El ácido fusárico, micotoxina producida por Fusarium spp., afecta negativamente el crecimiento de Pseudomonas protegens Pf-5 mediante el secuestro de hierro y la producción de especies reactivas de oxígeno

Abstract

El ácido fusárico es un metabolito producido por diversas especies de hongos fitopatógenos del género Fusarium. Existen diversos trabajos que demuestran que este compuesto es tóxico para células vegetales y de mamíferos. P. protegens Pf-5 es una bacteria conocida por sus propiedades de supresión de diversos fitopatógenos del suelo, entre ellos Fusarium spp., sin embargo existe inconsistencia en cuanto a la eficacia de biocontrol de estos fitopatógenos. Teniendo en cuenta la toxicidad del ácido fusárico en células vegetales y de mamíferos, el objetivo de este trabajo fue evaluar la toxicidad y estudiar los efectos del ácido fusárico en distintas características relacionadas con el biocontrol en P. protegens Pf-5. Los resultados obtenidos demuestran que el ácido fusárico afecta negativamente el crecimiento, pero incrementa la formación de biopelículas. Por otro lado, cuando P. protegens Pf-5 se cultivó en presencia de ácido fusárico, se observó un notable incremento en la producción del sideróforo pioverdina, asi como un aumento en la producción de biosurfactantes y en la cantidad de especies reactivas de oxígeno. Mediante titulación espectrofotométrica se pudo determinar que el ácido fusárico es capaz de quelar hierro. De acuerdo con los datos obtenidos en este trabajo, el ácido fusárico es tóxico para P. protegens Pf-5, lo cual incidiría negativamente en la eficacia de biocontrol de enfermedades de marchitamiento causadas por Fusarium spp. productores de ácido fusárico. Entre los mecanismos de toxicidad se encontrarian el secuestro de hierro y el estrés oxidativo.

Fusaric acid is a metabolite produced by several phytopathogenic fungi of the genus Fusarium. Several works have demonstrated that this compound is toxic for plant and mammalian cells. P. protegens Pf-5 is very well known because of its ability to suppress several soil-borne phytopathogens, including Fusarium spp., however biocontrol efficiency is not consistent. Taking into account the toxicity of fusaric acid for plant and mammalian cells, the main aim of this work was to evaluate the toxicity and to study the effects of fusaric acid in different physiological traits related to biocontrol in P. protegens Pf-5. The results demonstrate that fusaric acid negatively affects growth, but increases bacterial biofilm formation. When P. protegens Pf-5 was grown in the presence of fusaric acid, a notable increase in the production of the siderophore pyoverdine, as well as an increment in biosurfactant production and reactive oxygen species were observed. Spectrophotometric titrations revealed that fusaric acid chelates iron. According to the data obtained in this study, fusaric acid is toxic to P. protegens Pf-5, which would negatively affect biocontrol efficiency of wilt plant diseases caused by Fusarium spp, able to produce fusaric acid. Chelation of iron and oxidative stress would be some of the mechanisms of fusaric acid toxicity in P. protegens Pf-5.