Volátiles de Bacillus siamensis inhiben el desarrollo del moho gris en tomates “cherry”

El tomate “cherry” (Solanum lycopersicum L. familia Solanaceae) es una hortaliza de alto valor nutritivo que se consume en todo el mundo y, por lo tanto, posee un valor económico significativo.

Sin embargo, el tomate “Cherry” es muy susceptible a las enfermedades poscosecha. El moho gris, causado por Botrytis cinerea, es una de las principales enfermedades ocasionando importantes pérdidas económicas anualmente. 

Actualmente, el uso de fungicidas sintéticos es el método más económico y eficaz para controlar B. cinérea, pero su empleo generalizado se asocia a la aparición de cepas resistentes y posibles riesgos tanto para el bienestar humano como para la seguridad ambiental. Por lo tanto, existe una gran necesidad de encontrar alternativas seguras, eficaces y respetuosas con el medio ambiente.

Compuestos orgánicos volátiles

Los compuestos orgánicos volátiles producidos por microorganismos se dispersan fácilmente y, por lo general, se degradan rápidamente. Muchas especies producen una gran variedad de estas sustancias, como olefinas, alcoholes, cetonas, terpenos, benceno, pirazinas y otros.

Se ha informado que muchos compuestos orgánicos volátiles poseen la capacidad de inhibir diversos patógenos vegetales, mejorar la resistencia a las enfermedades y el crecimiento de las plantas, y, en general, promover el rendimiento y la calidad. 

Estos compuestos generalmente no permanecen en la superficie de las frutas y hortalizas por mucho tiempo, lo que garantiza la inocuidad y la calidad de los productos. De esta manera, tienen un amplio potencial de aplicación en la prevención de enfermedades poscosecha. 

Mecanismos de acción

Estudios recientes han informado que los compuestos orgánicos volátiles microbianos combaten las enfermedades poscosecha causadas por hongos a través de múltiples mecanismos, incluyendo:

• la alteración de la morfología celular,
• el daño a las paredes y membranas celulares, 
• la interferencia con la transducción de señales, 
• la inhibición de vías metabólicas clave del patógeno y 
• la inducción de resistencia en frutas y hortalizas.

Los volátiles de Bacillus spp.

Bacillus spp. es una bacteria (Gran-positiva) reconocida por sus propiedades de biocontrol. Estudios recientes indican que los compuestos orgánicos volátiles producidos por este género son muy importantes en la producción de antibióticos, lípidos cíclicos etc.

Por ejemplo, se ha observado que la fumigación con compuestos orgánicos volátiles producidos por Bacillus amyloliquefaciens PP19 y Bacillus pumilus PI26 controla el crecimiento del patógeno poscosecha Peronophythora litchii (Oomycota). 

También se ha verificado que los compuestos orgánicos volátiles de Bacillus cereus N4, B. cereus B8W8 y Bacillus velezensis JZ51 mejoran la resistencia a enfermedades en melocotón, mandarina y manzana  frente a Monilinia fructicola, Penicillium digitatum y Trichothecium roseum, respectivamente, al inhibir la germinación de conidios y el crecimiento de hifas in vivo. 

Volátiles de B. siamensis, actividad antifúngica de amplio espectro

Estudios recientes han descrito una cepa de Bacillus siamensis con potencial aplicación en productos alimenticios ya que exhibe una actividad antifúngica de amplio espectro contra Fusarium graminearum, B. cinerea, Alternaria alternata, Colletotrichum gloeosporioides y otros fitopatógenos.

También se ha observado que los compuestos orgánicos volátiles producidos por B. siamensis previenen enfermedades poscosecha, como el moho gris de la frambuesa y del arándano, además de otras  enfermedades poscosecha en mango y en lichi. 

Efectos sobre Botrytis cinerea

Una investigación actual estudió el efecto de los compuestos orgánicos volátiles de B. siamensis sobre B. cinerea, tanto in vitro como in vivo en tomates “cherry” y fue comprobada la capacidad de inhibir significativamente la germinación de esporas y el desarrollo de colonias de moho gris.

Estos compuestos también disminuyen la incidencia natural de enfermedades en tomates “cherry”  y retrasan el ablandamiento del fruto, así como la pérdida de vitamina C y la reducción de la actividad de la enzima peroxidasa. 

Los tomates “cherry” tratados con los compuestos orgánicos volátiles de B. siamensis también presentaron niveles más bajos de intensidad respiratoria y contenido de malondialdehído (indicador de estrés oxidativo) en comparación con el fruto control. 

El análisis RT-qPCR* del transcriptoma indicó que los compuestos orgánicos volátiles de B. siamensis inducen la regulación negativa de genes en B. cinerea involucrados en el metabolismo de glicerofosfolípidos, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y patogenicidad. 

Los hallazgos de este estudio impulsan el desarrollo de compuestos orgánicos volátiles microbianos como un método seguro, eficaz y ecológico para el control de enfermedades poscosecha en frutas y hortalizas.

* RT-qPCR, o PCR de transcripción inversa cuantitativa, combina los efectos de la transcripción inversa y la PCR cuantitativa o PCR en tiempo real para amplificar y detectar objetivos específicos. La RT-qPCR tiene varias aplicaciones, incluida la cuantificación de los niveles de expresión genética, la validación de la interferencia de ARN (ARNi) y la detección de patógenos como los virus. Los enfoques comunes para generar una señal fluorescente utilizada para medir la cantidad de ADN en esta técnica son el uso de sondas de hidrólisis, como las sondas TaqMan®, o un tinte de unión al ADN de doble cadena como el tinte verde SYBR®.

Fuentes

Yun, J.; Yan, X.; Yuan, S.; Yue, X.; Jiang, A.;   Xu, X.;  Wang, Q. (2025).
Volatile organic compounds produced by Bacillus siamensis inhibit postharvest grey mold in cherry tomato by altering metabolic pathways and the pathogenicity of Botrytis cinerea
Postharvest Biology and Technology, 226: 113543.

https://www.sigmaaldrich.com/BR/pt/technical-documents/technical-article/genomics/qpcr/rt-qpcr?srsltid=AfmBOop2rO-Ps47bcC0G5uNCoQrwxWRF5vZL4MCboMn2yZSVqfUvyVaI   Acceso el 15/04/2025.

Imagen
https://www.em.com.br/emfoco/2025/03/27/quem-planta-tomate-cereja-em-casa-colhe-muito-mais-que-sabor/  Acceso el 15/04/2025.