Aplicación de péptidos antimicrobianos para mejorar la conservación de manzanas

Las pérdidas en la industria de la manzana durante las etapas de almacenamiento y distribución encuentran su principal causa en el ataque de patógenos fúngicos. Entre ellos, el moho gris, provocado por Botrytis cinerea, destaca como una de las amenazas más persistentes y costosas a nivel global. El uso intensivo de fungicidas sintéticos para mitigar este problema ha generado una creciente preocupación por la toxicidad residual y el desarrollo de resistencias, lo que impulsa la búsqueda urgente de biotecnologías más sostenibles y seguras para el consumo humano.

En esta investigación, se exploró el potencial de péptidos antimicrobianos (AMPs) extraídos de la especie nativa sudamericana Peltophorum dubium como agentes de control biológico. A través de un análisis transcriptómico de semillas germinadas, se identificaron cuatro defensinas candidatas, las cuales fueron producidas mediante tecnología recombinante en Escherichia coli para evaluar su capacidad antifúngica de manera precisa.

Tras un proceso de purificación de las fracciones más activas, se determinó que los péptidos denominados PdDf11 y PdDf13 logran una inhibición total del crecimiento de B. cinerea in vitro con una dosis de apenas 6 µM. El hito más relevante del estudio se obtuvo en ensayos reales con manzanas en cámaras frigoríficas: la aplicación de PdDf11 purificado redujo la severidad de la infección en un 97% y su incidencia en un 86%, validando a estas defensinas como una alternativa natural de alta eficacia para la protección frutícola.

Retos fitosanitarios en la cadena de valor de la manzana

La manzana representa uno de los pilares de la fruticultura mundial por su volumen de producción y valor de mercado. No obstante, la rentabilidad del sector se ve comprometida por infecciones fúngicas que ocurren tras la cosecha. Aunque el frío industrial y las atmósferas controladas son herramientas estándar para ralentizar el metabolismo del fruto y la síntesis de etileno, no bastan para erradicar patógenos como Botrytis cinerea, Penicillium expansum o Alternaria spp. Estas enfermedades degradan la calidad del producto y limitan su acceso a mercados internacionales exigentes.

La transición hacia una protección poscosecha sostenible

Históricamente, el control de enfermedades ha dependido de fungicidas químicos. Sin embargo, la presión regulatoria y la demanda de los consumidores por productos libres de residuos han forzado un cambio de paradigma. Los péptidos antimicrobianos (AMPs) se posicionan hoy como la vanguardia en este cambio. Estas moléculas de pequeño peso molecular (2–7 kDa) son componentes esenciales de la inmunidad innata en diversos organismos. Su principal ventaja reside en su mecanismo de acción, que ataca estructuras vitales del hongo, minimizando drásticamente la posibilidad de que el patógeno genere resistencia a largo plazo.

Dentro de la diversidad de AMPs, las defensinas vegetales destacan por su capacidad defensiva frente a una amplia gama de fitopatógenos. Se trata de péptidos altamente estables gracias a un motivo estructural conservado denominado CSαβ (hélice alfa y lámina beta estabilizada por cisteína). Esta configuración les permite mantener su funcionalidad biológica incluso bajo condiciones extremas de pH o temperatura, lo cual es fundamental para asegurar su eficacia en el entorno hostil de las cámaras de refrigeración comercial.

La exploración de la flora nativa de Sudamérica ha abierto nuevas puertas en la búsqueda de biocontroladores. En el caso del Peltophorum dubium, el análisis de su genoma permitió descubrir 14 secuencias de defensinas. Estas incluyen variantes "canónicas" con estructuras tradicionales y variantes "atípicas" que presentan regiones terminales extendidas. Estas últimas representan un territorio inexplorado en la biotecnología, sugiriendo funciones biológicas mejoradas o una estabilidad estructural superior que podría optimizar el control de plagas.

Objetivos y validación de nuevas herramientas antifúngicas

Este trabajo se centró en caracterizar experimentalmente estas defensinas para entender cómo su estructura influye en su potencia inhibidora.

Mediante un cribado de fracciones solubles y la posterior purificación de los péptidos PdDf11 y PdDf13, se validó su desempeño tanto in vitro como en condiciones de almacenamiento real. El propósito final fue demostrar que las defensinas de P. dubium no solo son eficaces contra B. cinerea, sino que representan una vía realista para sustituir los tratamientos químicos convencionales por soluciones biobasadas de bajo impacto ambiental.

Fuente

Roberto Castro Rosas , Rodrigo Becco , María Fernanda Ramos Arangüena , Eloísa Arrartre , Gianna Cecchetto , Mariana Barraco-Vega
Plant-Derived Antimicrobial Peptides as Natural Alternatives to Chemical Fungicides for Postharvest Control of Botrytis cinerea in Apples https://www.preprints.org/frontend/manuscript/e87bbbb0034e04b2df42a07d2e9ae259/download_pub
doi:10.20944/preprints202603.2035.v1