Estudio del extracto de propóleos y del aceite esencial de orégano para el control de fitopatógenos de importancia en la producción hortícola

Abstract

Existe un gran interés por estudiar productos naturales bioactivos que ofrezcan una alternativa sustentable para el control de las enfermedades en cultivos. El propóleos y los aceites esenciales se presentan como candidatos promisorios en tal sentido, ya que poseen compuestos derivados del metabolismo secundario vegetal con actividad biológica. No obstante, las investigaciones al respecto son escasas. En este contexto, el objetivo de esta tesis fue estudiar de forma integral las características de extractos de propóleos y de aceites esenciales de orégano, su actividad antimicrobiana individual y combinada frente a diversos fitopatógenos y su acción fitoinhibitoria sobre propágulos de especies cultivadas. Para esto, el esquema de trabajo comenzó con la bioprospección de distintos extractos de propóleos (EP), así como de aceites esenciales de orégano (AEO). Las muestras presentaron diversas características, destacándose que todas contenían una abundante cantidad de compuestos bioactivos pertenecientes al grupo de los fenoles en los EP, y de los terpenos en los AEO. Luego, se probaron in vitro las propiedades antimicrobianas del EP y del AEO frente a fitopatógenos aislados de propágulos hortícolas y caracterizados morfológica y genotípicamente. Ambos productos mostraron diferencias en su eficacia y forma de actuar frente a Penicillium allii y a Sclerotinia sclerotiorum. El hallazgo más novedoso de estos estudios fue que la combinación de EP con AEO tuvo un efecto antifúngico sinérgico frente a los mencionados patógenos. Por otro lado, también se probó la acción antibacteriana del EP sobre bacterias fitopatógenas. Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Xanthomonas gardneri, X. vesicatoria y Pseudomonas corrugata resultaron sensibles a dicho producto. En los estudios referidos a las propiedades fitoinhibitorias del EP y del AEO sobre propágulos de lechuga (Lactuca sativa), ajo (Allium sativum) y poroto pallares (Phaseolous lunatus), se evidenció que existen diferencias en su tolerancia a la aplicación de los productos estudiados. Estos ensayos permitieron seleccionar formulaciones a base de EP y/o de AEO sin efectos adversos para dichos disemínulos, lo que fue fundamental para evitar comprometer su calidad fisiológica. Por último, a través de estudios in vivo, se determinó que la combinación de EP con AEO disminuyó la incidencia y la severidad de la mufa del ajo causada por P. allii en bulbillos, y de moho blanco causado por S. sclerotiorum en semillas de poroto pallares. Estos resultados constituyeron el primer reporte respecto de la actividad antifúngica in vivo del EP combinado con AEO frente a las mencionadas enfermedades. El trabajo realizado en esta tesis, además de ser de gran interés respecto de las características y propiedades del EP y del AEO, reporta por primera vez la acción antifúngica sinérgica que se logra al combinarlos. Los resultados obtenidos demostraron el gran potencial que poseen ambos productos para el control de enfermedades en las semillas, lo que permitirá avanzar en el desarrollo de alternativas sustentables para el manejo de fitopatógenos en la horticultura.

In recent years, there has been a growing interest in the use of biofungicides as safe and effective alternatives for crop protection. Propolis and essential oils are potential candidates, due to their biological activity related to the secondary metabolites they content. However, research in this area is scarce. The aim of this thesis was to comprehensively study the characteristics of propolis extracts and oregano essential oils, their individual and combined antimicrobial activity against several phytopathogens, and their phytoinhibitory action on plant crop propagules. Accordingly, a work scheme was followed. It began with the bioprospection of different samples of propolis extracts (PE), as well as of different oregano essential oils (OEO). The samples showed different characteristics, all containing a large number of bioactive compounds from the group of phenols in PE and terpenes in OEO. The antimicrobial properties of PE and OEO were then tested in vitro against phytopathogens isolated from horticultural seeds previously characterized morphologically and genotypically. Both products showed differences in their efficacy and mode of action against Penicillium allii and Sclerotinia sclerotiorum. The most significant finding was that the combination of PE with OEO had a synergistic antifungal effect against the fungi mentioned. On the other hand, the antibacterial activity of PE against several phytopathogenic bacteria was also demonstrated. Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Xanthomonas gardneri, X. vesicatoria, and Pseudomonas corrugata showed sensitivity to this product. Studies on the phytoinhibitory properties of PE and OEO over lettuce (Lactuca sativa), garlic (Allium sativum), and lima bean (Phaseolous lunatus) propagules showed that there are differences in the tolerance of these structures to the tested products. These assays allowed selecting formulations based on PE and/or OEO without evidencing adverse effects on the seeds, which was crucial to avoid compromising their physiological quality. Finally, through in vivo studies, it was determined that the combination of PE with OEO reduced the incidence and severity of blue mold caused by P. allii in garlic bulbs and of white mold caused by S. sclerotiorum in lima bean seeds. These results led to the first report of in vivo antifungal activity of PE combined with OEO against those diseases. This work provides valuable information on the characteristics and properties of PE and OEO. It also proves the synergistic antifungal action exerted when combining them. The results reported show the significant potential of both products to control seed disease. These findings will allow developing sustainable alternatives for the management of phytopathogens in horticulture.