Control de Pythium ultimum en patatas mediante 2,3-butanodiona

Las frutas y verduras son un componente vital de la dieta humana, ya que proporcionan abundantes nutrientes esenciales como fibra dietética, vitaminas y minerales, que son cruciales para mantener la salud; sin embargo, son altamente susceptibles a infecciones por diversos patógenos bacterianos y fúngicos durante el almacenamiento poscosecha.

Podredumbres por Pythium en patata

Pythium ultimum y P. aphanidermatum (Oomycota) agentes causales de la podredumbre acuosa de la herida es una enfermedad grave que afecta a los tubérculos de patata (Solanum tuberosum familia Solanaceae) en todo el mundo, y generalmente son transmitidos por el suelo.

Esta enfermedad puede ocurrir antes, durante o inmediatamente después de la cosecha en condiciones de alta humedad, así como durante el almacenamiento, lo que provoca pérdidas significativas. 

Incidencia de la enfermedad y control

Actualmente, las patatas se cultivan principalmente en sistemas de monocultivo o se rotan con otras solanáceas o cucurbitáceas, que sirven como hospedadores alternativos para las especies de Pythium. Esta práctica contribuye a la acumulación de estructuras de supervivencia de patógenos (oosporas y esporangios) en el suelo. 

Además, la susceptibilidad de todos los cultivares de patata combinada con la falta de tratamientos adecuados durante el almacenamiento de los tubérculos, hace que las medidas culturales y preventivas por sí solas sean insuficientes para un control eficaz de la enfermedad. 

En consecuencia, existe la necesidad del uso de productos de origen biológico para gestionar eficazmente la pudrición del tubérculo de la patata causada por especies de Pythium.

Compuestos orgánicos volátiles

Muchos compuestos orgánicos volátiles derivados de plantas o microbios son metabolitos con actividad antimicrobiana. Debido a su bajo peso molecular, fácil difusión y respeto al medio ambiente, se consideran alternativas potenciales a los fungicidas sintéticos y han atraído una amplia atención en los últimos años.

Estos compuestos incluyen principalmente alquenos, alcoholes, cetonas, terpenos, bencenoides y pirazinas, y pueden inhibir eficazmente el desarrollo de patógenos poscosecha, inducir resistencia a enfermedades en frutas y verduras y mejorar la calidad de los productos.

En comparación con los fungicidas convencionales, el uso de compuestos orgánicos volátiles logra una desinfección más práctica, evita los residuos químicos y mejora significativamente la seguridad poscosecha de frutas y verduras.

Mecanismos de acción

Estudios actuales han revelado que los compuestos orgánicos volátiles pueden controlar las enfermedades poscosecha a través de múltiples mecanismos, incluyendo específicamente:

• la alteración de la ultraestructura celular de los patógenos,
• el daño a la integridad de la pared celular y las membranas plasmáticas,
• la interferencia con la transducción de señales patógenas,
• la inhibición de vías metabólicas clave y
• la activación de los sistemas de defensa intrínsecos de frutas y verduras.

La 2,3-butanodiona, un potenciador del sabor procedente de la fermentación

La 2,3-butanodiona es un compuesto volátil natural, extraído de la fermentación de diversos alimentos, como frutas, el café y la miel. Ha sido certificada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) como aditivo alimentario con "sustancia segura (GRAS)". Actualmente, la 2,3-butanodiona se utiliza principalmente como potenciador del sabor de la mantequilla en la industria alimentaria. 

Estructura química e 2,2-butanodiona

La 2,3-butanodiona también es un metabolito volátil antifúngico importante producido por microorganismos beneficiosos como las bacterias del ácido láctico y Bacillus spp., que exhibe importantes efectos inhibidores contra diversos hongos fitopatógenos. 

Estudios previos han demostrado que la 2,3-butanodiona suprime el desarrollo de Botrytis cinerea regulando la expresión génica.

Acción sobre gen que regula fosfolípidos

Los fosfolípidos son componentes esenciales de las membranas celulares y también de los oomicetos, y desempeñan un papel básico en la estabilización de la fluidez, la integridad y la función normal de las proteínas de membrana.

Dentro de su clasificación, los glicerofosfolípidos constituyen la categoría principal, abarcando varios subtipos como la fosfatidilcolina, la fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina y el fosfatidilinositol.

Entre estos, la fosfatidilcolina, como componente principal de las membranas, desempeña una función esencial en el mantenimiento de la integridad estructural y la fluidez. 

Un estudio actual dilucidó el efecto inhibidor in vitro sobre el crecimiento micelial y la eficacia del control in vivo de la 2,3-butanodiona. 

Una potencial estrategia alternativa para el control de oomicetos

El mecanismo antimicrobiano de la 2,3-butanodiona contra P. ultimum se evaluó mediante observación microscópica, integridad de las membranas plasmáticas, análisis del contenido de fosfolípidos, niveles de expresión de genes clave que participan en la biosíntesis de fosfatidilcolina al ser regulados negativamente, como el gen de la colina quinasa PuCKI1. 

Los estudios de acoplamiento molecular indicaron una fuerte afinidad de unión entre 2,3-butanodiona y PuCKI1, lo que sugiere que el efecto inhibidor del compuesto sobre la infección por P. ultimum puede estar mediado por una menor acumulación de fosfatidilcolina, lo que aumenta la permeabilidad de las membranas y daña su integridad. 

Estos hallazgos proporcionan una novedosa estrategia alternativa para el manejo de enfermedades poscosecha provocados por oomicetos en cultivos hortícolas, y explican el mecanismo antimicrobiano del fungicida natural, 2,3-butanodiona. 
 

Fuentes

Feng, H.; Shi, J.; Zhao, D.; Peng, Z.; Guo, F.; Zhang, C.; Shi, C.; Xu, K. (2026).
Control efficiency and potential mechanisms of 2,3-butanedione against potato leak caused by Pythium ultimum
Postharvest Biology and Technology, 234: 114111
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925521425007239  Acceso el 28/01/2026.
https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2025.114111 Acceso el 28/01/2026.

https://www.sigmaaldrich.com/BR/pt/product/aldrich/b85307?srsltid=AfmBOooEZJ_-_AHz6eLZakEXJJ9gTJDiJnJgJzw_wIBWEcpJ6UgET1yu Acceso el 28/01/2026.

Imagen
https://www.sciencephoto.com/media/699943/view/watery-wound-rot-pythium-ultimum- Acceso el 28/01/2026.