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Control Biológico de Enfermedades de Plantas
Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas (PEDECIBA) Área Química
Montevideo,17 al 28 de febrero de 2003
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Control Biológico de Control Biológico de Enfermedades de Enfermedades de
poscosechaposcosecha
Dra. Silvana Vero
Montevideo,26 de febrero de 2003
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Poscosecha
• La poscosecha de productos agrícolas se concibe como un conjunto de procesos integrados y secuenciados, por los que atraviesa el producto después de la cosecha en su camino hacia el consumidor y que se encuentra estrechamente vinculado a los sistemas de producción (Pelayo, 1992)
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Características de la PoscosechaCaracterísticas de la Poscosecha
•• Productos de alto valor agregadoProductos de alto valor agregado•• Los productos cosechados continúan vivosLos productos cosechados continúan vivos•• Continúan su proceso vital, que es esencialmente Continúan su proceso vital, que es esencialmente
destructivo. destructivo. •• Procesos biológicos de esta etapa son:Procesos biológicos de esta etapa son:
–– respiraciónrespiración–– producción de etileno.producción de etileno.–– cambios en la composición cambios en la composición
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RespiraciónRespiración
Glucosa + Oxígeno Glucosa + Oxígeno →→ Dióxido de carbono + AguaDióxido de carbono + Agua
Según la tasa de respiración al final de la etapa de Según la tasa de respiración al final de la etapa de maduración:maduración:
•• frutos climatéricos frutos climatéricos •• frutos no climatéricosfrutos no climatéricos
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RespiraciónRespiración
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RespiraciónRespiración
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EtilenoEtileno•• Regulador natural del crecimiento de Regulador natural del crecimiento de
vegetalesvegetales•• Promueve la maduración de los frutosPromueve la maduración de los frutos
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Efectos del etilenoEfectos del etileno
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Cambios en la composición
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AlmacenamientoAlmacenamiento
•• TemperaturaTemperatura•• HumedadHumedad•• AtmósferaAtmósfera
Depende del producto a almacenarDepende del producto a almacenar
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Condiciones sugeridas de Condiciones sugeridas de almacenamientoalmacenamiento
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Condiciones sugeridas de Condiciones sugeridas de almacenamiento en ACalmacenamiento en AC
Producto Temp. AC( %O2Producto Temp. AC( %O2--%CO2)%CO2)•• Manzana 0Manzana 0--5 15 1--2 02 0--33•• Pera 0Pera 0--5 25 2--4 154 15--1717•• Naranja 5Naranja 5--10 510 5--10 010 0--55
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Pérdidas en Pérdidas en postcosechapostcosecha
Producto %pérdidas estimadasPapa 5-40Citrus 23-33Frutas de carozo 30Tomate 5-50%
World Food Shortage:The Third Dimension:Reduction in Food Losses
L. Tomo, et al. Science of Food and Agriculture, July 1990
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Enfermedades postcosecha de frutas y vegetales
Wound pathogens
Latent infections
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Patógenos en Patógenos en postcosechapostcosecha
•• Principalmente hongosPrincipalmente hongosAscomycetesAscomycetes, , DeuteromycetesDeuteromycetes, , ZygomycetesZygomycetes, ,
OomycetesOomycetes•• Inóculo primarioInóculo primarioCampoCampoPostcosechaPostcosecha
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Control por fungicidasControl por fungicidas
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FungicidasFungicidas
1987 National Academy of Sciences Report• 90% de los fungicidas utilizados en
alimentos eran potencialmente oncogénicos o carcinogénicos Ej SOPP declarado 2B por IARC
• Los fungicidas representaban el mayor riesgo para la salud de todos los pesticidas usados en alimentos
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FungicidasFungicidas
1993 NAS Study on Psticides in the Diets of Infants
• Existen diferencias en la toxicidad de pesticidas entre niños y adultos
• La exposición a los pesticidas de los dos grupos es diferente y debe ser determinada.
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FungicidasFungicidas
Problemas asociados con el uso de fungicidas en postcosecha
• Preocupación de los consumidores• Residuos en frutos (Barrera no arancelaria)• Aparición de cepas de patógenos resistentes• Pocos productos permitidos
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020406080
100
resistentes (>128) sens ibles (<32)
% de resistentes de P.italicum a TBZ en condiciones de uso
Resistencia a Resistencia a FungicidasFungicidas
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Resistencia a fungicidasResistencia a fungicidasCIM (CIM (ppmppm))
Penicillium - Iprodione
0,572%
1621%
2567%
Penicillium - Benzimidazoles
409664%
0,536%
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Alternativa:Manejo integrado
• Control químico
• Control biológico
• Metodos físicos o mecánicos.
• Prácticas culturales
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Prácticas culturales o de manejoPrácticas culturales o de manejo
•• Evitar heridasEvitar heridas•• Disminuir el inóculo Disminuir el inóculo Sanitización Sanitización apropiada de envases, plantas de apropiada de envases, plantas de
procesamiento, cámarasprocesamiento, cámaras
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Control físicoControl físico
AlmacenamientoAlmacenamiento•• TemperaturaTemperatura•• Atmósfera AC, ozonoAtmósfera AC, ozono•• Humedad relativaHumedad relativaTratamientos previos al almacenamientoTratamientos previos al almacenamiento•• CalorCalor•• Radiación UVRadiación UV
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OzonoOzono
Reacciona con el Reacciona con el etilenoetileno
Retarda la maduraciónRetarda la maduración
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OzonoOzono
Concentración de ozono:Concentración de ozono:
20ppm por 10 horas 20ppm por 10 horas
Temperatura 3 ºCTemperatura 3 ºC
HR 95%HR 95%
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Radiación UVRadiación UVInducción de Inducción de respuestas de respuestas de resistencia:resistencia:
••fitoalexinasfitoalexinas
••enzimasenzimashidrolíticashidrolíticas
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Control biológico en Control biológico en postcosechapostcosecha
Campo Almacenamiento
Ventajas para el control biológico en Ventajas para el control biológico en postcosechapostcosecha
••Ambiente controladoAmbiente controlado
••Resultados de laboratorio fácilmente transferiblesResultados de laboratorio fácilmente transferibles
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Variables en el control Variables en el control biológico biológico postcosechapostcosecha
•• InóculoInóculo•• Variabilidad del producto cosechadoVariabilidad del producto cosechado
Diferentes cultivares, diferente madurezDiferentes cultivares, diferente madurez•• Tratamiento precosechaTratamiento precosecha
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Microorganismos antagonistasMicroorganismos antagonistas
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Microorganismos antagonistasMicroorganismos antagonistas
Los frutos lavados Los frutos lavados se descomponen se descomponen más rápidamentemás rápidamente
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Microorganismos antagonistasMicroorganismos antagonistas•• AislamientoAislamientoSuperficie de frutos, heridas de frutos, a temperatura Superficie de frutos, heridas de frutos, a temperatura
de usode uso•• SelecciónSelecciónSobre el fruto en condiciones de almacenamientoSobre el fruto en condiciones de almacenamiento•• IdentificaciónIdentificación•• CaracterizaciónCaracterización•• Estudios de modo de acciónEstudios de modo de acción•• PotenciaciónPotenciación•• ToxicidadToxicidad
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PatógenoPatógeno
•• Aislamiento de cepas nativasAislamiento de cepas nativas•• Caracterización por agresividad y Caracterización por agresividad y
resistencia a fungicidasresistencia a fungicidas•• Selección de cepas para ensayos de control Selección de cepas para ensayos de control
biológicobiológico
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Control biológico en manzanasControl biológico en manzanas
100
30 25
65
45 45
100
015 20
5
80
0
20
40
60
80
100
120
Control
A. pululans
Rhodotorula sp
. Cryp
. lauren
tii 4
Cryp. la
urentii
11S. li
quefacie
ns
Porc
enta
je d
e in
cide
ncia
Botrytis cinerea
Penicill ium expansum
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Competencia Competencia por nutrientes y por nutrientes y espacioespacio
Modos de acciónModos de acción
MicoparisitismoMicoparisitismo
Inducción de Inducción de resistenciaresistencia
Producción de Producción de antibióticosantibióticos
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Competencia por hierro ?Competencia por hierro ?
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Productos comerciales
Pseudomonas syringaecepa ESC 10
• Bio-Save 1000
• Bio-Save 110
• Aspire
Pseudomonas syringaecepa ESC 11
Candida oleophilacepa I-182
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Usos comercialesUsos comerciales• En 1997 más de 8 millones de libras de
peras ( 75% de las peras almacenadas del Pacífico Noroeste de EEUU) se trataron con BIO-Save 110
• En 1997 8 millones de libras de naranjas y limones en California se trataron con Bio-Save 1000
Fuente: Stack, J.P. 7th International Congress of Plant Pathology
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Limitantes de la “primera Limitantes de la “primera generación” de generación” de biofungicidasbiofungicidas
•• Protección menor que los fungicidasProtección menor que los fungicidas(descreimiento)(descreimiento)
•• Acción solamente protectora, no curativaAcción solamente protectora, no curativa•• Costos elevadosCostos elevados
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Efecto protector, no curativoA A A
B
A
B BB
A
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PotenciaciónPotenciación
•• Potenciación del propio antagonistaPotenciación del propio antagonistaa) Mejoramiento genéticoa) Mejoramiento genéticob) Durante la producciónb) Durante la producciónc) Durante la aplicaciónc) Durante la aplicación
•• Combinación con otros agentes biológicosCombinación con otros agentes biológicos•• Combinación con otros métodos de Combinación con otros métodos de
controlcontrol
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Combinación con sustancias Combinación con sustancias naturalesnaturales
•• Previo al ACBPrevio al ACBCarbonato o bicarbonato de sodioCarbonato o bicarbonato de sodio
•• Simultáneo al ACBSimultáneo al ACBCloruro de calcioCloruro de calcioQuitosanoQuitosanoHarpinHarpinEnzimas líticasEnzimas líticas
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Segunda generación de ACBSegunda generación de ACB
Combina microorganismos antagonistas con quitosano
Combina microorganismos antagonistas con enzimas líticas
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o
Biocoating ImazalilC. saitoanaM-chitosanControl
Late Season LemonsEarly Season Lemons
PERC
ENT
GRE E
NM
O LD
A AB
C C
AA
B
A
B
Efecto del Efecto del quitosano quitosano en la en la protección protección postcosechapostcosecha
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HarpinHarpin
•• Proteína de 44kDaProteína de 44kDa•• Aislada de Aislada de Erwinia amylovoraErwinia amylovora en 1992en 1992•• Reconocida como Reconocida como biopesticida biopesticida por la EPApor la EPA•• Induce respuestas de resistenciaInduce respuestas de resistencia•• Producto comercial: Producto comercial: Messenger Messenger (2002)(2002)•• Activo en Activo en postcosecha postcosecha de manzanade manzana
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Tratamientos combinadosTratamientos combinados
020406080
100120140160180200
Control
UVC.sait
oana
quitosan
oHarp
in
UV+C.sait
oana
Harpin+C
.saitoan
a
Quitosan
o+C.sait
oana
Tratamientos
AUDP
C 24horas48horas96horas
De De CapdevilleCapdeville et alet al.2002. .2002. PhytophatologyPhytophatology
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Tratamiento de frutos cítricosTratamiento de frutos cítricos
•• Lavado con Lavado con hipocloritohipoclorito
•• Lavado con SOPP. •• EnjuagueEnjuague•• FungicidasFungicidas((TiabendazolTiabendazol o o imazalilimazalil))•• Ceras (Fungicida)
Bicarbonato de Bicarbonato de sodio y/o agua caliente sodio y/o agua caliente
Levadura nativa Levadura nativa ++quitosanoquitosano
Lavado con SOPP.
Ceras (Fungicida)
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ConclusionesConclusiones
•• Es posible el control biológico en Es posible el control biológico en postcosechapostcosecha
•• Como parte de un manejo integradoComo parte de un manejo integrado•• Es posible lograr estrategias curativasEs posible lograr estrategias curativas•• No se debe exigir a una estrategia de control No se debe exigir a una estrategia de control
biológico más de lo que se espera de biológico más de lo que se espera de fungicidafungicida