Biocontrol con Bacillus velezensis contra enfermedades poscosecha de berenjena

La berenjena (Solanum melongena L. familia Solanaceae) es una hortaliza apreciada en todo el mundo gracias a su riqueza en flavonoides y otras sustancias antioxidantes.

Sin embargo, debido a las condiciones inadecuadas de almacenamiento poscosecha, estas frutas son vulnerables a la invasión de patógenos lo que resulta en el deterioro de la calidad y pérdidas económicas importantes. 

Por ejemplo, es muy susceptible a la podredumbre blanda causada por la bacteria patógena Pectobacterium carotovorum (Gram-negativa), que se desarrolla rápidamente causando una descomposición severa. 

Además, Botrytis cinerea y Alternaria alternata son importantes patógenos fúngicos que también causan deterioraciones agudas en las berenjenas poscosecha.

Actualmente, para controlar las enfermedades de esta hortaliza son aplicados generalmente bactericidas y fungicidas sintéticos, pero su uso prolongado puede dañar la microbiota del suelo, formar depósitos residuales, ocasionar posibles riesgos para la salud de los consumidores y seleccionar patógenos resistentes.

Bacterias antagonistas, una opción en control biológico

En las últimas décadas, muchos investigadores han destacado el control biológico como un enfoque seguro y respetuoso con el medio ambiente para controlar las enfermedades de frutas y hortalizas durante la poscosecha. 

Se ha utilizado una gran variedad de microorganismos antagonistas, como hongos, levaduras y bacterias, para contrarrestar el desarrollo de patógenos, lo que ofrece una estrategia altamente eficiente y sostenible que beneficia la salud y el ecosistema.

En particular, el interés por las bacterias antagonistas está creciendo debido a su amplia distribución y alta tolerancia. Y la inducción de resistencia del huésped por bacterias antagonistas es crucial para el control de enfermedades y la eficacia del control biológico. 

El análisis de los cambios en las características bioquímicas, como la actividad enzimática defensiva, y las variaciones en la expresión génica reveladas mediante el estudio del transcriptoma, son actualmente los métodos más utilizados para investigar la resistencia inducida en los huéspedes por microorganismos antagonistas. 

Inducción de la expresión de genes de interés 

Por ejemplo, se ha demostrado que Bacillus velezensis mejora la resistencia del pimiento a ciertas enfermedades, al inducir la expresión de genes asociados con la respuesta de defensa como incrementar las biosíntesis y actividad enzimáticas asociadas a este proceso.

También, el tratamiento de peras con Bacillus subtilis resulta en la regulación positiva de genes relacionados con la síntesis de flavonoides, ceras y carotenoides, así como de las vías implicadas en las interacciones planta-patógeno.

Además, aumenta la actividad de enzimas como la superóxido dismutasa, la catalasa y la peroxidasa, mejorando así la resistencia de esta fruta a enfermedades.

Control de amplio espectro

Actualmente, las investigaciones sobre el control biológico de enfermedades en frutas y hortalizas poscosecha se centran principalmente en el biocontrol de una sola enfermedad. 

Sin embargo, las frutas y hortalizas poscosecha suelen verse afectadas por diversos patógenos, lo que resulta en una combinación de diversas enfermedades, como la podredumbre blanda, la mancha negra y el moho gris.

Por lo tanto, un control de amplio espectro es fundamental para que los microorganismos antagonistas gestionen eficazmente las principales enfermedades de frutas y hortalizas poscosecha. 

B. velezensis controla diferentes podredumbres a través de varios mecanismos

Un estudio actual, mostró una significativa eficacia de B. velezensis en el control de la podredumbre blanda en berenjenas poscosecha. 

Esta bacteria produce una inhibición directa sobre P. carotovorum subsp. carotovorum mediante la secreción de lipopéptidos cíclicos, y mejora el potencial de eliminación de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las berenjenas. 

Los resultados mostraron también que B. velezensis tiene la capacidad de inhibir patógenos críticos de las berenjenas poscosecha, incluyendo Botrytis cinerea y Alternaria alterna. La formación efectiva de biopelículas de B. velezensis facilita su colonización en la fruta, lo que contribuye al biocontrol de las enfermedades. 

Más importante aún, esta bacteria antagonista reduce significativamente la tasa de descomposición natural de las berenjenas.

Análisis basados en pruebas bioquímicas y estudios transcriptómicos revelan que la aplicación de B. velezensis resulta en la regulación positiva de genes involucrados en la señalización de Ca2+, señalización de hormonas vegetales y señalización bacteriana mediada por AvrRpt2*.

Además, desencadena la expresión de genes importantes involucrados en la eliminación de ROS y otras respuestas de defensa, e impulsa las actividades de enzimas defensivas clave. 

También, la aplicación de B. velezensis en berenjenas activa los genes involucrados en la síntesis de metabolitos secundarios asociados a la resistencia, como ligninas, flavonoides y antocianinas.

Este estudio ofrece información valiosa sobre los mecanismos complejos mediante los cuales antagonistas como B. velezensis controlan las enfermedades poscosecha de las berenjenas y allana el camino para el desarrollo de estrategias de biocontrol de las enfermedades poscosecha. 

* AvrRpt2 es una proteína efectora producida por la bacteria Pseudomonas syringae que desempeña un papel tanto en la activación de la resistencia en las plantas como en el fomento de su virulencia. Es reconocida por la proteína de resistencia RPS2 en plantas susceptibles, lo que desencadena una respuesta de defensa. A su vez, AvrRpt2 también promueve la capacidad de la bacteria para infectar plantas susceptibles, actuando como factor de virulencia.

Resumen gráfico según Zhang, X. et al, 2025.

Fuentes

Zhang, X.; Wang, J.; Xin, Y.; Godana, E. A.; Dhanasekaran, S.; Luo, R.; Li, J.; Zhao, L.; Zhang, H.  (2025).
Exploring the biocontrol performance of Bacillus velezensis against postharvest diseases of eggplants and the underlying action mechanisms in soft rot management
Postharvest Biology and Technology, 227: 113556.

Imagen
https://www.gastronomiavasca.net/en/gastro/glossary/berenjena  Acceso el 16/07/2025.