Power point del trabajo de fin de máster

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  1. 1. Estudiante: Juan Carlos Garrigues Maf Tutor: Dr. Jordi Maes i Vinuesa
  2. 2. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  3. 3. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  4. 4. Objetivos Obtener informacin referente a los hongos del gnero Penicillium responsables de ms del 80% de los casos de podredumbre en ctricos. Conocer los diferentes tratamientos fungicidas y los parmetros que inhiben el crecimiento de los hongos causantes de la podredumbre Realizar un estudio comparativo sobre los diferentes fungicidas de sntesis, en referencia a su efectividad frente a Penicillium spp, la toxicidad que provocan en la salud humana y los lmites mximos residuales aceptados en la UE. Revisar la informacin sobre los tratamientos alternativos para el control de los hongos Penicillium digitatum y Penicillium italicum en el periodo post-cosecha de frutos ctricos.
  5. 5. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  6. 6. Contexto econmico Pas Ao 2007/2008 Ao 2008/2009 Ao 2009/2010 Ao 2010/2011 Brasil 18966 19147 17483 22704 Regin Mediterrnea 20010 20578 21112 22441 Estados Unidos 11645 10740 9978 10445 China 18877 21397 23850 22940 India 7549 7966 7966 8267 Mxico 7481 7033 6793 6744 Espaa 5579 6614 5347 6627 Espaa: 6627 toneladas/ao Grecia: 1093 toneladas/ao Italia: 3204 toneladas/ao Chipre: 254 toneladas/ao Portugal: 257 toneladas/ao Organizacin Mundial de la Salud. Se muestran las toneladas de ctricos/ao
  7. 7. http://faostat.fao.org/
  8. 8. Contexto econmico en la ComunidadContexto econmico en la Comunidad ValencianaValenciana Principales productos agroalimentarios exportados por la Comunidad Valenciana Producto Exportacin (millones de euros) % S/T Ctricos frescos o secos 2.104 38 Restos de frutos frescos 470 9 Hortalizas 235 4 Jugos de frutas 204 4 Albaricoques y cerezas 177 3 Vino de uvas frescas 157 3 Frutos de cscara (frescos o secos) 146 3 Melones, sandas y papayas, frescos 129 2 Tomates frescos 127 2 Cebollas, ajos, puerros 104 2 Otros frutos y dems partes comestibles de plantas 98 2 Total 5482 100 38% del total de las exportaciones agroalimentarias en la comunidad valenciana 50% de las exportaciones de ctricos a nivel nacional. Reglamento (CEE) 865/2003
  9. 9. Importancia activa del podrido 5-10% de la produccin se pierde por patologas post-cosecha (podridos). Este porcentaje se puede disparar si no se tienen las precauciones pertinentes en el proceso de almacenaje, manipulacin y refrigeracin del producto. El gnero Penicillium es el causante de ms del 80% de los casos de la podredumbre de ctricos. Penicillium digitatum : 60% del podrido. Penicillium digitatum (Tuset, .J.J 1987)
  10. 10. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  11. 11. Hongos de herida (Wardowski et al., 2006) (Palou L, 2014)
  12. 12. Penicillium digitatum Condiciones ambientales Temperatura ptima de crecimiento: 24C Intervalo de temperatura : 10C 30C Inicio de la enfermedad 1.Aparicin de un micelio blanco 2.Progresivo aumento del dimetro del micelio 3.Aparicin de una coloracin verde-oliva, que corresponde con la produccin de sus esporas Identificacin al microscopio: Conidios de 4-7 x 6-8 m. Diversidad de forma y tamao. Fue el primer microorganismo fitopatgeno el cual se pudo secuenciar completamente el genoma. Estudios moleculares recientes han permitido detectar la presencia de genes implicados en factores de virulencia. Inicio de la enfermedad La velocidad de crecimiento del hongo es ms lenta que P.digitatum Se desarrolla un crecimiento micelar blanco que finaliza con el desarrollo de una masa de esporas de color azul, dejando una lnea perifrica blanca. Identificacin al microscopio: Cadena de conidios cilndricas/elpticas, que miden entre 2-3 y 5m. Penicillium italicum Condiciones ambientales Temperatura ptima de crecimiento: 24C Temperatura mnima : Por debajo de 10C
  13. 13. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  14. 14. Control qumico post-cosecha de Penicillium digitatum y Penicillium italicum La eleccin del fungicida apropiado depende de las siguientes caractersticas: 1.La sensibilidad del patgeno al compuesto qumico en cuestin 2.Habilidad para penetrar en la superficie del fruto y llegar al origen de la infeccin 3.La efectividad de un determinado fungicida no puede ocasionar un posible dao fisiolgico (fitotoxicidad), que ocasione la no comercializacin del producto y agrave el problema de la infeccin fngica por herida. 4.Reemplazar los fungicidas que son txicos para la salud en humanas o reducir la concentracin del fungicida, debido a los lmites establecidos por la Unin Europea Reglamento 396/2005 : Se fija un lmite mximo aplicable a los fungicidas de uso en frutas y verduras.
  15. 15. Fungicida Mecanismo de accin Limitaciones Toxicidad aguda DL50 oral en rata IDA (mg/kg) LMR (mg/kg) Ortofenilfenol-Ortofenilfenol- sodiumsodium Inactivar las esporas presentes. Aparicin de cepas resistentes Fitotxico 2480 mg/kg 0,02 5 TiabendazolTiabendazol Inhibicin de la mitosis Reduccin de la actividad respiratoria mitocondrial Aparicin de cepas resistentes 3100-3600 mg/kg 0,3 5 ImazalilImazalil Impide la biosntesis de ergosterol. Presenta actividad antiesporulante en ctricos. Aparicin de cepas resistentes 320 mg/kg 0,01 5 ProclorazProcloraz Impide la biosntesis de ergosterol Aparicin de cepas resistentes 1600 mg/kg 0,01 10 PropiconazolPropiconazol Impide la biostensis de ergosterol. Aparicin de cepas resistentes 1517 mg/kg 0,04 6 Fosetil-AlFosetil-Al No est claro. Bloqueo de la esporulacin del hongo Estimula las defensas naturales de la planta >80000 mg/Kg 0,25 75 PirimetanilPirimetanil Impide la extensin del tubo germinativo de los hongo. Aparicin de cepas resistentes 4150 mg/kg 0,2 8 IDA: (Ingesta diaria admisible) Cantidad de sustancia que una persona puede ingerir, dependiendo de su peso corporal, a diario y durante toda su vida sin que se produzca un riesgo detectable para su salud DL 50: Dosis letal media
  16. 16. Fungicida Mecanismo de accin Limitaciones Toxicidad aguda DL50 oral en rata IDA (mg/kg) LMR (mg/kg) Ortofenilfenol-Ortofenilfenol- sodiumsodium Inactivar las esporas presentes. Aparicin de cepas resistentes Fitotxico 2480 mg/kg 0,02 5 TiabendazolTiabendazol Inhibicin de la mitosis Reduccin de la actividad respiratoria mitocondrial Aparicin de cepas resistentes 3100-3600 mg/kg 0,3 5 ImazalilImazalil Impide la biosntesis de ergosterol. Presenta actividad antiesporulante en ctricos. Aparicin de cepas resistentes 320 mg/kg 0,01 5 ProclorazProcloraz Impide la biosntesis de ergosterol Aparicin de cepas resistentes 1600 mg/kg 0,01 10 PropiconazolPropiconazol Impide la biostensis de ergosterol. Aparicin de cepas resistentes 1517 mg/kg 0,04 6 Fosetil-AlFosetil-Al No est claro. Bloqueo de la esporulacin del hongo Estimula las defensas naturales de la planta >80000 mg/Kg 0,25 75 PirimetanilPirimetanil Impide la extensin del tubo germinativo de los hongo. Aparicin de cepas resistentes 4150 mg/kg 0,2 8 IDA: (Ingesta diaria admisible) Cantidad de sustancia que una persona puede ingerir, dependiendo de su peso corporal, a diario y durante toda su vida sin que se produzca un riesgo detectable para su salud DL 50: Dosis letal media
  17. 17. Fungicida Mecanismo de accin Limitaciones Toxicidad aguda DL50 oral en rata IDA (mg/kg) LMR (mg/kg) Ortofenilfenol-Ortofenilfenol- sodiumsodium Inactivar las esporas presentes. Aparicin de cepas resistentes Fitotxico 2480 mg/kg 0,02 5 TiabendazolTiabendazol Inhibicin de la mitosis Reduccin de la actividad respiratoria mitocondrial Aparicin de cepas resistentes 3100-3600 mg/kg 0,3 5 ImazalilImazalil Impide la biosntesis de ergosterol. Presenta actividad antiesporulante en ctricos. Aparicin de cepas resistentes 320 mg/kg 0,01 5 ProclorazProcloraz Impide la biosntesis de ergosterol Aparicin de cepas resistentes 1600 mg/kg 0,01 10 PropiconazolPropiconazol Impide la biostensis de ergosterol. Aparicin de cepas resistentes 1517 mg/kg 0,04 6 Fosetil-AlFosetil-Al No est claro. Bloqueo de la esporulacin del hongo Estimula las defensas naturales de la planta >80000 mg/Kg 0,25 75 PirimetanilPirimetanil Impide la extensin del tubo germinativo de los hongo. Aparicin de cepas resistentes 4150 mg/kg 0,2 8 IDA: (Ingesta diaria admisible) Cantidad de sustancia que una persona puede ingerir, dependiendo de su peso corporal, a diario y durante toda su vida sin que se produzca un riesgo detectable para su salud DL 50: Dosis letal media
  18. 18. En las regiones productoras de Espaa y California han aumentado el nmero de cepas resistentes, de la especie Penicillium digitatum frente al fungicida Imazalil. Aumento del nmero de cepas resistentes frente a fungicidas como el Imazalil, Prochloraz y Propiconazol. Gen PdCYP51A, relacionado con la actividad del Citocromo P450. Aparicin de mutaciones en el gen PdCYP51A en las cepas resistentes. Estudios de ingeniera gentica demuestran la virulencia de la expresin del gen CYP51A. Utilizando la tcnica de ingeniera gentica por medio del modelo A. tumefaciens (Wild L. et al., 1994)(Liu J. et al., 2015)
  19. 19. Fungicida Mecanismo de accin Limitaciones Toxicidad aguda DL50 oral en rata IDA (mg/kg) LMR (mg/kg) Ortofenilfenol-Ortofenilfenol- sodiumsodium Inactivar las esporas presentes. Aparicin de cepas resistentes Fitotxico 2480 mg/kg 0,02 5 TiabendazolTiabendazol Inhibicin de la mitosis Reduccin de la actividad respiratoria mitocondrial Aparicin de cepas resistentes 3100-3600 mg/kg 0,3 5 ImazalilImazalil Impide la biosntesis de ergosterol. Presenta actividad antiesporulante en ctricos. Aparicin de cepas resistentes 320 mg/kg 0,01 5 ProclorazProcloraz Impide la biosntesis de ergosterol Aparicin de cepas resistentes 1600 mg/kg 0,01 10 PropiconazolPropiconazol Impide la biostensis de ergosterol. Aparicin de cepas resistentes 1517 mg/kg 0,04 6 Fosetil-AlFosetil-Al No est claro. Bloqueo de la esporulacin del hongo Estimula las defensas naturales de la planta >80000 mg/Kg 0,25 75 PirimetanilPirimetanil Impide la extensin del tubo germinativo de los hongo. Aparicin de cepas resistentes 4150 mg/kg 0,2 8 IDA: (Ingesta diaria admisible) Cantidad de sustancia que una persona puede ingerir, dependiendo de su peso corporal, a diario y durante toda su vida sin que se produzca un riesgo detectable para su salud DL 50: Dosis letal media
  20. 20. Fungicida Mecanismo de accin Limitaciones Toxicidad aguda DL50 oral en rata IDA (mg/kg) LMR (mg/kg) Ortofenilfenol-Ortofenilfenol- sodiumsodium Inactivar las esporas presentes. Aparicin de cepas resistentes Fitotxico 2480 mg/kg 0,02 5 TiabendazolTiabendazol Inhibicin de la mitosis Reduccin de la actividad respiratoria mitocondrial Aparicin de cepas resistentes 3100-3600 mg/kg 0,3 5 ImazalilImazalil Impide la biosntesis de ergosterol. Presenta actividad antiesporulante en ctricos. Aparicin de cepas resistentes 320 mg/kg 0,01 5 ProclorazProcloraz Impide la biosntesis de ergosterol Aparicin de cepas resistentes 1600 mg/kg 0,01 10 PropiconazolPropiconazol Impide la biostensis de ergosterol. Aparicin de cepas resistentes 1517 mg/kg 0,04 6 Fosetil-AlFosetil-Al No est claro. Bloqueo de la esporulacin del hongo Estimula las defensas naturales de la planta >80000 mg/Kg 0,25 75 PirimetanilPirimetanil Impide la extensin del tubo germinativo de los hongo. Aparicin de cepas resistentes 4150 mg/kg 0,2 8 IDA: (Ingesta diaria admisible) Cantidad de sustancia que una persona puede ingerir, dependiendo de su peso corporal, a diario y durante toda su vida sin que se produzca un riesgo detectable para su salud DL 50: Dosis letal media
  21. 21. ENSAYOS DE RESISTENCIAS 1 paso: Enriquecimiento previo 2 paso: Elaboracin de placas con medio de cultivo fortificado 3 paso: Inoculacin de la cepa problema en los medios fortificados Obtencin de resultados
  22. 22. ENSAYO 1 Sensibilidad al Imazalil Resistencia al Pyrimethanil ENSAYO 2 Resistencia al Imazalil Resistencia al Pyrimethanil
  23. 23. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  24. 24. TRATAMIENTOS ALTERNATIVOS Control biolgico Bacterias: Pseudomonas syringae Hongos: Muscodor albus Aceites esenciales: Parastrephia phyliciformis y P.lepidophylla Componentes GRAS
  25. 25. TRATAMIENTOS ALTERNATIVOS Control biolgico Bacterias: Pseudomonas syringae Hongos: Muscodor albus Aceites esenciales: Parastrephia phyliciformis y P.lepidophylla Componentes GRAS Liberacin de lipopptidos denominados Syringomicin E que inhiben el desarrollo de los hongos. Concentracin de 5,45 g/mL se logra un 99% de efectividad frente P.digitatum Existe un producto que se comercializa para su uso en post-cosecha. (Bull C.T te al., 1998)
  26. 26. TRATAMIENTOS ALTERNATIVOS Control biolgico Bacterias: Pseudomonas syringae Hongos: Muscodor albus Aceites esenciales: Parastrephia phyliciformis y P.lepidophylla Componentes GRAS Existen alrededor de1340 que presentan alrededor de 10000 metabolitos con propiedades antimicrobianas. Parastrephia phyliciformis y P.lepidophylla contienen compuestos fenlicos con propiedades fungicidas. Concentracin de 400-500 mg/mL se consigue una efectividad cercana al 90% frente P.digitatum (Sayago E.J et al., 2011)
  27. 27. TRATAMIENTOS ALTERNATIVOS Control biolgico Bacterias: Pseudomonas syringae Hongos: Muscodor albus Aceites esenciales: Parastrephia phyliciformis y P.lepidophylla Componentes GRAS Se define como GRAS a aquel compuesto que no presenta ningn tipo de toxicidad en los seres humanos. Son sales orgnicas e inorgnicas que presentan un amplio espectro de accin en el control del desarrollo de bacterias y hongos. Actividad fungisttica: Impide el desarrollo del hongo durante el tiempo en el que se produce el efecto. cido benzoico Sorbato potsico
  28. 28. ndice: Objetivos del trabajo de fin de mster Contexto econmico de la podredumbre de ctricos Penicillium digitatum y Penicillium italicum Hongos de Herida Fungicidas de sntesis usados para el control de Penicillium spp Tratamientos alternativos Conclusiones
  29. 29. CONCLUSIONES FINALES La importancia activa que tiene los efectos de la podredumbre, causada principalmente por Penicillium digitatum y Penicillium italicum Los almacenes de ctricos han aplicado tratamientos post-cosecha, principalmente fungicidas de sntesis qumica desde los aos 40. En la Unin Europea existen grandes limitaciones al uso de determinados fungicidas y se establecen lmites mximos residuales permitidos. Desde la dcada de los 90, se ha ido registrando un aumento de los casos de resistencias frente a los fungicidas. Tratamientos alternativos como los controles biolgicos presentan problemas en cuanto a la aplicacin industrial. En cambio, el uso de componentes GRAS junto a la combinacin de determinados fungicidas de sntesis, consiguen mantener la efectividad de los tratamientos y reducir la concentracin de los fungicidas de sntesis.
  30. 30. BIBLIOGRAFIA Barkai-Golan R (2001), Postharvest Diseases of Fruits and Vegetables. Development and Control Department of Postharvest Science of Fresh Produce, Institute of Technology and Storage of Agricultural Products, The Volcani Center, Israel. ELSEVIER. ISBN: 978-0-444-50584- Barmore R.C, Brown E.G. (1982) Spread of Penicillium digitatum and Penicillium italicum during contact between citrus fruits.Phitopathology 72:116:12 Boubaker H, Sandi B and Benaoumar A.A. (2009) Sensitivity of Penicillium digitatum and P.italicum to Imazalil and Thiabendazole in Moroco. Plant pathology Journal 8 (4): 152-158. 2009 Bus G.V, Bongers J.A, Risse A.L. (1991) Ocurrence of Penicillium digitatum and P.italicum resistant to Benomyl, thiabendazole, and imazalil on citrus fruit from different geographic origins. Plant Dis. 75:1098-110 Bull C.T, Wadsworth, Sorensen K.N, Takemoto Y.J, Austin K.R and Smilanick L.J. (1998) Syringomycin E producedby biological control agents controls Green mold on lemons. Biological control 12, 89-95 (1998 de Lian C. (1997). Farmacologa vegetal. Ediciones Agrotcnicos. Madrid. Daquino S, Schirra M, Cabras P and Migheli Q. (2006) Residue levels and effectiveness of Pyrimethanil vs Imazalil when using heated Postharvest Dip treatments for control of Penicillium decay on citrus fruit. J.Agric. Food Chem. 2006, 54, 4721-4726 Dikic D, Andeka L.I, Rogie D. (2011) Carbendazim impends hepatic necrosis when combined with imazalil or cypermethrin. Basic & clinical Pharmacology & toxicology. Nordic Pharmacology society, 2012, 110, 433-440 Ghosoph M.J, Schmidt L.A, Margosan D.A, Smilanick J.L. (2006) Imazalil resistance linked to unique insertion sequence in the PdCYP51 promoter region of P.digitatum. Postharvest Biology and Technology 44 (2007), 9-18 Homes G.J and Eckert, J.W. (1999) Sensitivity of Penicillium digitatum and P.italicum to Postharvest Citrus fungicides in California. Phytopathology 89:716-721 Holmes G.J, Eckert W.J (1995) Relative fitness of Imazalil-Resistant and sensitive biotypesof Penicillium digitatum. The American Phytopathological Society. Plant disease/Vol.79 No10 Kanetis L, Frster H, Jones C.A, Borkovich K.A and Adaskaveg E.J (2008) Characterization of Genetic and Biochemical Mechanisms of Fluodioxinil and Pyrimethanil Resistance in Field isolates of Penicillium digitatum. Phitopathology 98:205-214 Liu J, Yuan Y, Wu Zhi, Li Na, Chen Y, Tingting Q, Geng H, Xiong L. (2015) A novel sterol Regulatory element-binding potein gene (sreA) Identified in Penicillium digitatum is required for Prchloraz resistance, full virulence and erg11 (cyp51) regulation. PLOS ONE DOI:10-137 Lpez-Prez., Ballester A, Gonzalez-Candelas L. (2014) Identification and functional analysis of Penicillium digitatum genes putatively involved invirulence towards citrus fruit. Instituo de Agroqumica y tecnologa de alimentos (IATA-CSIC), Mol Plant Pathol. 2015 Apr;16(3):262-75. Maldonado C.M, Runco S.R., Navarro. R.A. (2005) Isolation, identification and antifungal susceptibility of lemon pathogenic and non pathogenic fungi. Instituto de Biotecnologa, Facultad de Bioqumica, Qumica y Farmacia, Universidad Nacional de Tucumn, Tucumn, Repblica Argentin Mercier J, Smilanick L.J. (2005) Control of Green mold and sour rot of stored lemon bybiofumigation with Muscodor albus.Biological control 32 (2005) 401-407McKay A.H, Frster H, and Adaskaveg J.E Efficacy and Application Strategies for Propiconazole as a New Postharvest Fungicide for Managing Sour Rot and Green Mold of Citrus Fruit. Plant Dis. 96:235-24 McKay A.H, Frster H and Adaskaveg J.E (2011) Toxicity and resistance potential of selected fungicides to Galatomycs and Penicillium spp.causing postharvest fruit decays or citrus and other crops. Plant DIs. 96:87-96 Paris M. and Gottlieb D. (1970) Mechanism of action of the Fungicide Thiabendazole, 2-(4 Thiazolyl) Benzimidazole. Applied Microbiology, Dec, 1970 p. 919-926
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  32. 32. Estudiante: Juan Carlos Garrigues Maf Tutor: Dr. Jordi Maes i Vinuesa