Compuestos orgánicos volátiles bacterianos como herramienta para el control de Fusarium verticillioides

Abstract

Fusarium verticillioides es uno de los hongos patógenos más frecuentemente asociado al deterioro de silos de maíz y uno de los mayores productores de fumonisinas. Actualmente existe una creciente demanda en disminuir el uso de fungicidas sintéticos y remplazarlos por compuestos más amigables con el ambiente y la salud de los consumidores. En este sentido, los compuestos orgánicos volátiles (COVs) producidos por bacterias son potenciales agentes de biocontrol. El objetivo fue evaluar el efecto de los COVs producidos por bacterias ácido lácticas aisladas de silo bolsa de maíz sobre el crecimiento de Fusarium verticillioides M3125 y la producción de la micotoxina fumonisina B1 (FB1). Se aislaron bacterias ácido lácticas en medio selectivo MRS (De Man, Rogosa and Sharpe media) a partir de muestras de granos de maíz de silo bolsa, de las cuales se identificaron 4 cepas mediante el secuenciamiento del gen 16S ARNr. Para evaluar el efecto de los COVs sobre el hongo se enfrentaron placas sembradas con conidios de hongos vs. placas sembradas con bacterias con 72 h de incubación (n=10), se sellaron, se incubaron a 30 °C, y se midió el diámetro del micelio durante 7 días. La concentración de FB1 se determinó a los 28 días de incubación en un HPLC Perkin Elmer. Los COVs emitidos por las bacterias se analizaron por cromatografía de gases-espectrometría de masa (CG-EM) (Perkin Elmer 600). Las 4 cepas mostraron identidad con el género Enterococcus. La cepa 49 mostró un 98 % de identidad y la 55 un 99 % de identidad con E. faecium, la M4A un 99% con E. casseliflavus, y la cepa M4G mostró un 99 % de identidad con E. casseliflavus y E. gallinarum. Todas las cepas, excepto la M4G, inhibieron significativamente el crecimiento fúngico con respecto al control, sin embargo la cepa M4A mostro el mayor porcentaje de inhibición 54,78%. La fase lag presentó diferencias significativas con el control para los tratamientos con las cepas M4G y M4A, siendo más larga en los hongos expuestos a los COVs producidos por la cepa M4A, mientras que la producción de FB1 disminuyó en los hongos expuestos a los volátiles de la cepa M4A. Las cepas bacterianas produjeron diferentes compuestos volátiles, siendo los de mayor proporción el ácido acético, acetoína y diacetilo. A su vez la cepa M4A produjo la más alta proporción de diacetilo y la M4G la más baja. La cepa M4G produjo la proporción más alta de ácido acético y las cepas 49 y 55 las más altas de acetoína. En conclusión, los COVs producidos por la cepa M4A presentaron actividad antagónica sobre el crecimiento del hongo y la producción de micotoxinas. Los análisis de los COVs producidos por las bacterias sugieren que el compuesto responsable de la bioactividad sería el diacetilo. El efecto antagónico de los COVs está reportado en la bibliografía, sin embargo hasta nuestro conocimiento no hay estudios sobre está interacción entre los microorganismos que están involucrados en el sistema de silos de almacenajes de granos.