Manejo de la podredumbre morena (Monilinia fructicola) en durazno a través del uso de fosfitos como activadores de resistencia y su efecto sobre la calidad poscosecha
| dc.contributor.advisor | Mitidieri, Mariel S. | |
| dc.contributor.coadvisor | Permingeat, Hugo R. | |
| dc.creator | Leone, Andrea Inés | |
| dc.date.accessioned | 2024-08-22T11:48:35Z | |
| dc.date.available | 2024-08-22T11:48:35Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | La podredumbre morena causada por Monilinia fructicola (G.Winter) honey es una enfermedad muy destructiva en cultivos comerciales de frutales de carozo en el mundo y en la Argentina. Genera pérdidas directas ante la infección de flores y podredumbre de frutos en pre y poscosecha, así como pérdidas indirectas debidas al alto costo de aplicación de fungicidas durante el período de floración y de desarrollo de frutos hasta la poscosecha. Tradicionalmente, el control de enfermedades en cultivos frutales a lo largo del mundo depende del uso de fungicidas, pero esta práctica es cada vez menos aceptable por parte de los consumidores, ya que ocasionan daños al medio ambiente y a la salud humana. Las nuevas estrategias de manejo incluyen el uso de inductores de resistencia como fosfatos de potasio, sodio o magnesio, fosetil aluminio, ácido salicílico, acibenzolar s-metílico, quitosano, silicato de potasio y fosfitos entre otros. En el cultivo de duraznero, los tratamientos preventivos con activadores de resistencia, como fosfitos de potasio y calcio, reducen el crecimiento del patógeno y reducen la susceptibilidad del hospedante a M. fructicola. Estos activadores, mejoran la calidad post cosecha del fruto. Por lo tanto, la presente investigación se llevó a cabo con los siguientes objetivos: 1) Evaluar el efecto de fosfitos de potasio y calcio sobre el crecimiento y reproducción de M. fructicola; 2) Determinar el efecto de los tratamientos con fosfitos de potasio y calcio sobre la expresión de síntomas frente a la infección por M. fructicola en distintas etapas del crecimiento del fruto 3) Determinar el efecto de los tratamientos con fosfitos sobre la expresión de compuestos asociados a mecanismos de resistencia inducida a M. fructicola, en distintas etapas del crecimiento del fruto y en distintos cultivares de duraznero; 4) Evaluar el efecto de tratamientos precosecha con fosfitos y fosfitos en mezcla con fungicidas, sobre el desarrollo poscosecha de podredumbre morena y caracterizar el efecto de los tratamientos mencionados, sobre parámetros de calidad poscosecha de frutos; 5) Evaluar el impacto ambiental de diferentes estrategias de control incluyendo la aplicación de fosfitos. Para evaluar el efecto de fosfitos sobre el crecimiento del patógeno se llevaron a cabo experimentos in vitro donde se probaron diferentes dosis de fosfito de potasio (FFK: 0,1%, 0,2% y 0,3%) y de calcio (FFCA: 0,1%, 0,2% y 0,3%). Previamente se aislaron diferentes cepas de M. frutícola a las que se les hizo estudio molecular mediante PCR. Los fosfitos se evaluaron mediante el porcentaje de inhibición del tratamiento respecto al testigo. Para evaluar la efectividad sobre la germinación de conidios se utilizó la técnica de microdilución en caldo, en la cual se probaron ocho diluciones de ambos fosfitos, un testigo químico y un testigo con agua. Se midió la efectividad de los tratamientos sobre la germinación mediante el porcentaje de inhibición de unidades formadoras de colonias. Para evaluar el efecto de los fosfitos sobre la expresión de síntomas, se cosechó fruta desde un mes de plena floración a cosecha en dos cultivares de duraznero, Flordaking y Elegant lady. Una vez cosechados se los pulverizó con diferentes dosis de fosfitos de potasio y calcio (0,1%, 0,2% y 0,3%) en laboratorio, y se incluyó un control negativo tratado con agua. A la mitad de los frutos se los inoculó con una suspensión de conidios (105 - 106 ) de M. fructicola con micropipeta en la zona de la sutura; mientras que a la otra mitad se le practicó una herida a una profundidad de 2 mm con un punzón estéril, previo a ser sumergido en la misma solución de conidios. Las variables analizadas fueron incidencia y severidad a los 3 y 7 días de inoculación, en cada muestreo o cosecha. Este experimento se repitió con aplicaciones de fosfitos en precosecha (pulverización en planta). Para evaluar el efecto de los fosfitos sobre la expresión de compuestos asociados a los mecanismos de resistencia se midió fenoles totales y ácido clorogénico (ACG) en pulpa y piel de ambos cultivares de duraznero en tres estados fenológicos: fruto verde (FV), endurecimiento de carozo (EC) y cosecha (Cs). En las experiencias en las que se extrajeron metabolitos de la piel, se inocularon los frutos con una suspensión de conidios de M. fructicola; y se determinó la concentración de los mencionados metabolitos a 6 h de la inoculación. Se midió también actividad enzimática polifenoloxidasa (PPO) y peroxidasa (POD) en piel de frutos de ambos cultivares en dos estados fenológicos (EC y Cs) a tiempo 0 (sin inóculo) y a 6, 24 y 48 h de inoculados con una suspensión de conidios de M. fructicola. El contenido de fenoles totales y de ACG se expresó en µg/gpf y las actividades enzimáticas en U/mg proteína. Se hicieron también experimentos donde se evaluó el efecto de los fosfitos solos y en combinación con fungicidas sobre el desarrollo poscosecha de podredumbre morena y sobre parámetros de calidad poscosecha. Las aplicaciones de los tratamientos se hicieron a 30, 15 y 7 días antes de cosecha. Para esto se midió la incidencia y severidad de la enfermedad a 3 y 7 días de cosechado. También se cosecharon 20 frutos/tratamiento/repetición y se les evaluó color con colorímetro midiendo los valores CIE L*a*b* y calculando también los parámetros ángulo de tono (H= tan-1(b*/a*)) y croma o saturación (C*= (a*2+b*2)1/2); peso, calibre, firmeza con penetrómetro y sólidos solubles totales (SST) con un refractómetro. Finalmente, para evaluar el impacto ambiental de los fosfitos se utilizó el Coeficiente de Impacto Ambiental (EIQ), bajo tres estrategias fitosanitarias para el control de M. fructicola. En los experimentos in vitro los fosfitos de potasio (FFK) en sus dosis más altas (0,2% y 0,3%) y fosfitos de calcio (FFCA) 0,3% resultaron ser más efectivos para inhibir el crecimiento del hongo. Los fosfitos de potasio fueron más efectivos que los fosfitos de calcio. Las diferentes cepas respondieron de manera diferente ante los fosfitos. Se encontró una concentración mínima inhibitoria (CMI) con fosfito de potasio al 0,5%, no así con el fosfito de calcio. Se requirieron dosis más altas de fosfitos para inhibir germinación de conidios respecto al crecimiento micelial del hongo. En la evaluación de expresión de síntomas, ambos experimentos (poscosecha y precosecha) arrojaron diferencias significativas entre los diferentes estados de desarrollo del fruto en ambos cultivares ante la infección con M. fructicola. También se manifestó diferencias entre frutos heridos y no heridos. ´Flordaking´ presentó mayor predisposición a enfermarse con podredumbre morena en estado de cosecha, mientras que esa predisposición disminuyó al final del periodo de endurecimiento de carozo. Por otro lado, ´Elegant lady´ manifestó un comportamiento más variable en la predisposición a la infección. Sin embargo, la susceptibilidad a podredumbre morena fue elevada en periodo de maduración del fruto. En la etapa de endurecimiento de carozo, fue variable su predisposición a contraer enfermedad con un pico entre los 73 y 75 días después de plena floración (DDPF), que se repitió en los diferentes años con condiciones climáticas diferentes. Los fosfitos arrojaron resultados variables en ambos cultivares; sin embargo, los FFK en sus tres dosis y FFCA 0,3% manifestaron mayor efectividad en ´Flordaking´ a finales del periodo de endurecimiento del carozo y durante la etapa de maduración con valores de incidencia y severidad entre un 20 y un 15% menos respecto al testigo a 90 y 95 DDPF. ´Elegant lady´ manifestó mayor efectividad de los FFK 0,2%, FFK 0,3% y FFCA 0,3% en periodo de endurecimiento de carozo, para la variable incidencia. Ante la aplicación de fosfitos ´Flordaking´ respondió con aumento de fenoles totales, e inducción de actividad enzimática PPO en ausencia del patógeno y a 6 h de inoculado, en estado de cosecha con aplicaciones de FFCa 0,3%. Por otro lado, en presencia de inóculo el ACG cayó en todos los tratamientos y estados de desarrollo, salvo FFCA 0,3% en EC. Además, indujo actividad POD a 6h de inoculación ante tratamientos de FFK 0,3%. ´Elegant lady´ mostró una disminución de fenoles totales y un aumento de ACG en los estados de EC y Cs en respuesta a M. fruticola. La PPO y la POD no indujeron actividad ante aplicaciones de fosfitos. Los tratamientos con fosfitos solos y en combinación con fungicida no arrojaron diferencias ante el desarrollo de la enfermedad en ninguno de los dos cultivares, sin embargo, se evidenció una clara tendencia de mayor efectividad de los FFK 0,3% en combinación con fungicidas. Estos resultados quizás podrían mejorarse con el agregado de un coadyuvante. Los fosfitos no tuvieron efecto sobre el color de piel para ninguno de los dos cultivares. Los tratamientos con fungicidas solos o en combinación con FFCa aumentaron los SST en frutos de ambos cultivares. Además, la combinación de FFCa + fungicidas mejoraron el peso de frutos ´Florfaking´. La combinación FFCa + fungicida tuvo mejores resultados como bioestimulantes que el FFK y manifestó mayor respuesta en el cultivar Flordaking, respecto a ´Elegant lady´. A partir de esta investigación se puede confirmar el efecto directo de los fosfitos sobre el crecimiento de M. fructicola in vitro. Es escasa la información existente sobre el efecto de los fosfitos en el patosistema M. fructicola – Prunus persica (duraznero). Aplicaciones preventivas de fosfitos en poscosecha no afectan la curva de susceptibilidad del hospedante ante M. fruticola, pero podrían disminuir la expresión de síntomas en frutos en estado de cosecha y podrían tenerse en cuenta en planta de empaque dando protección al fruto frente a la enfermedad durante el almacenamiento. Por otro lado, el FFCA 0,3% podría presentar efecto indirecto sobre el hospedante al expresar compuestos asociados a los mecanismos de resistencia inducida, aunque no alcanza para contrarrestar la enfermedad. El valor de impacto ambiental de las diferentes estrategias evaluadas fue muy bajo. El EIQ inicial de los FFK es menor al del Tebuconazole, debido al bajo riesgo al aplicador, consumidor y ecológico. Dentro de un sistema productivo sustentable, los fosfitos podrían ser una alternativa de bajo impacto ambiental y a la salud humana, a tener en cuenta dentro del calendario de control bajo una estrategia de manejo integrado. | |
| dc.description.abstract | Brown rot caused by Monilinia fructicola (G.Winter) honey is a very destructive disease in commercial stone fruit crops in the world and in Argentina. It generates direct losses due to the infection of flowers and rotting of fruits pre- and post-harvesting; and indirect losses, due to the high cost of applying fungicides during the period of flowering and fruit development until post harvest. Furthermore, it causes marketing problems that had intensified from the moment this pathogen became a quarantine disease for the European Union and Chile as well. Traditionally, the control of diseases in fruit crops throughout the world depended on the use of fungicides, but this practice is less acceptable by consumers, since it causes damage to the environment and the human health, as well. New management strategies include the use of resistance inducers such as potassium, sodium or magnesium phosphates, aluminum fosetyl, salicylic acid, s-methyl acibenzolar, chitosan, potassium silicate and phosphites among others. In the peach crop, preventive treatments with resistance activators, such as potassium and calcium phosphites, have been demonstrated to reduce the growth of the pathogen and to reduce the host's susceptibility to Monilinia fructicola. These activators improve the post-harvest quality of the fruit. Therefore, the present investigation was carried out with the following objectives: 1) to evaluate the effect of potassium and calcium phosphites on the growth and reproduction of M. fructicola; 2) to determine the effect of treatments with potassium and calcium phosphites on the expression of symptoms against M. fructicola infection at different stages of fruit growth; 3) to determine the effect of phosphites treatments on the expression of compounds associated with induced resistance mechanisms to M. fructicola, at different stages of fruit growth and in different peach cultivars; 4) to evaluate the effect of preharvest treatments with phosphites and phosphites mixed with fungicides on the postharvest development of brown rot and to characterize the effect of the aforementioned treatments on postharvest fruit quality parameters; 5) to evaluate the environmental impact of different control strategies including phosphites application. To evaluate the effect of phosphites on the growth of the pathogen, "in vitro" experiments were carried out with different doses of potassium phosphite (0.1%, 0.2% and 0.3%) and calcium phosphite (0.1%, 0.2% and 0.3%). To achieve this, different strains of Monilinia fruticola were previously isolated, and then subjected to molecular studies through PCR. The phosphites were evaluated by the percentage of inhibition of the treatment with respect to the control. To evaluate the effectiveness on the germination of conidia, the broth microdilution technique was used, in which eight dilutions of both phosphites were tested, together with a chemical control and a water control. The effectiveness of the treatments on germination was measured by the percentage of inhibition of colony-forming units. To evaluate the effect of phosphites on the expression of symptoms, fruit was harvested from one month of full bloom to harvest in two different varieties of peach trees, ´Flordaking´ and ´Elegant lady´. Once harvested they were sprayed with different doses of potassium and calcium phosphites (0.1%, 0.2% and 0.3%) in the laboratory, and negative control treated with water was included. Half of the fruits were inoculated with conidia suspension (105 -106 ) of M. fructicola with a micropipette in the suture area; while in the other half a 2 mm-depth wound was performed with a sterile awl, prior to being submerged in the same conidia solution. The variables analyzed in each sampling or harvest were severity and incidence of rot at 3 and 7 days of inoculation. This experiment was repeated with pre-harvest applications of phosphites (plant spraying). To evaluate the effect of phosphites on the expression of compounds associated with resistance mechanisms, total phenols and chlorogenic acid (CGA) were measured in pulp and skin of both cv. peach tree in three phenological stages: green fruit (GF), stone hardening (SH) and harvest (H). In the experiences in which metabolites were extracted from the skin, the fruits were inoculated with a suspension of conidia from M. fructicola; and the concentration of both the mentioned metabolites was determined 6 h after inoculation. Polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD) enzymatic activities were also measured in the skin of fruits of both cultivars in two phenological stages (SH and H) at time 0 (without inoculum) and at 6, 24 and 48 h after inoculation with a suspension of conidia from M. fructicola. The content of total phenols and CGA was expressed in µg/gpf and the enzymatic activities in U/mg protein. The effect of phosphites alone and in combination with fungicide on the postharvest development of brown rot was evaluated. Compound applications were made 30, 15 and 7 days before harvest. For this, the incidence and severity of the disease was measured 3 and 7 days after harvesting. 20 fruits/treatment/replication were also harvested and their color was evaluated with a colorimeter by measuring the CIE L*a*b* values and also calculating the hue angle (H= tan 1(b*/a*)) and chroma or saturation parameters (C*= (a*2+b*2)1/2); weight, size, firmness with a penetrometer and total soluble solids (TSS) with a refractometer. Finally, to evaluate the environmental impact of phosphites, the Environmental Impact Coefficient (EIQ) was used, under three plant health strategies for the control of M. fructicola. In the "in vitro" experiments, potassium phosphites in their highest doses (0.2% and 0.3%) and 0.3% calcium phosphites turned out to be more effective inhibiting the growth of the fungus. Potassium phosphites were more effective than calcium phosphites. Different strains responded differently to phosphites. A minimum inhibitory concentration (MIC) was found with 0.5% potassium phosphite, but not with calcium phosphite. Higher doses of phosphites were required to inhibit fungal sporulation relative to fungal growth. In the evaluation of symptom expression, both experiments (postharvest and preharvest) yielded significant differences between the different stages of fruit development in both cultivars before infection with M. fructícola. There were also differences between injured and uninjured fruits. ´Flordaking´ presented a greater predisposition to disease with brown rot in the harvest stage, while this tendency decreased at the end of the stone-hardening period. On the other hand, ´Elegant lady´ showed a more variable behavior in predisposition to infection. However, the susceptibility to brown rot was high during the ripening period of the fruit. In the stone-hardening stage, their predisposition to contracting the disease was variable, with a peak between 73 and 75 DDPF, which was repeated in different years with different climatic conditions. The phosphites gave variable results in both cultivars; however, FFK in its three doses and FFCA 0.3% showed greater effectiveness in ´Flordaking´ at the end of the stone hardening period and during the maturation stage with incidence and severity values between 20 and 15% less compared to the control at 90 and 95 DDPF. 'Elegant lady' showed greater effectiveness of FFK 0.2%, FFK 0.3% and FFCA 0.3% in the stone hardening period, for the variable incidence. Before phosphites application 'Flordaking' responded with an increase in total phenols, and induction of PPO enzymatic activity in the absence of the pathogen and 6 h after inoculation, in the harvest state with applications of 0.3% FFCa. On the other hand, in the presence of inoculum the GCA fell in all treatments and stages of development, except FFCA 0.3% in EC. Furthermore, it induced POD activity after 6 hours of inoculation with 0.3% FFK treatments. 'Elegant lady' showed a decrease in total phenols and an increase in ACG in the EC and Cs states in response to M. fruticola. PPO and POD did not induce activity when phosphites were applied. Treatments with phosphites alone and in combination with fungicide did not show differences in the development of the disease in either of the cultivars. However, there was a clear trend for greater effectiveness of FFK in combination with fungicides. These results could perhaps be improved with the addition of an adjuvant. The phosphites had no effect on skin color in either cultivar. Treatments with fungicides alone or in combination with FFCa increased TSS in fruits of both cultivars. Furthermore, the combination of FFCa + fungicides improved the weight of 'Florfaking' fruits. The FFCa + fungicide combination had better results as biostimulants than FFK and showed a greater response in the Flordaking cultivar, compared to 'Elegant lady'. From this research, the direct effect of phosphites on M. fructicola in vitro growth can be confirmed. There is little information of phosphites effect on M. fructicola – Prunus persica (peach) pathosystem. Preventive applications of phosphites in postharvest do not affect the susceptibility curve of the host to M. fruticola, but could reduce the expression of symptoms in fruits at harvest stage and could be taken into account in the packing plant, giving protection to the fruit against the disease during the storage. On the other hand, 0.3% FFCA could present an indirect effect on the host by expressing compounds associated with induced resistance mechanisms, although it is not enough to counteract the disease. The environmental impact value of the different strategies evaluated was very low. The initial EIQ of FFK is lower than that of Tebuconazole, due to the low risk to the applicator, consumer and ecology. Within a sustainable production system, phosphites could be an alternative with low environmental and human health impact, to be taken into account within the control schedule under an integrated management strategy. | |
| dc.description.fil | Fil.: Leone, Andrea Inés.Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad Nacional de Rosario | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/2133/27629 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Facultad de Ciencias Agrarias. UNR | |
| dc.rights | openAccess | |
| dc.rights.holder | El autor | |
| dc.rights.text | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Monilinia fructicola | |
| dc.subject | Resistencia a la enfermedad | |
| dc.subject | Inductores químicos | |
| dc.subject | Duraznero | |
| dc.subject | Fosfitos de potasio | |
| dc.subject | Fosfitos de calcio | |
| dc.subject | Calidad poscosecha | |
| dc.title | Manejo de la podredumbre morena (Monilinia fructicola) en durazno a través del uso de fosfitos como activadores de resistencia y su efecto sobre la calidad poscosecha | |
| dc.type | tesis | |
| dc.type.collection | tesis | |
| dc.type.other | tesis de doctorado | |
| dc.type.version | acceptedVersion | |
| lom.educational.context | superior_no_universitario | |
| lom.educational.context | grado | |
| lom.educational.context | posgrado | |
| lom.educational.difficulty | dificil | |
| lom.educational.interactivity | expositiva | |
| lom.educational.typicalAgeRange | adultos |