados positivamente y expresados. Sin embargo, los genes que codifican orgánulos unidos a membranas se regulan negativamente bajo el tratamiento con wuyiencina. 

De esta manera, a integridad de la membrana celular es destruida. Además, se altera la expresión de algunos genes relacionados con la síntesis de patulina y la traducción/procesamiento de proteínas. 

Estos resultados sugirieren que la wuyiencina controla eficazmente el desarrollo de P. expansum.

* Estructura química de la patulina

** El octenol es producido por varias plantas y hongos, incluidos los hongos comestibles y el toronjil. El octenol se forma durante la degradación oxidativa del ácido linoleico.

*** Estructura química de la Wuyiencin

Fuentes

Li, H.; Wu,W.; Shen,X.;  Zhang,W.; Wang, K.; Wang, Y. (2024). Wuyiencin reduces the virulence and patulin production of Penicillium expansum by interfering with its membrane integrity and the patulin synthesis pathway. Postharvest Biology and Technology, 212: 112857. https://www.sciencedirect.com/journal/postharvest-biology-and-technology

Yang, M.; Wei, Q.; Shi, l.; Wei, Z.; Lv, Z.; Asim, N.; Zhang, K.; Ge, B. (2021). Wuyiencin produced by Streptomyces albulus CK–15 displays biocontrol activities against cucumber powdery mildew. Journal of Applied Microbiology, 131(6): 2957–2970. https://www.researchgate.net/figure/Left-Blue-mold-caused-by-Penicillium-expansum-on-Golden-Delicious-apple-Top-right_fig1_315717389  

Imágenes

https://pt.wikipedia.org/wiki/Patulina  Acceso el 31/05/2024.