Repositorio CICY: Página de inicio - Mérida, Yucatán, México · 2017-09-18 · Centro de...
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Centro de Investigación Científica de Yucatán, A. C. Repercusiones del control poscosecha de antracnosis sobre los principales componentes de la calidad del fruto de papaya Maradol Tesis que para obtener el grado de Doctor en Ciencias y Biotecnología de Plantas Presenta: Felipe Santamaría Basulto Mérida, Yucatán , México 2008
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Centro de Investigación Científica de Yucatán, A. C.
Repercusiones del control poscosecha de antracnosis sobre los principales componentes de la calidad del fruto
de papaya Maradol
Tesis que para obtener el grado de
Doctor en Ciencias y Biotecnología de Plantas
Presenta:
Felipe Santamaría Basulto
Mérida, Yucatán , México
2008
RECONOCIMIENTOS
A los directores de tesis , Dr. Jorge Santamaría Fernández y Dr. Alfonso Larqué Saavedra por su apoyo en la realización de este trabajo.
Al asesor externo, Dr. Raúl Díaz Plaza, por sus indicaciones y sugerencias.
A los revisores de la tesis , Dr. Felipe Vázquez Flota, Dr. Felipe Barahona Pérez, Dra. Marcela Gamboa Angulo y Dra. Alma Rosa Centurión Yah , por sus acertadas indicaciones y sugerencias.
Al Dr. Enrique Sauri Duch, por sus sugerencias y facilidades para el uso de equipo en el Instituto Tecnológico de Mérida.
Al M.C. José Manuel de los Santos y al Dr. Luis Cuevas, por su apoyo en el laboratorio deiiTM.
Al M.C. Francisco Espadas y Gil , por su apoyo en el laboratorio de fisiología vegetal y en la interpretación de resultados.
A la Biol. Manuela Reyes Estebanez, por su ayuda en la realización de los bioensayos.
Al Concejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el apoyo de la beca No. 185857
Al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) por las facilidades otorgadas para la realización del posgrado.
Al Prof. Raúl Monforte Peniche (Grupo Agropecuario Sucilá SPR) por facilitar los frutos utilizados en este estudio.
A lng. Nelsy Monforte, por su apoyo en la selección y tratamiento de los frutos en las plantaciones.
A mis compañeros del laboratorio, Carlos Talavera, Yolanda Nava, Neyi Estrella, David Uh, Fulgencio Alatorre.
DEDICA TORtA
A mis padres José y Edi/ta, quienes siempre se preocuparon por la realización de mis estudios.
A mi esposa María del Rosario y a mis hijos Felipe Afí y Valentina, por su apoyo constante.
A mis hermanos Afma Rosa, José, Marina, Edilta y Jesús.
CONTENIDO
Lista de abreviaturas
Lista de Cuadros
Lista de Figuras
Lista de productos químicos
RESUMEN
ABSTRACT
Capítulo 1 Antecedentes, objetivos y estrategia
experimental
Pág.
1
3
7
10
11
12
1.1. INTRODUCCIÓN 13
1.2. ANTECEDENTES 15
1.2.1 . Importancia de la papaya Maradol 15
1.2.2. Manejo poscosecha de papaya Maradol en Yucatán 17
1.2.3. Componentes de la calidad 19
1.2.4. Calidad de papaya 21
1.2.5. Antracnosis 22
1.2.6. Reconocimiento del patógeno 25
1.2. 7. Repercusiones de la antracnosis en la calidad del 27 fruto
1.2.8. Control químico de antracnosis 28
Fungicidas reportados para el control de antracnosis
Definición de fungicida
Modos de acción
Grupos de fungicidas, Códigos MOA y Códigos FRAC
28
30
30
31
1.2.9.
1.2.10.
1.2.11 .
1.3.
1.4.
1.4.1 .
1.4.2.
1.5.
1.5.1.
1.5.2.
1.5.3
1.3.
2.1 .
2 .2.
Regulación de EPA
Alternativas al uso de fungicidas
Acido Salicílico
Benzothiadiazole (BTH)
Quitosano
Modificaciones de la calidad del fruto causadas por medidas de control de antracnosis
Recapitulación de la revisión de literatura
HIPÓTESIS
OBJETIVOS
Objetivo general
Objetivos específicos
ESTRATEGIA EXPERIMENTAL
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
REFERENCIAS
Capítulo 2 Cambios en la calidad del fruto de papaya
Maradol durante su maduración poscosecha
RESUMEN
ABSTRACT
INTRODUCTION
OBJECTIVES
35
37
38
39
40
41
43
44
45
45
45
45
46
47
48
50
Pág .
59
60
61
62
2.3.
2.3.1 .
2.3.2 .
2.3.3.
2.3.4.
2.3.5.
2.3.6.
2.4.
2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
2.4.4.
2.4.5.
2.4.6.
2.5.
2.6.
2.7.
3.1 .
3.2.
MATERIALS ANO METHODS
Plant material (fruits)
lnitial and final stages of fruit ripening
Respiration rate and ethylene production
Determination of maturity stages
Analytical methods
Statistical analysis
RESULTS
Early maturity stages
Respiration rate and ethylene production
Visual characteristics of the fruits at the different maturity stages
Changes in color
Pulp Firmness
Total soluble solids
DISCUSSION
CONCLUSIONS
REFERENCES
Capítulo 3 Efecto del control químico en poscosecha
sobre la incidencia y severidad de la antracnosis en papaya Maradol
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
62
62
62
63
63
64
64
65
65
67
69
71
73
73
75
79
80
Pág.
83
84
3.3.
3.3.1.
3.3.2
3.3.3
3.3.4
3.3.5
3.3.6
3.3.7
3.4.
3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.
3.4.5.
3.5.
3.6.
3.7
MATERIALES Y MÉTODOS
Obtención de aislamientos de Colletotrichum
Identificación de los aislamientos de Col/etotrichum
Comprobación postulados de Koch
Caracterización molecular de aislamientos de Colletotrichum
Pruebas de sensibilidad in vitro de aislamientos de Col/etotrichum a fungicidas e inductores de resistencia
Evaluación del control de fungicidas e inductores de resistencia durante la maduración poscosecha en frutos inoculados con Col/etotrichum
Evaluación del efecto de fungicidas e inductores de resistencia sobre la antracnosis durante la maduración poscosecha de papaya Maradol
RESULTADOS
Identificación de aislamientos de Col/etotrichum
Comprobación de los postulados de Koch.
Pruebas de sensibilidad in vitro de aislamientos de Col/etotrichum a fungicidas e inductores de resistencia
Evaluación del efecto de fungicidas e inductores de resistencia durante la maduración poscosecha en frutos inoculados con dos especies de Col/etotrichum.
Evaluación del efecto de fungicidas e inductores de resistencia sobre la antracnosis durante la maduración poscosecha
DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
86
86
87
87
88
89
93
95
99
99
103
106
11 o
112
119
122
124
4.1. 4.2.
4.3. 4.3.1 .
4.3.2.
4.4 . 4.4.1.
4.4.2.
4.5. 4.6 4.7
5.1. 5.2.
Capítulo 4 Efecto del control químico de antracnosis
sobre la calidad del fruto
INTRODUCCIÓN OBJETIVOS
MATERIALES Y MÉTODOS
Efecto de la antracnosis sobre los atributos calidad de frutos de papaya Maradol
Efecto de las medidas de control químico antracnosis sobre la cal idad del fruto
RESULTADOS
Efecto de la antracnosis sobre los atributos calidad de frutos de papaya Maradol Efecto de las medidas de control químico antracnosis sobre la calidad del fruto.
DISCUSIÓN
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
Capítulo 5 Conclusiones generales y perspectivas
CONCLUSIONES PERSPECTIVAS
de
de
de
de
Pág .
127 128
128
128
129
132
132
134
142 144 145
Pág. 147 149
a*
Ángulo de tono
AS oSA
b*
BTH
CFR
CICOPLAFEST
CIELAB
CONAFRUT
Croma
CTAB
EEA
EPA
ET
FIFRA
INA
ITS
JA
Lista de abreviaturas
Colar· verde-rojo en la escala de color Cl ELAB
Matiz del color en la escala CIELAB
Ácido salicílico
Color azul-amarillo en la escala de color CIELAB
Benzothiadiazole, acibenzolar-S-metil.
Code of Fedral Regulations (Código Federal de Regulaciones -de EPA)
Comisión lntersecretarial para el control del Proceso y uso de Plaguicidas y Sustancias Tóxicas (México)
Escala de color del CIE (Commission lnternationale de I'Eclairage) determina valores estándar usados mundialmente para medfr el color. los valores usados por CIE son denominados L*, a* y b*, por lo que el método se denomina CIELAB
Comisión Nacional de Fruticultura
Intensidad o sauturación del color en la escala CIELAB
Cetyltrimethylammonium bromide (bromuro de cetiltrimetilamonio)
Agencia Europea del Ambiente
Environment Protection Agency (Agencia para la Protección del Ambiente de los Estados Unidos de Nortemérica)
Etileno
Federallnsecticide, Fungicide, and Rodenticide Act (Acto federal de insecticidas, fungicidas y rodenticidas de EPA)
Ácido 2,6-dicloro-isonicotínico
Interna! Transcribed Spacers.
Ácido jasmónico
1
L*
LMR
MeJA
PDA
PMRA
RASó SAR
SIAP
SST
Luminosidad en la escala de color CIELAB
Límites máximos de residuos
Metil jasmonato
Medio de cultivo de dextrosa, papa y agar
Pest Management Regulatory Agency (Agencia regulatoria del manejo de pesticidas) .
Resistencia Sistémica Adquirida
Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera
Sólidos solubles totales
2
Cuadro 1.1
Table 2.1
Table 2.2
Table 2.3
Cuadro 3.1
Lista de Cuadros
Fungicidas registrados por EPA para su uso en Estados Unidos y aprobados para su uso en papaya.
lnitial and final color parameters values from Maradol papaya harvested at green and maturity stage 1.
Visual characteristics of papaya Maradol fru its at various maturity stages
Range of values proposed as maturity indices for seven maturity stages of papaya cv. Maradol
Fungicidas recomendados para el control de antracnosis en papaya ( 1997 -2006)
Cuadro 3.2 Parcelas utilizadas para la obtención de
Pág.
37
65
70
78
85
aislamientos de Col/etotrichum 87
Cuadro 3.3 Fungicidas utilizados en las evaluaciones sobre el control de antracnosis. 92
Cuadro 3.4 Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol previo a la inoculación con Col/etotrichum gloeosporioides y Col/etotrichum dematium 93
Cuadro 3.5 Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol previo a la inoculación con Col/etotrichum gloeosporioides 94
Cuadro 3.6 Productos y dosis aplicado¡; en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Primer ensayo 95
3
Cuadro 3. 7 Dosis y tiempo de inmersión de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Segundo ensayo 96
Cuadro 3.8 Productos y dosis de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Tercer ensayo 97
Cuadro 3.9 Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol en poscosecha para el control de la antracnosis proveniente de campo. agosto 2007, noviembre 2007 y febrero 2008. 98
Cuadro 3.1 O Escala para determinar el área afectada con antracnosis de frutos de papaya. 99
Cuadro 3.11 Tamaño y forma de con idios de dos especies de Co/letotrichum aislados en frutos de papaya Maradol, procedentes de tres localidades. 100
Cuadro 3.12 Incidencia de antracnosis después de 9 y 11 días de inoculación con Colletotrichum gloeosporioides y Colletotrichum dematium en frutos de papaya Maradol tratados con fungicidas e inductores de resistencia .
Cuadro 3.13 Incidencia de antracnosis después de 1 O días de la inoculación con Co/letotrichum gloeosporioides , en frutos de papaya Maradol tratados con fungicidas y
11 o
ácido salicílico. 111
Cuadro 3.14 Área dañada por fruto y% de frutos infectados por antracnosis. Mayo 2005. Primer ensayo 113
Cuadro 3.15 Daño por antracnosis 9 días después de la aplicación de fungicidas e inductores de resistencia en papaya Maradol. Septiembre 2005. Segundo ensayo
4
114
Cuadro 3.16 Productos y dosis de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Mayo 2007. tercer ensayo 115
Cuadro 3.17 Porcentaje de frutos de papaya Maradol con síntomas de antracnosis en seis tratamientos para el control poscosecha de la enfermedad. 117
Cuadro 4.1 Productos y dosis de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. 130
Cuadro 4.2 Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol en poscosecha para el control de la antracnosis proveniente de campo. agosto 2007 y febrero 2008. 131
Cuadro 4.3 Afectación de los sólidos solubles totales en frutos de papaya Maradol con diferente grado de antracnosis. 132
Cuadro 4.4 Afectación del color de la pulpa de frutos de papaya Maradol con diferente grado de antracnosis. 133
Cuadro 4.5 Color de la cáscara de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Mayo 2007. 136
Cuadro 4.6 Color de la pulpa y contenido de sólidos solubles totales (0 Brix) de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Mayo 2007 137
Cuadro 4.7 Color de cáscara de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo después del ser tratados con fungicidas y ácido salicílico al inicio de su maduración. Agosto 2007 140
5
Cuadro 4.8 Color de cáscara de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo después del ser tratados con fungicidas y ácido salicílico al inicio de su maduración. Febrero 2008 140
Cuadro 4.9 Color de la pulpa y contenido de sólidos solubles totales de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Agosto 2000 141
Cuadro 4.1 O Color de la pulpa y contenido de sólidos solubles totales de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Febrero 2008 141
6
Figura 1.1
Figura 1.2
Figure 2.1
Figure 2.2
Figure 2.3
Figure 2.4
Figure 2.5
Figura 3.1
Figura 3.2
Lista de Figuras
Pág.
Diagrama del espacio de color CIELAB 47
Esquema de la estrategia experimental 49
Skin color components, a* and b* values in Maradol papaya fruits harvested at 3 maturity stages. 66
Respiration rate, ethylene production, changes in skin color of a* and b* value of Maradol papaya fruits stored at 23 °C and 70 % RH. 68
Aspect of representative fruits of seven maturity stages of Maradol Papaya. 69
Color components of seven maturity stages of Maradol papaya from 2 different plantations. Values L *, a*, b*, Hue angle and chroma for skin and pulp. 72
Pulp firmness and total soluble solids in seven maturity stages of Maradol papaya fruits from two different plantations. 74
Síntomas de antracnosis en frutos de papaya Maradol. 88
Síntomas de antracnosis en frutos de papaya Maradol, crecimiento en PDA y forma de conidios de los aislamiento identificados como Col/etotrichum gloeosporioides y Col/etotrichum dematium. 1 02
7
Figura 3.3 Antracnosis en frutos de papaya Maradol. Síntomas típicos correspondientes a manchas hundidas de color rosa-salmón 104
Figura 3.4 Respuesta de papaya Maradol a la inoculación con Colletotrichum gloeosporioides, aislamiento 5-C3. 104
Figura 3.5 Síntomas de antracnosis en frutos· de papaya Maradol correspond iente a mancha hundida de color oscuro. 105
Figura 3.6 Respuesta de papaya Maradol a la inoculación con Col/etotrichum dematium, aislamiento 1-2C. 105
Figura 3.7 Inhibición del desarrollo de Colletotrichum g/oeosporioides y Col/etotrichum dematium con tres dosis de cuatro fungicidas en el bioensayo de difusión en disco. 107
Figura 3.8 Ensayo de difusión en disco de seis fungicidas contra Colletotrichum gloeosporioides y Colletotrichum dematium 72 horas después de la inoculación. 108
Figura 3.9 Inhibición del desarrollo de Colletotrichum gloeosporioides y Col/etotrichum dematium con tres dosis de seis fungicidas en el bioensayo de difusión en disco. 109
Figura 3.1 O Diámetro de lesión en los sitios de inoculación con Col/etotrichum g/oeosporioides en frutos de papaya Maradol. 112
Figura 3.11 Daño de antracnosis en frutos de papaya Maradol tratados con fungicidas e inductores de resistencia . Porcentaje de frutos con síntomas y promedios de manchas y área afectada por fruto. Mayo2007. 116
8
Figura 3.12 Daño de antracnosis en frutos de papaya Maradol tratados con ácido salicílico y los fungicidas azoxystrobin y prochloraz 118
Figura 4.1 Color de la cáscara de frutos de papaya Maradol durante su maduración poscosecha, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Mayo 2007. 135
Figura 4.2 Color de la cáscara de frutos de papaya Maradol durante su maduración poscosecha, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Agosto de 2007, febrero de 2008. 139
9
Lista de productos químicos
Nombre técnico
Azoxystrobin
Benomilo
Benzothiadiazole (acibenzolar-S-metil) (BTH)
Captan
Carbendazin
Clorotalonil
Ferbam
Folpet
Fosetil-al
lmazalil
lprodione
Mancozeb
Maneb
Mefenoxam
Metil kresoxim
Oxicloruro de cobre
Prochloraz
Propamocarb
Pyraclostrobin
Thiabendazol
Triadimefon
Triadimenol
Trifloxystrobin
Triforine
Zineb
Nombre comercial
Bankit, Amistar
Benlate
Actigard .
Captan
De rosal
Daconil , Bravo 720
Blacked, Currier
Folpan
Aliette
Fungazil , Magnate
Rovral
Manzate, Flonex MZ, Dithane
Flonex MTS
Ridomil Gold, Mefenoxam 2 EC
Stroby
Cupravit
Mirage, Sportak
Previcur
Cabrio EG, Headline
Tecto (TBZ)
Bayleton
Baytan
Flint
Saprol
Flonex Z, Flozineb
10
RESUMEN
Dentro de las enfermedades en poscosecha, la antracnosis se sigue considerando el principal problema en papaya. Aunque se reconoce que esta enfermedad afecta la calidad del fruto , no hay datos que cuantifiquen numéricamente la magnitud de esta afectación.
Los objetivos del proyecto fueron a) Evaluar la variación de los principales atributos de calidad de frutos de papaya Maradol durante su maduración poscosecha, b) Evaluar el grado de control de antracnosis de los productos que cuentan con tolerancia para su uso en papaya, en términos de límites máximos permisibles de residuos y e) Evaluar el efecto sobre la calidad del fruto de los productos que cuentan con tolerancia para su uso en papaya.
Para determinar los estándares ~e calidad , se definieron seis estados de maduración y se evaluó la firmeza de la pulpa , el contenido de sólidos· solubles totales (SST) y el color del fruto .
Para el control de antracnosis, se evaluaron seis fungicidas (clorotalonil , azoxystrobin , trifloxystrobin , ferbam , benomilo y prochloraz) y tres inductores de resistencia (ácido salicílico, benzothiadiazole y quitosano) en bioensayos de sensibilidad in vitro y en frutos de papaya.
Los resultados permitieron relacionar los cambios de color del fruto con la calidad y la vida de anaquel. Los valores de los atributos de calidad obtenidos, pueden ser utilizados como referencia para definir los estándares de calidad de acuerdo con la madurez del fruto .
Se encontraron dos especies de Col/etotrichum que causan antracnosis: C. gloeosporioides y C. dematium. Estas especies presentaron diferencia en la sensibilidad a fungicidas , C. gloeosporioides mostró ser sensible a las estrobilurinas mientras que estos fungicidas no inhibieron el desarrollo in vitro de C. dematium
Los resultados del efecto de la antracnosis en la calidad del fruto muestran que las manchas superficiales no afectaron el color, ni el contenido de SST. En cambio, en las manchas hundidas, el contenido de SST se redujo en 2 °8rix y el color de la pulpa fue menos anaranjado y menos intenso. Exceptuando al quitosano, los productos evaluados no modificaron la calidad del fruto.
11
ABSTRACT
In papaya, anthracnose is the majar postharvest diseases. Affects fruit quality, but there are not data available that quantify its affectations.
Therefore, the objectives of this research were: a) to evaluate the main changes in appearance and flavor occurring during ripening of Maradol papaya fruits . b) to evaluate the degree of anthracnose control with fungicides allowed by EPA, in terms of maximum residue limits in papaya fruits . e) to evaluate the effect of the fungicides in Maradol papaya fruit quality.
Six maturity stages were identified and parameters such as pulp firmness, total soluble solids and color components of both the skin and pulp, were measured along them .
For anthracnose control six fungicides (chlorotalonil , azoxystrobin , trifloxystrobin , ferbam , benomyl and prochloraz) and three elicitors (salicylic acid , benzothiadiazole and chitosan) were evaluated both in vitro and in papaya fruits.
Results related the changes of skin color to fruit quality and shelf lite of Maradol papaya. The range of values for the quality components might be used as a reference to define quality standards for Maradol according to the maturity stage. Particularly the skin color components, because a destructive measurement are not required .
Two Colletotrichum species were found causing anthracnose: C. gloeosporioides and C. dematium. This species have different sensibility to fungicides. C. gloeosporioides is sensible to strobilurins while this type of fungicides do not inhibited in vitro development of C. dematium
Results in anthracnose effect on fruit quality, show that superficial symptoms do not affect pulp color or total soluble solids content. However, in deep symptoms, total soluble solids content are reduced in 2 °8rix. Besides, the pulp has less color orange and less intensity.
Except chitosan, treatments evaluated for anthracnose control do not modified fruit quality.
12
Capítulo 1
Antecedentes, objetivos y estrategia experimental
1.1. INTRODUCCIÓN
El incremento en la producción y comercialización de papaya Maradol en México, y particularmente en el estado de Yucatán , crea la necesidad de generar conocimientos para mejorar su producción y manejo poscosecha.
El cultivo intensivo de papaya Maradol demanda gran cantidad de insumes agrícolas (semillas , fertilizantes , insecticidas. fungicidas) , riego (sistema de riego y jornales) y mano de obra para las labores culturales y la cosecha. La aplicación de la tecnología permite obtener rendimientos que pueden llegar y sobrepasar las 120 t/ha por ciclo. Después de aproximadamente siete meses del establecimiento se inicia la cosecha la cual se puede prolongar por un periodo de seis a diez meses. Durante esta etapa se intensifican las actividades de comercialización que incluyen el corte, acopio, transporte y almacenamiento de los frutos . Si estas actividades no se realizan adecuadamente, se pone en riesgo el valor de la producción y todos los esfuerzos realizados durante los meses anteriores.
La enfermedad conocida como antracnosis causa problemas precosecha y poscosecha en todo el mundo, especialmente en los trópicos (Sutton , 2004). En papaya es la enfermedad más importante en todo el mundo, las pérdidas se han estimado en cerca del 30 % de la producción (De los Santos et al. , 1997; Madrigal-Acuña, 1997)
El control de las enfermedades poscosecha es esencial para mantener la calidad de los frutos, la principal estrategia para el control de las pudriciones fungosas en esta etapa han sido los fungicidas químicos. Los productos más populares para papaya fueron fungicidas del grupo de los bencimidazoles como Benlate (benomilo) o Tecto (thiabendazol) (Gobierno del Estado de Yucatán , 1997; Monforte et al. , 2003). Actualmente se usan fungicidas de nueva generación como azoxystrobin (Domínguez, 2006) .
13
El uso continuo de fung icidas presenta varios inconvenientes. Por una parte está el riesgo de la aparición de resistencia de los hongos hacia los fungicidas , ejemplificado por la tolerancia a los bencimidazoles que apareció rápidamente cuando éstos fueron ampliamente usados para controlar enfermedades causadas por Co!letotrichum (Waller, 2004) . Por otra parte está la gran preocupación en torno a la contaminación del ambiente y de los alimentos con residuos de pesticidas (lshii , 2006) .
En varios países , la reglamentación sobre el uso de los plaguicidas en la producción de alimentos se realiza por medio de organismos gubernamentales como la Comisión lntersecretarial para el control del Proceso y uso de Plaguicidas y Sustancias Tóxicas (CICOPLAFEST) en México, la Agencia Europea del Ambiente (EEA, por sus siglas en inglés) en Europa, la Agencia Regulatoria para el Manejo de Pesticidas (PMRA, por sus siglas en inglés) en Canadá y la Agencia para la Protección del Ambiente (EPA por sus siglas en inglés) en los Estados Unidos. Dado que México es el primer exportador de papaya hacia los Estados Unidos, es necesario asegurarse que se cumpla con la legislación de residuos químicos establecida en la EPA para garantizar que la papaya mexicana siga permaneciendo en ese mercado.
Debido al incremento global de la preocupación hacia los productos químicos, los productores han estado evaluando alternativas para asegurar la entrega de frutos con la más alta calidad (Korsten , 2006) . En los últimos años ha habido un creciente interés en la inducción de la resistencia natural a enfermedades en los cultivos hortícolas usando elicitores físicos , biológicos y químicos (Terry y Joyce, 2004) . Dentro de los esfuerzos por controlar la antracnosis en papaya se encuentran el uso de tratamientos con agua caliente (Lay-Yee et al. , 1998), quitosano (Hernández et al. , 2001) y radiaciones gamma (Azevedo y Melges, 2004) . En mango se ha probado ozono (Ponce de León et al. , 2001) y ácido salicílico (Zainuri et al. , 2001 ).
Como las medidas de control pueden afectar la calidad del fruto , no sólo en el aspecto de seguridad alimentaria, sino también por aspectos relacionados con la apariencia, textura, sabor y valor nutritivo, es necesario determinar si el uso de fungicidas y de las medidas alternativas para el control de la antracnosis tienen efectos sobre los principales componentes de la calidad del fruto de papaya.
14
1.2. ANTECEDENTES
1.2.1. Importancia de la papaya Maradol
La papaya es uno de los cinco principales frutales de México, en los últimos años ha sostenido mayor crecimiento en las zonas costeras de México. Se cultiva en todos los países tropicales y en muchas regiones subtropicales del mundo.
Aunque el área exacta de origen es desconocido, es probable que se · haya originado de las tierras bajas de Centroamérica, desde México hasta Panamá (Campostrini y Glenn, 2007; Nakasone y Paull, 1998)
La familia Caricaceae comprendía 31 especies en tres géneros (Carica . Jacaratia y Jarilla) de América tropical y un género (Cylicomorpha) de África ecuatorial (Nakasone y Paull , 1998). Sin embargo, una revisión reciente propone que algunas especies que estaban en el género Carica se clasificaron en el género Vasconcel/a. De acuerdo con esta clasificación , Carica papaya es la única especie del género Carica (Badillo, 2002).
La ubicación taxonómica de la papaya de acuerdo con Jiménez Díaz (2002) es la siguiente:
División Subdivisión Clase Orden Familia Género Especie
Spermatophyta. Magnoliophytina. Magnoliatae. Parietales. Caricaceae. Ca rica. Carica papaya
En México se cultivan diferentes variedades, que se han nombrado en función del tamaño, forma, apariencia y procedencia de la fruta . En las plantaciones comerciales se utilizaban semilla de tipos criollos, entre los que destacan "Cera", "Coco" y "Mamey", también se utilizaban algunos cultivares del grupo Solo originados en Hawai e incluso cultivares provenientes de Taiwán como Tainung 11 y Red Lady (De los Santos et al. , 1997)
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La variedad Maradol fue obtenida en Cuba a través de selecciones realizadas durante más de 1 O años por Adolfo Rodríguez Rivera . El nombre Maradol se formó de los nombres María y Adolfo, nombres del fitomejorador y de su esposa.
En 1978 la CONAFRUT introdujo las primeras semillas de la variedad Maradol a Xalapa, Veracruz. Comercialmente la papaya Maradol se ha cultivado en México desde 1988 y fue desplazado paulatinamente a los tipos criollos. En 2006, la papaya Maradol representó la mayor producción con 690,638.98 t. En segundo lugar quedó la papaya denominada como "roja" con 30,867 t, muy por detrás quedaron las papayas amarillas, hawaianas y las criollas con 1,598, 1,272 y 90 t.
El consumo de papaya ha cobrado mayor importancia en la última década debido al interés de los consumidores por las características de este fruto, lo que ha propiciado la expansión de su producción. La superficie cultivada en el mundo en 1996 fue de 288,568 ha que arrojaron una producción de 4'536,718 t. Para 2006 la superficie cultivada fue de 391 ,073 ha con 6'590,141 t, lo que representa incrementos del 35 y 45% respectivamente. En este mismo periodo, en México se tuvo un incremento del 60% en la producción de papaya al pasar de 496,849 t a 805,672 t (FAOSTAT, 2007)
En Yucatán la papaya era un cultivo tradicional , las áreas plantadas de papayas criollas antes de 1995 alcanzaban unas 150 ha, casi todas ellas manejadas como cultivo secundario, su producción tenía como objetivo los mercados locales y algunos centros turísticos por lo que no se usaban tecnologías avanzadas (Gobierno del Estado de Yucatán, 1999). El programa de papaya Maradol en Yucatán nace a fines de 1995, considerando los antecedentes de la introducción de esta variedad en Chiapas, Oaxaca y Guerrero desde 1989 y algunos ensayos durante 1993 y 1994 en Yucatán.
De acuerdo con las estadísticas de FAOSTAT (2007) y de SIAP (2007), en 1996 solamente en cuatro estados de la república mexicana se produjo papaya Maradol. Yucatán ocupó el segundo lugar con 6,813 t procedentes de 138 ha. Esta producción representó el 26 % de la producción nacional , la cual fue de 26,099 t. A nivel nacional la variedad Maradol apenas representó el 6.6 % del total de la producción de papayas en general.
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Cinco años después, en 2000, 11 estados produjeron papaya Maradol y entre ellos Yucatán ocupó el cuarto lugar con 22,335 t, procedentes de 457 ha. La producción de ese año representó el 8% de la producción nacional de Maradol que llegó a 277,728 t que a su vez representó el 41 % del total de papayas producidas en México.
En 2004, la producción de papaya Maradol en Yucatán alcanzó 69,495 t, con lo cual volvió a ocupar el cuarto lugar nacional participando con el 9 % del total de las 768,967 t que se produjeron en 21 estados de México. La producción nacional de papayas en general fue de 955,690 t, por lo que el 80% de esta producción correspondió a la variedad Maradol
Para 2006, Yucatán volvió a ser el cuarto estado productor de papaya Maradol con 53,947 t que representan el 7 % de 764,760 t que se produjeron en 20 estados de México. El 95% de las 799,589 t que se produjeron correspondió a la variedad Maradol.
Estas cifras muestran la importancia que ha cobrado la variedad Maradol, su producción se ha extendido de cuatro estados, hace unos 12 años, a 20 estados en 2006. Aunque el estado de Yucatán pasó de ser el segundo al cuarto productor, esto no se debe a que se haya reducido la superficie sino por el contrario. La superficie y la producción de papaya Maradol en Yucatán crecieron aproximadamente tres veces de 2000 a 2004 y se mantuvo en 2006. La producción nacional se ha incrementado en forma similar. México ha ocupado del segundo al cuarto lugar dentro de los países productores de papaya en el mundo y se consolida como el principal país exportador de papaya hacia los Estados Unidos (FAOSTAT, 2007; SIAP, 2007) .
1.2.2. Manejo poscosecha de Maradol en Yucatán
La papaya es un fruto climatérico ya que presenta un pico de producción de etileno durante su maduración (Harris , 1988; Azevedo et al. , 2006) . El fruto de la papaya Maradol Roja certificada presenta una epidermis gruesa color amarillo-naranja cuando madura, su pulpa color rojo salmón es muy dulce y suave, los frutos pesan entre
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1.5 y 2.6 kilos y tiene aproximadamente 12 grados Brix (Semillas del Caribe, 2003).
Para el manejo poscosecha en el Proyecto de Papaya Maradol Roja en el Estado de Yucatán se consideraron las experiencias tomadas de otros estados de México y Cuba (Gobierno del Estado de Yucatán , 1977). Estas recomendaciones se resumen a continuación : La cosecha se realiza con el grado de madurez que se especifica en función de los requerimientos de mercado. Los frutos pueden cosecharse cuando aparecen cambios de coloración verde oscuro a verde brillante con listas o rayas amarillas en el extremo floral. Los grados de madurez comúnmente utilizados son cuatro: a) uno o dos rayas, b) de dos a tres rayas, e) de tres a cuatro rayas y d) de cuatro a cinco rayas. Los frutos se lavan con detergente y se les da un tratamiento químico que consiste en mantener los frutos de 2 a 3 minutos en una solución de thiabendazol (TBZ) en concentración de 400 ppm , imazalil en concentración de 250 ppm o benomilo de 0.8 a 1 g/L. Las frutas tratadas son puestas a secar y se clasifican según las rayas de madurez. El empaque se realiza en cajas de cartón, las frutas se envuelven con papel de forma que queden destapadas en las partes del extremo floral y cubiertas con papel en la parte del pedúnculo.
Monforte et al. (2003) mencionan que los frutos están aptos para la cosecha cuando el color de la epidermis empieza a cambiar de un color verde oscuro a un verde más claro, formando vetas amarillas , que posteriormente se convierten en rayas amarillas, de la punta de la fruta hacia el pedúnculo. También reportan los grados de madurez ya mencionados en el documento anterior y subrayan la importancia de que la cosecha se realice con el grado de madurez que el cliente especifique. Respecto al empaque, mencionan que el mercado menos exigente acepta los frutos protegidos con papel periódico, los cuales se estiban a granel en los camiones. Para los mercados más exigentes, el empaque se realiza en cajas de cartón , colocando las frutas con el pedúnculo hacia el fondo y los espacios vacíos de las frutas se rellenan con papel para inmovilizarlas. Es recomendable que dentro de una misma caja las frutas tengan la mayor uniformidad posible en tamaño, madurez y forma . Para la desinfección los productos más utilizados son: Benlate (benomilo) 1 g/L, Tecto (thiabendazole) 0.8 g/L y Manzate (mancozeb) 5 g/L.
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De acuerdo con Tun y Ramos (1999) las principales causas de pérdidas poscosecha en papaya son la diversidad de formas sexuales, la incidencia de enfermedades y plagas, los desórdenes fisiológicos y nutricionales y los daños por agentes físicos. Dentro de las causas de enfermedades poscosecha se reportan 13 hongos: Colletotríchum gloeosporíoídes, Cercospora papayae, Phytophthora pa/mívora, Mycosphaerella sp., Phomopsís caríca-papayae, Alternaría alternata, Fusaríum solaní, Guígnardía sp., Botryodíploídía theobromae, Rhízopus stolonífer, Cladospríum sp., Penícíllíum spp. y Fusaríum spp.
En precosecha, Monforte et al. (2003) mencionan que las principales enfermedades son pudriciones, como la antracnosis (Col/etotríchum}, la pudrición seca del fruto (Fusaríum solam) y la pudrición causada por Phytoptora palmívora. En poscosecha, las principales enfermedades son causadas por ocho hongos (Alternaría , Mycosphaerel/a , Rhyzopus sto/onífer, Cercospora papayae, Cladosporium, Stemphylium licopersici, Guígnardía cítrícarpa, Phomosís sp.) y dos bacterias (Enterobacter cloacae y Erwínía herbícola).
1.2.3. Componentes de la calidad
La palabra calidad proviene del latín qua/itas, que significa atributo, propiedad o naturaleza básica de un objeto, pero en sentido abstracto su significado se refiere a un grado de excelencia o superioridad (Kader et al. , 1995). Por lo tanto, un producto es de mejor calidad cuando es superior en uno o varios atributos que son valorados objetiva o subjetivamente. También puede definirse como el "grado de cumplimiento de un número de condiciones que determinan su aceptación por el consumidor" (López Camelo, 2003).
Los atributos de calidad de productos frescos incluyen la apariencia , textura , sabor, olor, valor nutritivo (Aked, 2000; Kader, 2001) y el componente de seguridad alimentaria , denominado también inocuidad (López Camelo, 2003) . A continuación se presenta la descripción de los atributos de calidad con base en los reportes anteriores.
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Apariencia: Dentro de la apariencia se incluye el tamaño , forma, color y brillo del fruto. La forma puede no ser un carácter muy decisivo de la calidad, en cambio, el color es el aspecto externo que el consumidor evalúa con mayor facilidad tanto en intensidad como en uniformidad, por otra parte también es un indicador de la madurez.
Textura: La textura incluye sensaciones percibidas con las manos (firmeza) y conjuntamente con los labios, el tipo de superficie (pilosa , cerosa, lisa, rugosa) , mientras que los dientes determinan la rigidez de la estructura que es masticada. La lengua y el resto de la cavidad bucal detectan el tipo de partículas que se generan a partir del triturado por los dientes. La textura , conjuntamente con el sabor y aroma, constituyen la calidad gustativa. Un fruto sobremaduro es rechazado principalmente por su pérdida de firmeza y no por cambios importantes en el sabor o aroma.
Sabor y aroma: Aunque las sensaciones de sabor y aroma se pueden separar, se perciben simultáneamente ya que al momento de acercar a la boca, morder, masticar y degustar, se perciben los aromas, particularmente aquéllos que se liberan con la trituración de los tejidos (Wills et al., 1981). En frutas y hortalizas, el sabor se expresa normalmente en términos de la combinación de principios dulces y ácidos , lo que es un indicador de la madurez y de la calidad gustativa. El contenido de sólidos solubles es una buena estimación del contenido de azúcares totales.
Valor nutritivo: Las frutas y hortalizas poseen un contenido alto de agua. Aunque su contenido de carbohidratos, proteínas y de lípidos es bajo, son una buena fuente de minerales y vitaminas. Las condiciones de cultivo, variedades, clima y formas de preparación influyen en el contenido de nutrientes. La fibra dietética se compone de polisacáridos estructurales de las plantas y se dividen en celulosa , hemicelulosa, lignina, pectinas, gomas y mucílagos. Las frutas y hortalizas son particularmente ricas en fitoquímicos como los terpenos (carotenoides en frutos de color amarillo, naranja y rojo) .
Seguridad: La seguridad de los alimentos consiste en la ausencia de substancias dañinas para la salud. Tradicionalmente la presencia de plaguicidas sobre el producto ha sido la principal preocupación de la opinión pública, sin embargo, pueden existir microorganismos peligrosos, micotoxinas y metales pesados. Cada país tiene una
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legislación propia en términos de los límites máximos de residuos (LMR) aunque en general se acepta lo establecido por el Codex Alimentarius u otras organizaciones internacionales. Un LMR o tolerancia es la concentración máxima del residuo de un agroquímico resultante de su aplicación según una práctica agrícola correcta.
1.2.4. Calidad de papaya
En Hawai los estándares consideran como mínimo el contenido de 11.5 % de sólidos solubles totales. Por lo tanto, los frutos deben haber iniciado la maduración antes de la cosecha, lo cual se indica por el amarillamiento de la cáscara, ya que los frutos menos maduros no madurarán apropiadamente y tendrán menor contenido de azúcar. (Akamine y Goo, 1971).
Respecto a los índices de calidad de papaya, Kader (2004) menciona que los frutos deben tener uniformidad de tamaño y color; ausencia de defectos, tales como quemado de sol , abrasiones en la cáscara, punteado, daño de insectos, coloración manchada y ausencia de pudriciones. También establece que la cosecha debe hacerse cuando se observe un cambio del color de la cáscara , de verde oscuro a verde claro, con algo de amarillo en el extremo distal (quiebre de color). Las papayas cosechadas de un cuarto a completamente amarillas tienen mejor sabor que aquellas cosechadas en estado verde-maduro a un cuarto de amarillas, dado que el dulzor no aumentará después de la cosecha.
Acosta Ramos (1997) midió algunos parámetros de calidad de frutos de papaya Maradol desde la fase de madurez fisiológ ica hasta 14 días después de la cosecha . Encontró que el contenido de sólidos solubles fue de 7.4 °8rix en el primer día , se incrementó a 9.8 °8rix en el día 1 O y luego bajó a 9.1 °8rix en el día 14. En el aspecto del color encontró que al inicio del experimento el ángulo de tono de la_ cáscara se situó en el cuadrante verde-amarillo y a partir del día 4 se situó en el cuadrante amarillo-rojo. El valor del ángulo de tono fue de 172.4 al inicio del experimento y bajó a 48.3 en el día 14. En la pulpa el ángulo de tono se situó en el cuadrante rojo-amarillo con valores de 39.0 a 48.8. El índice de saturación del color de la cáscara fue de
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24.3 al inicio y llegó a 21 .1 en el día 14, en tanto en la pulpa el índ ice de saturación fue de 31 .8 a 27.8.
Chen et al. (2007) reportan que los problemas de calidad de papaya detectados en los mercados incluyen la variabilidad de formas y tamaños, daños mecánicos, deshidratación, y el sabor, determinado por la dulzura. La textura de la pulpa es otro problema de calidad , sobre todo porque los cultivares de papaya muestran una amplia variación en el ablandamiento del fruto , un carácter que determina su calidad de fruto y la vida de anaquel (Thumdee et al., 2007).
La papaya de calidad superior de acuerdo con la norma mexicana NMX-FF-041-SCFI-2007, es el fruto que ha cumplido con un proceso de selección muy riguroso y que presenta la mejor apariencia en cuanto a forma, desarrollo, madurez y coloración típicas de la variedad; debe estar libre de defectos salvo aquellos superficiales muy leves, siempre y cuando no afecten el aspecto general del producto, su conservación , su presentación y su sabor. Esta norma contiene un apéndice informativo para la variedad Maradol que sugiere que la pulpa y la cáscara deben ser de color característico y uniforme. La descripción del color externo de papaya se basa en la designación de rayas de color amarillo o anaranjado, de acuerdo con siete grados de maduración que incluyen a los frutos verdes, en madurez fisiológica y en madurez de consumo.
1.2.5. Antracnosis
Las enfermedades de las plantas conocidas como antracnosis están relacionadas con hongos del género Colletotrichum y su teleomorfo Glomerella a través del mundo, especialmente como la causa de problemas precosecha y poscosecha en los trópicos (Sutton , 2004) , aunque también se extiende a algunos cultivos templados como manzana y fresa (Waller, 2004). Su importancia como enfermedad poscosecha se debe a la capacidad del hongo para causar infecciones latentes o quiescentes (Freeman et al., 1998). En los frutos de papaya, esta enfermedad se vuelve más problemática cuando los frutos tienen 25 % o más de coloración amarilla en la cáscara (Aivarez y Nishijima, 1987)
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Las especies de Colletotrichum penetran la superficie de las plantas de varios modos: a través de aberturás naturales como los estomas, a través de heridas y por penetración directa de la barrera cuticular. Este último es el medio más común de penetración (Bailey et al. , 2004)
La infección inicial ocurre en frutos inmaduros en el campo como resultado de la formación de un apresorio con un gancho de infección y la colonización subcuticular del tejido hospedante. Bajo ciertas condiciones, generalmente asociadas con la maduración y heridas de los frutos , estas infecciones latentes se desarrollan y se convierten en lesiones negras hundidas típicas, con el desarrollo de pequeños acérvulos mucilaginosos de coloración rosada (Waller, 2004 ).
Muchas especies de Col/etotrichum exhiben dos fases en el proceso de infección, una fase asintomática durante la cual los hongos se establecen en los tejidos del hospedante e invaden las células sin matarlas, por eso muchas especies de este género han sido consideradas como hemibiótrofos. En la fase destructiva el tejido vegetal ha sido exitosamente colonizado y el patógeno crece con un comportamiento necrótrofo, esta fase es responsable de los síntomas típicos de lesiones de antracnosis que involucran la muerte y maceración de tejido vegetal (Bailey et al., 2004) .
Las especies de Colletotrichum producen un amplio rango de enzimas capaces de destruir los componentes estructurales de los tejidos vegetales, algunas de las cuales pueden matar a las células. Participan dos tipos de enzimas, las que degradan carbohidratos , y por lo tanto disuelven la pared celular, como las poligalacturonasas que intervienen en la fase inicial de infección biótrofa, cuando la degradación de la pared está altamente localizada alrededor de la hifa invasora, y las endopectinliasas las cuales son altamente tóxicas a las células debido a que maceran la pared celular. Además, varias especies producen fitotoxinas de bajo peso molecular que pueden contribuir al crecimiento necrótrofo de estos patógenos, entre éstas se encuentran las colletotrichinas asiladas de C. nicotinae y C. capsici, y las asperfillo-marasminas aisladas de C. gloeosporioides (Bailey et al., 2004) .
Colletotrichum gloeosporioides puede causar manchas amarillentas y manchas hundidas de color oscuro o rosa-salmón, también se
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manifiestan manchas redondas con un polvo gris café, a veces las manchas toman un color chocolate. Las lesiones acuosas hundidas de color café o negruzco se agrandan a medida que avanza la maduración, particularmente en poscosecha causa la enfermedad denominada "pelado de fruta". También ataca a las flores desarrollando síntomas que van desde manchas redondas, hundidas y necrosadas en la zona cercana al pedúnculo hasta secamiento y caída de flores (Domínguez, 2006; Tun-Suarez 1999).
De acuerdo con Dood et al. (2004) C. gloeosporioides puede causar en Hawai tanto síntomas de antracnosis como el síntoma denominado "mancha de chocolate" en frutos de papaya. Aunque se pensaba que dos razas fisiológicas diferentes de C. g/oeosporioides causaban las dos enfermedades, este autor reporta que un simple aislamiento causa ambos síntomas.
Co/letotrichum produce conidios incoloros, ovoides, cilíndricos , de una célula , en acérvulos subepidermales que se abren a través de la superficie del tejido vegetal. El desarrollo del hongo es favorecido por alta temperatura y alta humedad o clima húmedo. Los conidios son liberados y se dispersan cuando los acérvulos están mojados y son generalmente dispersados por la lluvia y al entrar en contacto con insectos y herramientas (Agrios, 1999).
De acuerdo con la descripción de Sutton (2004) , el hongo C. g/oeosporioides (teleomorfo Glomerella cingulata) produce colonias variables, de color blanco grisáceo a gris oscuro, micelio aéreo liso y fieltrado, o en mechones asociado con conidioma, el reverso es irregularmente blanco o gris o más oscuro especialmente con la edad. Setas presentes o ausentes. Esclerocio ausente pero la ascomata inmadura puede ser confundida con esclerocios. Apresorio clavado, aovado, a veces lobulado, de color sepia café, de 6-20 x 4-12 llm. Conidios formados en masas, de color salmón pálido, rectos , cilíndricos , ápice obtuso, base truncada , de 12-17 x 3.5-6 llm . Esta especie es heterogénea y especialmente en cultivo las características varían notablemente.
Además de Colletotrichum gloeosporioides, en papaya se ha reportado a Colletotrichum dematium como causante de antracnosis en Venezuela (Aibornett y Sanabria, 1994) y Brasil (Doihara y Silva , 2003)
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1.2.6. Reconocimiento del patógeno
Las plantas tiene un sistema sofisticado para activar respuestas de defensa en el sitio de invasión de un patógeno, este sistema debe ser capaz de discriminar entre los patógenos y los organismos benéficos (Hammond-Kosack y Jones, 2000) .
Los eventos de reconocimiento entre patógenos y plantas llevan a la expresión de reacciones de defensa que de acuerdo con Prell y Day (2001) constan de tres componentes:
1) El inductor o estímulo, una sustancia de bajo peso molecular, la cual es la señal originada de o dependiente de la acción del patógeno.
2) El sensor o receptor de la planta que específicamente se une al inductor y
3) El efector que designa una o más sustancias formadas o activadas como resultado del reconocimiento y unión entre el inductor y el receptor.
Mauch-Mani y Slusarenko (1996) señalan que el reconocimiento del patógeno por el huésped se acompaña por una ruta de transducción de señales permitiendo la activación de los genes de defensa. En Arabidopsis la resistencia a patógenos está asociada con la respuesta hipersensitiva (HR) involucrando a una o algunas células huésped en el sitio de ingreso del patógeno. En la interacción incompatible se activa el gen de la fenilalanina amonioliasa (PAL) , la enzima cataliza la desaminación de L-fenilalanina para producir ácido cinámico, que inicia la ruta de los fenilpropanoides. La actividad de PAL provee precursores para la biosíntesis de lignina y otros fenoles que se acumulan en respuesta a la infección, como el ácido salicílico.
Originalmente el término "inductor" fue usado para moléculas capaces de promover la producción de fitoalexinas , pero ahora es usado comúnmente para compuestos que estimula cualquier tipo de defensa de la planta (Hahn, 1996; Mentesano et al., 2003). Kamoun (2006) define a los inductores como moléculas del patógeno que desencadenan respuestas de defensa que resultan en el incremento de la resistencia hacia el patógeno invasor. La definición más amplia de inductor incluye tanto sustancias de origen del patógeno, como
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compuestos liberados de la planta por la acción de éste (Mentesano et al., 2003) , así como factores abióticos , dentro de los cuales se incluyen la luz ultravioleta y los metales pesados (Collinge, 2001 ).
Los inductores no tienen ninguna estructura química en común , sino que pertenecen a un amplio rango de clases diferentes de compuestos, incluyendo oligosacáridos, péptidos , proteínas y lípidos. Muchos de ellos están constitutivamente presentes en la pared celular del patógeno, como por ejemplo fragmentos de glucano y quitina, así como flagenila de bacterias y lipooligosacáridos (Mentesano et al., 2003) . La acción de enzimas que degradan quitina de la pared celular liberan productos como glucano y quitosano los cuales también son considerados inductores (Prell y Day, 2001 ). Varias sustancias son consideradas como intermediarias de señalización u hormonas mas que inductores, como el ácido salicílico (AS) , el etileno (ET) y los jasmonatos (JA) (Collinge, 2001 ). Estas moléculas señal son parte de dos grandes rutas en el señalamiento de defensa, una dependiente y otra independiente de AS, pero involucrando a JA y ET (Kunkel y Brooks, 2002; Mentesano et al. , 2003) .
La Resistencia Sistémica Adquirida (RAS) es una forma de resistencia inducible que se activa sobre la infección primaria, a través de la planta entera en una manera independiente de la resistencia génica. Se caracteriza por el incremento en la expresión de genes relacionados con patogénesis (genes PR) , tanto en tejidos locales como sistémicos (Barker, 2000; Durrant y Dong, 2004) . Algunas de las proteínas PR son quitinasas y glucanasas, enzimas que degradan los polisacáridos estructurales de la pared celular de los hongos y que probablemente reducen el crecimiento del hongo. Se reporta que el etileno y SA actúan sinérgicamente incrementando la expresión de los genes PR (Hammond-Kosack y Jones, 2000) .
Además de la inducción biológica, la aplicación exógena de ciertos químicos con similitud en su estructura química al ácido salicílico (AS) , como el ácido 2,6-dicloro-isonicotínico (INA) y benzothiadiazole (8TH) , también tienen la propiedad de activar SAR (Barker, 2000) .
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1.2.7. Repercusiones de la antracnosis en la calidad del fruto
Las pérdidas poscosecha ocasionadas por microorganismos pueden ser muy severas, particularmente en climas cálidos con alta humedad relativa . Además, los frutos en estado de descomposición pueden contaminar al resto. Adicionalmente, la producción de etileno se intensifica en estas condiciones y acelera el ritmo de deterioro (López Camelo, 2003) . Ya que la vida de anaquel está determinada por el tiempo requerido para que un alimento pierda cualquiera de las características de calidad en un nivel inaceptable (Riviera-López et al., 2005) , la incidencia y severidad de la antracnosis tiene un gran impacto debido a que modifica los componentes de calidad hasta hacerlo inadecuado para su consumo en fresco.
Las lesiones de antracnosis en los frutos de papaya se describen como una decoloración superficial de color café en la piel de la fruta que luego desarrolla áreas circulares, ligeramente hundidas, usualmente de apariencia acuosa (Durán y Mora, 1987a). Esto repercute en la calidad del fruto , ya que afecta negativamente su apariencia.
Durán y Mora (1987b) reportan una correlación entre el área de color amarillo del fruto de papaya con el área enferma y de esta área con el contenido de sólidos solubles. Estos autores encontraron que conforme el fruto empieza a madurar ocurre un aumento en el contenido de sólidos solubles hasta que la fruta adquiere aproximadamente un 25 % de su área amarilla y luego desciende bruscamente, de modo que al final , el mayor porcentaje de área amarilla tiene menor contenido de sólidos solubles. Esto se debe a que conforme se incrementa el área amarilla también se incrementa el área con antracnosis.
De acuerdo con Gutiérrez Alonso (1995) cuando Colletotrichum g/oeosporioides penetra hacia el interior de la pulpa de papaya, el fruto se oscurece y el tejido se vuelve más suave que los tejidos que la rodean y adquiere un sabor desagradable.
Acosta Ramos (1997) evaluó la afectación de la antracnosis sobre la calidad de frutos de papaya Maradol inoculados con Colletotrichum gloeosporioides. A cada fruto se le hicieron cinco perforaciones de
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0.8 cm de diámetro y 0.5 cm de profundidad, dentro de los cuales se transfirió el inóculo de los medios de cultivo. El promedio de diámetro final de la lesión a los 14 días fue de 1.88 cm, reporta que no encontró diferencias en la pérdida de peso del fruto, ni en el ángulo tono e índice de saturación del color ni en la cáscara ni en la pulpa, ni en la concentración de ácido málico, ácido ascórbico y sólidos solubles totales.
1.2.8. Control químico de antracnosis
Fungicidas reportados para el control de antracnosis
Como se mencionó anteriormente, la papaya era un cultivo tradicional por lo que no se usaban tecnologías avanzadas. De hecho, dentro de las enfermedades de este cultivo únicamente se reconocía como importante a la antracnosis y para su control se recomendaba usar Captan como fungicida preventivo en frecuencia de aplicaciones cada 15 días (Díaz, 1984).
En Veracruz se dispone de información para el manejo de papaya desde 1993. No sólo de materiales criollos como Cera y Mamey sino de cultivares como Maradol y Solo. En 1997 el Campo Experimental Cotaxtla del INIFAP publicó la tecnología para producir papaya dentro de la cual también se considera a la antracnosis como la principal enfermedad fungosa. Para su control se recomienda el uso de benomilo, aplicado cada 15 días o de maneb o captan aplicado cada 7 días a partir del inicio de la floración (De los Santos et al., 1997).
A pocos años de la implementación del programa de papaya Maradol , el Gobierno del Estado puso a disposición de los productores del sector agrícola una síntesis de las experiencias obtenidas en el cultivo de papaya Maradol (Gobierno del Estado de Yucatán , 1997). Esta publicación recomienda el uso de diez fungicidas (mancozeb, maneb, zineb, captan , clorotalonil , benomilo, thiabendazol , oxicloruro de cobre, azufre y fosetil-al) para el control de las enfermedades más importantes (antracnosis, mildiu polvoriento, pudrición del tallo , tizón y alternaría) en aplicaciones cada 1 O ó 15 días. Para el caso del manejo poscosecha recomienda
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lavar los frutos y tratarlos con thiabendazol a razón de 400 ppm o imazalil 250 ppm o benomilo .8 a 1 g/L.
Dos años después, el gobierno del estado organizó un seminario de papaya Maradol. En esta ocasión , Tun Suárez (1999) recomendó el empleo de captan , mancozeb, clorotalonil , benomilo y carbendazim para el manejo de las enfermedades causadas por Cercospora, Asperisporium, Corynespora, Colletotrichum, Fusarium y Phytophthora.
Durante esos años se usó el paquete tecnológico recomendado por el Gobierno del Estado, pero posteriormente muchos productores se dieron a la búsqueda de otros productos para el control de enfermedades, desde la prueba de fungicidas que no se habían utilizado antes en papaya hasta la asesoría calificada .
En el caso particular del Grupo Agropecuario Sucilá SPR, ubicado en Sucilá, Yucatán, que produce papaya Maradol para exportación , las recomendaciones para el control de enfermedades en 2003, se basaron en el uso de folpet, mancozeb, clorotalonil , clorotalonil+metalaxil , thiabendazol , oxicloruro de cobre, captan, benomilo, carbendazin y fosetil-al ; para el control de enfermedades poscosecha recomiendan el uso de benomilo, thiabendazol y mancozeb (Monforte et al., 2003) . En los últimos años este grupo usa azoxystrobin para el control de pudriciones en poscosecha y se añade ferban para el control de enfermedades en campo. Además, ha habido compradores de papaya que al presentarse en la empacadora utilizan la inmersión del fruto en el fungicida Mirage (prochloraz) como parte de su tratamiento poscosecha.
Zavala León et al. (2005) evaluaron cinco fungicidas para el control de antracnosis en papaya Maradol. Aislaron al hongo Col/etotrichum gloeosporioides a partir de síntomas de antracnosis en frutos procedentes del municipio de Tekax, Yuc. , y probaron la efectividad de los fungicidas en frutos procedentes de la misma localidad y en condiciones in vitro. Para el control de antracnosis en frutos , prochloraz resultó el mejor fungicida al obtener una severidad y efectividad promedio de 1.7 y 96.5%, respectivamente, seguido de metil kresoxim con 19.5 y 62.2 %, imazalil con 20.3 y 62.8 %, azoxystrobin con 20.3 y 59.8% y benomilo con 31.7 y 48.1 %.
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Definición de fungicida
La Comisión lntersecretarial para el control del Proceso y uso de Plaguicidas y Sustancias Tóxicas (CICOPLAFEST) (2004) define a los plaguicidas como cualquier sustancia o mezcla de sustancias que se destina a controlar cualquier plaga. En el caso en el cual controlan hongos y levaduras los clasifica como fungicidas . Para la Agencia Europea del Ambiente (EEA, por sus siglas en inglés) los fungicidas son químicos usados para matar o detener el desarrollo de hongos que causan enfermedades de las plantas, tales como pudriciones en el almacenamiento, pudriciones de raíz, marchitamiento y cenicillas (EEA, 2006). De acuerdo con Mendoza (1992) los fungicidas son compuestos químicos que matan, controlan o evitan el crecimiento y la reproducción de un hongo. Estrictamente el concepto se refiere al control total o muerte de un hongo, ya que cuando los compuestos solamente inhiben el desarrollo del hongo o cuando el hongo puede seguir creciendo al retirar el producto, el efecto se describe como fungistático . De acuerdo con la Agencia para la Protección del Ambiente (EPA) un pesticida (plaguicida) es cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinada a prevenir, destruir, repeler, o mitigar cualquier peste (plaga).
De acuerdo con los conceptos anteriores, todos los productos que sean utilizados para el control de antracnosis, ya sea mediante la acción directa sobre algún proceso fisiológico del hongo que le cause la muerte, detenga su desarrollo, o incluso mitigue su efecto dañino mediante la inducción del sistema de defensa de la planta , puede ser considerado como control químico.
Los fungicidas pueden clasificarse de acuerdo a diferentes criterios como pueden ser: la concentración , modo de acción , composición química, uso al que se destina, etc.
Modos de acción
La acción de la mayoría de los fungicidas tiene lugar afuera del hospedero por lo que se les denomina fungicidas protectores, este es caso de la mayoría de los fungicidas antiguos que se asperjan sobre hojas o frutos . La acción química dentro del hospedante se denomina
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terapia y los fungicidas de este tipo se conocen como curativos (North Dakota State University, 2006) .
De acuerdo con Ware y Whitacre (2004) la inhibición de la germinación de la espora o del desarrollo del hongo son efectos visibles de procesos inhibitorios del metabolismo que se desarrollan a nivel celular. La mayoría de los fungicidas previenen la germinación de la espora o la matan inmediatamente después de la germinación. Algunos de estos inhibidores químicos también retardan o detienen el crecimiento del hongo cuando son aplicados después de que el estado infeccioso se ha desarrollado. Los fungicidas sistémicos más nuevos tienen propiedades de erradicar y detener el progreso de infecciones existentes. ·
Con respecto al estado de crecimiento del hongo, Hewitt (2000) menciona que los diferentes modos de acción pueden separar a los fungicidas en aquéllos que controlan patógenos antes de que entren a sus hospedantes, aquéllos que son efectivos durante la colonización y aquéllos que van a operar sólo en la etapa final reproductiva. Menciona los casos de la inhibición de la síntesis de la melanina y del ergosterol. La melanina en algunos hongos es importante en la expresión de patogenicidad por lo que se han desarrollado fungicidas para inhibir la síntesis de melanina en los apresorios. Sin embargo, debido a que el desarrollo posterior del hongo es independiente de la melanina, los fungicidas con este modo de acción están restringidos a usarse como protectores. El ergosterol forma parte de la membrana de casi todos los hongos (a excepción de los Phycomycetes) , por lo tanto los fungicidas que inhiben la síntesis del ergosterol son de amplio espectro ya que pueden controlar muchos estados de desarrollo del hongo y son móviles dentro de las plantas.
Grupos de fungicidas, Códigos MOA y Códigos FRAC
Los grupos fungicidas han sido designados por el Comité de Acción de Resistencia a Fungicidas (FRAC por sus siglas en inglés) , el cual es un grupo técnico especialista de la Global Crop Protection Federation (GCPF). El código FRAC se basa en la designación de un número o letra que se usa para distinguir el grupo de fungicida de acuerdo a su riesgo de resistencia cruzada . El número se asignó
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principalmente de acuerdo con el tiempo de introducción al mercado. El código de Mecanismo De Acción (código MOA) consiste en la designación de letras con números adicionales, se usa para distinguir los grupos de fungicidas de acuerdo con su modo de acción general en el proceso biosintético del hongo. Este va desde procesos de metabolismo primario como la síntesis de ácidos nucleicos (A) hasta el metabolismo secundario como la síntesis de melanina (1) . Posteriormente siguen los inductores de defensa (P) , las moléculas recientes con un mecanismo de acción desconocido y riesgo de resistencia desconocido (U) y los inhibidores multisitio (M) .
A continuación se presenta los grupos de fungicidas de acuerdo con el código MOA y su código FRAC (Ware y Whitacre, 2004; FRAC, 2005)
Código MOA A: lnhibidores de la síntesis de ácidos nucleicos.
Código FRAC 4.- Incluye al grupo de las fenilaminas , las cuales reducen la síntesis de ácidos nucleicos por medio de la interacción con la RNA polimerasa. Uno de los fungicidas representativos es el metalaxyl que es uno de los ingredientes activos de la mezcla formulada del fungicida comercial Ridomil Bravo. Este grupo presenta alto riesgo de resistencia.
Código MOA 8: lnhibidores de mitosis y división celular.
Código FRAC 1.- Incluye a los fungicidas del grupo químico de los bencimidazoles . Causan distorsión morfológica de esporas en germinación y se piensa que alteran la división celular inhibiendo el ensamble de la ~-tubulina durante la mitosis. Dentro de este grupo se encuentran los fungicidas benomilo, thiabendazol y carbendazim , ingredientes activos de los fungicidas comerciales Benlate, Tecto y Derosal respectivamente. Su riesgo de resistencia es alto.
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Código MOA C: lnhibidores de la respiración (transporte de electrones en la mitocondria) .
Código FRAC 11.- Se incluyen a los fungicidas del grupo químico de las estrobilurinas (methoxyacrilatos y oximinoacetatos) al que pertenecen el a:z;oxystrobin y trifloxystrobin los cuales son los ingredientes activos de los fungicidas comerciales Bankit y Flint respectivamente. Inhiben la respiración mitocondrial por el bloqueo de la transferencia de electrones en el citocromo bc1. Tienen alto riesgo de resistencia.
Código MOA F: lnhibidores de la síntesis de lípidos y membranas.
Código FRAC 2.- Este grupo incluye a los carbamatos, donde se encuentra el propamocarb , ingrediente activo del producto comercial Previcur. Afectan a los ácidos grasos de la membrana celular de manera que alteran su permeabilidad. Tiene riesgo de resistencia mediano.
Código MOA G: lnhibidores de la síntesis de esteroles de la membrana.
Código FRAC 3.- Se encuentra el grupo químico de los imidazoles los cuales inhiben la síntesis del ergosterol al inhibir la desmetilación en la posición 14 del lanosterol que es el precursor de los esteroles de los hongos. El ergosterol es el principal esterol en la mayoría de los hongos y juega un papel vital en la estructura y función de la membrana. El elemento representativo de los imidazoles es el prochloraz, ingrediente activo del fungicida comercial Mirage, el cual se usa en poscosecha de papaya. Tiene un riesgo de resistencia mediano.
Código MOA P: Inductores de defensa.
Código FRAC P.- Se encuentra el acibenzolar-S-metil , denominado también como benzothiadiazole (BTH) , ingrediente activo del producto comercial Actigard. Actúa dentro de la ruta del ácido salicílico. No se conoce riesgo de resistencia.
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Código MOA U: Modo de acción desconocido.
Código FRAC 33.- Dentro de este grupo se encuentran los fosfonatos , con el producto fosetyi-AI el cual es el ingrediente activo del producto comercial Aliette , tiene bajo riesgo de resistencia , ya que se han reportado pocos casos de resistencia en pocos patógenos. Se reporta también que tiene actividad multisitio y que inhibe la fosforilación oxidativa en Oomycetos.
Código MOA M: Actividad de contacto multisitio. Existen cinco Códigos FRAC en este grupo al cual pertenecen la mayoría de los fungicidas de contacto.
Código FRAC M1.-se incluyen las diferentes sales de cobre.
Código FRAC M2.- a este grupo pertenece el azufre.
Código FRAC M3.- grupo de los dithiocarbamatos donde se encuentran los fungicidas ferbam y mancozeb, los ingredientes activos de los productos comerciales Blacked y Manzate, respectivamente.
Código FRAC M4.- se incluye al grupo químico de las ftalimidas al que pertenecen captan y folpet, ingredientes activos de Captan y Felpan , respectivamente.
Código FRAC M5.- se encuentra el grupo de los cloronitrilos con clorotalonil como elemento representativo, éste es el ingrediente activo del fungicida comercial Daconil.
Uno de los mecanismos de acción de los ditiocarbamatos y del clorotalonil es inactivar los grupos -SH en aminoácidos, proteínas y enzimas. En general se considera que los fungicidas con mecanismo de acción multisitio tienen un riesgo bajo de resistencia.
Los códigos MOA D, E, H, 1 y NC no tienen elemento representativo que se utilice en papaya.
Con la gran cantidad de fungicidas que se utilizan en papaya y con la aparición de nuevos productos, es necesario considerar el riesgo de
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desarrollar resistencia por parte de los hongos. Para evitar esto, se debe hacer un uso adecuado de los fungicidas respecto a utilizar las dosis recomendadas y hacer las aplicaciones en las condiciones necesarias, tales como el pH del agua donde van disueltos los productos y la hora del día de aplicación.
Es importante considerar que si en el campo se presenta resistencia para un miembro · de un grupo de fungicida , es posible que se presente resistencia cruzada con otros químicos dentro del grupo (North Dakota State University, 2006)
Por lo tanto, se debe tener en cuenta los fungicidas que se usaron en campo para no usar el mismo grupo de fungicidas en precosecha y en poscosecha, reducir el uso de los grupos que tengan alto riesgo de resistencia como los bencimidazoles , usar fungicidas con diferente modo de acción y buscar métodos de control alternativos.
Regulación de EPA
De acuerdo con la Agencia para la Protección del Ambiente (EPA) un pesticida (plaguicida) es cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinada a prevenir, destruir, repeler, o mitigar cualquier peste (plaga). El concepto de peste o plaga se refiere a organismos vivos que están presentes donde no son deseados o que causan daños a cultivos, humanos u otros animales. Debido a que los plaguicidas están diseñados para matar o afectar adversamente a organismos vivos, también pueden causar daño a los humanos, animales o al ambiente. Los plaguicidas biológicos, tales como feromonas y plaguicidas microbianos, se están volviendo populares y frecuentemente son más seguros que los plaguicidas químicos tradicionales.
Dentro de los esfuerzos por dirigir los asuntos de salud asociados con los residuos de plaguicidas , EPA establece las tolerancias o los límites máximos de residuos (LMR) expresada en mg/kg o ppm para que se permita legalmente su uso en la superficie o en la parte interna de productos alimenticios para consumo humano.
La lista de tolerancias y exenciones está compilada en el Código Federal de Regulaciones (CFR) de EPA, capítulo 40, parte 180. Cuando EPA completa la revisión de un pesticida para su re-registro
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o evaluación de tolerancia, emite un documento de decisión de manejo de riesgo conocido como RED o un documento de registro federal conocido como FR. Por lo tanto, se revisaron todos los documentos RED y FR concernientes a fungicidas que se usan o recomiendan para papaya para obtener los niveles de tolerancia para estos productos.
En mayo de 2006, la oficina del programa de plaguicidas de EPA emitió un aviso de registro de plaguicidas donde enlista 31 ingredientes activos de mínimo riesgo que pueden estar exentos bajo la sección 25(b) del Federal lnsecticide, Fungicide, and Rodenticide Act (FIFRA) de EPA. De esta lista , 16 ingredientes activos están exentos para su uso en todos los productos alimenticios y en todos los productos agrícolas crudos. Estos compuestos son ácido cítrico, ácido málico, cloruro de sodio, pimienta blanca y los aceites de canela , clavo, maíz, algodón, ajo, zacate limón, menta, pimienta, romero, ajonjolí y tomillo.
Los fungicidas a base de cobre tienen una situación particular, no hay una RED que especifique su tolerancia en papaya, pero el cobre está registrado para su uso en virtualmente todos los cultivos alimenticios, incluyendo cultivos acuáticos, de plantaciones, de campo, etc. Los cultivos incluyen a raíces y tubérculos, hortalizas de hoja, bulbos, frutales , cítricos, frutos de hueso, frutos pomas, legumbres, cucurbitáceas, cereales y nueces.
Los fungicidas que actualmente no cuentan con registro para su uso en papaya son: captan , folpet , imazalil , iprodione, triadimefon y triadimenol.
En el caso del benomilo, en julio de 2002 EPA propuso la revocación de todas las tolerancias de residuos para este fungicida. La tolerancia de 3 ppm tiene fecha de revocación en enero de 2008. Además, se espera que el uso de cualquier producto remanente de benomilo haya finalizado en 2003 dado que la producción cesó en 2001 .
En el caso del metalaxyl , el 1 de mayo de 1996 se publicó la noticia de cancelación voluntaria de su registro por parte de Ciba Crop Protection. La cancelación se dio por el reciente registro de mefenoxam, el cual es el R-enantiómero de metalaxyl y a la mitad de la dosis da el mismo nivel de eficacia que el original.
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En el caso de prochloraz, este producto no sólo no está autorizado para su uso en papaya, sino que ni siquiera está registrado para su uso en los Estados Unidos. Por otra parte, el triforine tiene agenda de revisión en septiembre de 2008.
Además del registro de tolerancia de 20 ppm para residuos de bromuro inorgánico que resulte de la fumigación con bromuro de metilo, EPA tiene registrado tolerancias para únicamente nueve fungicidas , los cuales se enlistan en el Cuadro 1.1.
Cuadro 1.1.- Fungicidas registrados por EPA para su uso en Estados Unidos y aprobados para su uso en papaya.
Fungicidas
Azoxystrobin
Chlorothalonil
Ferbam
Mancozeb
Maneb
Mefenoxam Pyraclostrobin
Thiabendazole
T ryfloxystrobi n
Concentración permitida Fecha de (ppm) RED o FR
2.0 09/2001 (FR) 15·0 04/1999 (RED)
7.0 09/2005 (RED) 10.0
(0.0 en pulpa después 09/2005 (RED) de eliminar la cáscara)
10.0 Re-análisis de tolerancia 08/2005 (RED) pendiente por determinar
0.4 09/2001 (FR) 0.1 04/2006 (RED)
5.0 10/2002 (RED) 04/2007 (FR)
0.4 09/2006 (FR)
1.2.9. Alternativas al uso de fungicidas
Debido al incremento global de la preocupación hacia los productos químicos, los productores han sido forzados a evaluar alternativas para asegurar la entrega de frutos con la más alta calidad (Korsten, 2006). El fortalecimiento de la resistencia de la planta hacia el agente causal de la enfermedad se presenta como una alternativa para
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reducir la dependencia de fungicidas sintéticos. En los últimos años ha habido un creciente interés en la inducción de la resistencia natural a enfermedades en los cultivos hortícolas usando inductores físicos , biológicos y químicos (Terry y Joyce, 2004) .
Acido salicílico (AS)
Li , et al. (2004) presentan un modelo en el cual el reconocimiento de un patógeno o un inductor derivado de un patógeno podría cambiar los niveles endógenos de AS y de ácido jasmónico (JA) y alterar el balance entre estas dos hormonas. El incremento de los niveles de AS activa la expresión del gen WRKY70, mientras que, por el contrario , el incremento en los niveles de JA reprime su expresión . Los autores demostraron que altos niveles de transcritos de WRKY70 promovieron la activación de genes PR sensibles a AS mientras que los niveles bajos favorecieron la expresión de genes sensibles a JA. Este modelo podría explicar en parte el antagonismo mutuo entre señalización de defensa mediado por AS y por JA e identifican a WRKY70 como el nodo de interacción entre estas rutas.
Zainuri et al. (2001) reportan que las aplicaciones pre o poscosecha de 2.0 mg/L de AS tendieron a suprimir la severidad de la antracnosis poscosecha causada por Colletotrichum gloeosporioides en mango. Sin embargo, los efectos del AS fueron atribuidos a la inhibición de la maduración de la cáscara del fruto .
Yao y Tian (2005) evaluaron los efectos de aplicaciones pre y poscosecha de AS y metil jasmonato (MeJA) en cereza . Encontraron que la actividad de peroxidasa (POD) en frutos tratados con AS o MeJA se incrementó durante el almacenamiento a 25 °C. El AS inhibió el crecimiento del micelio y la germinación de esporas de Monilinia fruticola en medio de cultivo PDA. El porcentaje de inhibición del micelio fue de 64, 62 y 60 % después de 48, 72 y 96 horas respectivamente. En comparación , MeJA tuvo poco efecto inhibitorio en el crecimiento del micelio. Los resultados indican que tratamientos precosecha con AS o MeJA indujeron las actividades de ¡3-1 ,3-glucanasa, PAL y POD en los frutos de cereza . El incremento temprano de la actividad de estas enzimas correlacionó con una reducción en el diámetro de la lesión del fruto . Mientras que los tratamientos precosecha pueden reducir la incidencia de
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enfermedades en cereza, los tratamientos poscosecha no redujeron la incidencia de enfermedades. Esto puede ser debido a que la resistencia inducida se desarrolló gradualmente con el tiempo y fue dependiente del estado de maduración del fruto .
El ácido salicílico también puede incrementar el vigor de la planta y el rendimiento de frutos . Martín-Mex y Larqué-Saavedra (2003) encontraron que el ácido salicílico tiene un efecto significativo en la altura, número de hojas expuestas y en el rendimiento de pepino europeo. Al asperjar ácido salicílico en concentraciones de 1 o-6 y 1 o-8
M a los 30, 37 y 44 días de edad obtuvieron un incremento en el rendimiento del 33 % con la concentración de 1 o-6 M, y del 25 % con 1 o-8 M con respecto al control sin AS.
Nexticapan et al. (2006) reportan que la aplicación de AS a plantas de papaya Maradol en concentración de 1 O - 12 M incrementó la altura al final del ciclo en 12 % con respecto al testigo, en rendimiento , los incrementos observados fueron del 21 .9 y 14.9 % con las concentraciones de 1 O -8 y 1 O -10 M.
Benzothiadiazole (BTH)
El benzothiadiazole denominado también acibenzolar-S-metil , abreviado como BTH , es un compuesto con estructura química similar al ácido salicílico y tiene la propiedad de activar RAS (Barker, 2000).
Kauss et al. (1999) reportan que Ja inducción química de RAS por medio de BTH causó resistencia a Colletotrichum lagenarium en hipocotilos de pepino. El hongo penetró la pared celular de células epidermales en el 61 % de los apresorios formados mientras que después de tratamientos con BTH la penetración decreció al 1 % por efecto de la formación de papila .
Zhu et al. (2003) determinaron que se puede inducir RAS en papaya con concentraciones bajas de BTH. La respuesta se manifiesta por el incremento en la tolerancia a la infección de Phytophthora palmivora, por incremento en las actividades de ¡3-1 ,3-glucanasa y quitinasa y por el incremento en la acumulación de mRNA de PR1 . Estos autores encontraron que la acumulación del mRNA del gen PR-1d se incrementó por espacio de 14 días después del tratamiento con BTH,
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en tanto que la actividad de quitinasa y de ~-1 , 3-glucanasa alcanzó un pico a los 1-2 días y luego regresaron al nivel basal , aproximadamente a los 1 O días.
Los resultados de Liu et al. (2005) muestran que el tratamiento con BTH redujo el área de lesiones de frutos de durazno inoculados con Penicillium expansum y retrasaron el crecimiento del patógeno en el fruto . La actividad de PAL en los frutos con el tratamiento con BTH se incrementó significativamente siendo 39.9% y 21 % mayor que los frutos control en el día 5 y 8 después de la inoculación , respectivamente.
Quitosano
El quitosano es el derivado N-desacetilado de la quitina (sustitución de grupos acetamida por grupos amino) que forma parte de la mayoría de hongos. La acción de enzimas que degradan quitina de la pared celular liberan quitosano (Prell y Day, 2001 ).
De acuerdo con El Ghaouth et al. ( 1994) el quitosano y sus derivados como gluco-quitosano y carboximetilquitosano, son inhibitorios de un número de hongos patógenos e inducen respuestas de defensa.
La aplicación de soluciones con quitosano puede sensibilizar a las plantas a responder más rápidamente al ataque de patógenos por medio de la estimulación de la producción de quitinasas y glucanasas (Benhamou, 1996).
Los tratamientos con quitosano -pueden reducir las pudriciones fungosas en fresa, mediante la producción de enzimas de defensa (quitinasas) y formación de barreras estructurales (Mari y Guizzardi, 1998)
Hernández et al. (2001) encontraron que al .aplicar 1.5 % de quitosano a frutos ' de papaya se presentó menor infección y menor severidad a la antracnosis causada por Colletotrichum gloeosporioides.
Compant et al. (2004) reportan que cuando el patógeno Botrytis cinerea fue inoculado en cajas Petri con 0.1 mg/mL de quitosano, se suprimió el crecimiento del hongo y la estructura de la hifa presentó una disrupción y coagulación del citoplasma. Los síntomas
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característicos en las hojas se presentan 3 días después de la inoculación . Sin embargo, cuando el hongo se inoculó 24 horas después de la aspersión de quitosano no se desarrollaron síntomas. También reportan que el quitosano incrementó la actividad de quitinasas y [3-1 ,3-glucanasa.
1.2.1 O. Modificaciones de la calidad del fruto causadas por medidas de control de la antracnosis
El uso de los inductores de resistencia en frutos permite obtener cierto control de hongos patógenos, aunque también puede modificar la fisiología poscosecha y afectar la calidad de los frutos durante esta etapa.
Como se mencionó anteriormente, el ácido salicílico puede tener cierto efecto en el control de patógenos , pero se tienen reportes sobre la afectación a la fisiología del fruto .
Se ha encontrado que el ácido salicílico tiende a reducir la severidad de la antracnosis en mango. Zainuri et al. (2001) mencionan que el efecto del ácido salicílico se atribuyó a la inhibición de la maduración de la cáscara del fruto .
Srivastava y Dwivedi (2000) encontraron un decremento en la velocidad de respiración y un retraso en la aparición del pico climatérico en plátano, de manera dependiente a la dosis de ácido salicílico. También encontraron que inhibió el proceso de ablandamiento del fruto . El retraso en la maduración de los frutos de plátano probablemente se deba a la inhibición de biosíntesis de etileno.
Gutiérrez y Rodríguez (2001) reportan sus resultados de la aspersión de 1 o-4 , 1 o-6 y 1 o-s M de AS a frutos de tomate en poscosecha con la combinación factorial de aplicaciones precosecha de potasio y calcio (1 00/50, 50/100, 150/150, 200/150, 150/200, 250/250 kg/ha). Los autores encontraron que el ácido salicílico en concentraciones de 1 o-6 y 1o-4 M incrementó la resistencia que el fruto ofrece a la penetración en combinación con 50/1 o o· y 150/200 kg de potasio/calcio por hectárea respectivamente .
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Los tratamientos con quitosano pueden retrasar la maduración de fresa , pimiento y tomate, cuando se aplica como cubierta . La compatibilidad del quitosano con varias levaduras antagonistas parece ser también apreciable aunque la factibilidad como una sustancia antifúngica no ha sido confirmada en términos de seguridad de consumo humano y sus efectos en la calidad organoléptica de frutas y vegetales (Mari y Guizzardi , 1998)
Hernández et al. (2001) no sólo encontraron que los frutos de papaya tratados con la concentración del 1.5 % de quitosano presentaron menor severidad de antracnosis, sino que sus datos muestran que los frutos testigo presentaron menor firmeza y mayor porcentaje de sólidos solubles totales que los tratamientos con quitosano. Sin embargo, los autores mencionan que los cambios de firmeza , contenido de sólidos solubles totales (SST) y pérdida de peso entre los tratamientos se relacionaron más con la falta de almacenamiento controlado que por efecto del quitosano.
Jiang y Li (2001) aplicaron quitosano a frutos de longan con soluciones de 0.5, 1.0 y 2.0%, y encontraron una reducción de la tasa respiratoria y la pérdida de peso. El incremento en la concentración de quitosano incrementó la calidad de fruto .
Por otra parte existen reportes sobre la afectación de la calidad por medio de tratamientos físicos que intentan controlar las pudriciones fungosas , tales como el tratamiento con agua caliente, la aplicación de ozono y la radiación .
De acuerdo con Lay-Yee et al., (1998) el control de pudriciones de papaya Waimanalo se puede lograr con tratamientos de agua caliente, calor o fungicidas químicos. Sin embargo, el tratamiento con calor acelera la senescencia de los frutos causando ablandamiento mientras que los tratamientos químicos pueden dañar los frutos causando grumos duros, lo que disminuye la calidad poscosecha de los frutos.
Azevedo y Melges (2004) trabajaron con radiaciones gamma para el control de enfermedades en papaya tipo Solo. La radiación mantuvo la firmeza de la papaya y por lo tanto retardó la maduración, modificó el color verde de la papaya resultando más claro, y el tono del color fue más intenso (mayores valores de L * y croma) . No hubo efecto de
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la irradiación sobre la pérdida de peso, incidencia de enfermedades, croma de la pulpa , pH y SST.
En el caso del mango, Ponce de León et al. (2001) trataron frutos con solución acuosa de 2 mg/L de ozono durante 30 minutos, reportaron que no hubo diferencias significativas en los SST, firmeza y pérdida de peso con respecto a los frutos sin tratamiento . Por lo tanto, reportan que el ozono puede aplicarse en frutos poscosecha como método preventivo de enfermedades sin reducir sensiblemente la calidad de los frutos de mango.
1.2.11. Recapitulación de la revisión de literatura
El cultivo de la papaya en Yucatán pasó de ser un cultivo tradicional a uno de las actividades agrícolas más importantes, la superficie y la producción de papaya Maradol en Yucatán creció aproximadamente tres veces del año 2000 al 2004 y se mantuvo en 2006. La importancia del manejo poscosecha estriba en que si las actividades relacionadas con la cosecha , acopio, transporte y almacenamiento rlP )o~c:. .. fr-t •+('R¡n .,!;"~ ..::-~ - !.=;:""~~- -=-. .:• - _- _:,· --· - • • ·
existen reportes de que en Sudamérica, la antracnosis en papaya puede ser causado por Colletotrichum dematium.
En cuanto al control de la antracnosis, ha habido un cambio muy importante tanto en el número de fungicidas como en la frecuencia de aplicación. Dentro de los productos usados en papaya se encuentran fungicidas de varios grupos con diferente mecanismo de acción , y no todos estos fungicidas están permitidos para su uso en papaya por la CICOPLAFEST en México, ni por la Agencia de Protección del Ambiente (EPA) de los Estados Unidos de Norteamérica.
El presente proyecto se desarrolló para obtener información que permita mejorar el manejo poscosecha de papaya Maradol en Yucatán. Los aspectos que se consideraron fueron la obtención de los principales componentes de calidad que permita relacionar estos cambios con la vida útil del fruto. Debido a que la ausencia de enfermedades es parte de la calidad del fruto y que la antracnosis sigue siendo la principal enfermedad poscosecha en papaya, se consideró estudiar la eficacia de control de los fungicidas que cuentan con registro y tolerancia en papaya así como su efecto sobre la calidad del fruto. Por otra parte, se consideró explorar otras alternativas de control de la antracnosis.
1.3. HIPÓTESIS
Si los fungicidas aprobados para su uso en papaya tienen un impacto en el nivel de control de la antracnosis, entonces es posible que el uso de estos productos en poscosecha también tenga efecto sobre la calidad del fruto .
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1.4. OBJETIVOS
1.4.1. Objetivo general
Evaluar el efecto del control qu1m1co de antracnosis sobre los principales aspectos de de calidad del fruto de papaya Maradol en la etapa poscosecha.
1.4.2. Objetivos específicos
1.- Evaluar la variación en los principales atributos de calidad, en términos de apariencia y sabor, de frutos de papaya Maradol durante su maduración poscosecha.
2.- Evaluar el grado de control de antracnosis de los productos que cuentan con tolerancia para su uso en papaya, en términos de límites máximos permisibles de residuos en frutos.
3.- Evaluar el efecto sobre la calidad del fruto de los productos que cuentan con tolerancia para su uso en frutos de papaya.
1.5. ESTRATEGIA EXPERIMENTAL
Para cumplir los objetivos planteados se desarrolló una estrategia que comprende tres etapas
1) La primera etapa consistió en realizar estudios de fisiología poscosecha de papaya Maradol, para determinar cuáles son las características de calidad más relevantes.
2) La segunda etapa consistió en evaluar el efecto de las medidas de control químico sobre la incidencia y severidad de la antracnosis.
3) La tercera etapa consistió en evaluar el efecto del control químico de antracnosis sobre la calidad del fruto .
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1.5.1. Etapa 1
Los primeros estudios se enfocaron a determinar cuales son las características de calidad más relevantes de la variedad Maradol y como cambian estas características durante el tiempo de su maduración poscosecha. Para esto se llevaron a cabo las siguientes acciones:
1) Se determinaron las características de los frutos en los estados inicial y final de maduración.
2) Se determinó el patrón respiratorio
3) Se definieron seis estados de maduración de los frutos con base en el color de la cáscara y se midieron los cambios en el color de la cáscara y pulpa , la firmeza de la pulpa y el contenido de sólidos solubles totales durante los estados de maduración definidos.
Los métodos utilizados para determinar la respiración y producción de etileno de los frutos , para medir el color de los frutos , la firmeza de la pulpa y el contenido de sólidos solubles totales, se describen en el Capítulo 2 "Cambios en la calidad del fruto de papaya Maradol durante su maduración poscosecha"
El color se determinó con un colorímetro de triestímulo por reflectancia Minolta CR-200, los datos se reportan en valores L *, a*, b* de la escala CIELAB. En este sistema cada color tiene una ubicación definida en términos de sus coordenadas cartesianas con respecto a los ejes L *, a* y b* (Figura 1.1 ).
La coordenada L * recibe en nombre de luminosidad, rride el cambio en la escala de gris desde negro (L *=O) hasta blanco (L *=1 00) . Las coordenadas a* y b* forman un plano perpendicular a L *. Los valores negativos de a* indican el color verde mientras que los valores positivos indican el color rojo . Los valores negativos de b* indican el color azul mientras que los valores positivos indica:1 el color amarillo. Estos valores son más útiles cuando se convie:ten en coordinadas polares, lo que resultan en la definición del ángulo de tono [H=arctan (b*/a*)] y la saturación del color o croma (C= (a*
2 +b*
2)
05)
(Weatherall y Lee, 1991 ).
4é
green a*.
b'" .. blue
L~ =- 100 white
L* = O b1ack
yellow + b ..
a• +
red
Figura 1.1 .- Diagrama del espacio de color CIELAB. Tomado de Weatherall y Lee, 1991 .
1.5.2. Etapa 2
Para evaluar el efecto de las medidas de control químico poscosecha sobre la incidencia y severidad de la antracnosis se llevaron a cabo las siguientes\ acciones:
1) Se ubicaron parcelas de papaya Maradol en el norte, centro , sur y oriente del estado de Yucatán. Se obtuvieron frutos y se seleccionaron las lesiones representativas de antracnosis.
2) Se obtuvieron lo~ aislamientos y se identificaron las especies de Colletotrichum, que causan antracnosis en los frutos colectados en las 3 localidades de Y~catán .
3) Se real izaron las p·ruebas de sensibilidad in vitro de aislamientos de Colletotrichum a fungicidas e inductores de resistencia seleccionados con base en su potencial de control y su tolerancia EPA.
47
4) Se evaluó el control de fungicidas e inductores de resistencia durante la maduración poscosecha en frutos inoculados con dos especies de Colletotrichum.
5) Los productos que demostraron mayor eficiencia en el control de Colletotrichum en los bioensayos, se evaluaron para el control de antracnosis en frutos durante su maduración poscosecha.
Los métodos utilizados para la obtención de aislamiel}tos de Colletotrichum de los síntomas de antracnosis , su identificación, las
· pruebas de sensibilidad in vitro , la inoculación de frutos , la determinación de área dañada con antracnosis , y la evaluación del efecto de los fungicidas sobre la antracnosis durante la maduración poscosecha, se describen en el Capítulo 3 "Efectos del control químico en poscosecha sobre la incidencia y severidad de antracnosis en papaya Maradol"
1.5.3. Etapa 3
Después de obtener las principales características de calidad de los frutos y después de conocer cual es la eficacia de los productos recomendados para el control de la antracnosis, se procedió a evaluar el efecto de las medidas de control químico sobre la calidad del fruto . Para esto se llevaron a cabo las siguientes acciones.
1) Se cuantificó la afectación de la antracnosis sobre los principales atributos de calidad en frutos dañados con diferente grado de severidad de antracnosis.
2) Se evaluó el efecto del uso de fungicidas de diferente mecanismo de acción e inductores de resistencia sobre los atributos de calidad de papaya Maradol.
3) Los métodos utilizados para medir el color de los frutos y el contenido de sólidos solubles totales, se describen en el Capítulo 2 "Cambios en la calidad del fruto de papaya Maradol durante su maduración poscosecha"
48
Determinación de las caracteristicas de los frutos en los estados de maduración inicial y final.
\ 1
Defin ición de 6 estados de maduración de los frutos con base en las características visuales
\ Evaluación de los cambios del color, firmeza y contenido de sólidos solubles totales de los frutos durante los estados de maduración definidos
\ CARACTERÍSTICAS DE CALIDAD MÁS RELEVANTES DE PAPAYA
MARADOL
\ Cuantificación de la afectación de la antracnosis sobre los principales atributos de calidad
\
f---
Obtención de aislamientos de Colletotrichum en frutos procedentes de parcelas ubicadas en el norte, centro, sur y oriente de Yucatán .
1 Pruebas de sensibilidad in vitro de aislamientos de Colletotrichum a fungicidas e inductores de resistencia
1 Evaluación del control de fungicidas e inductores de resistencia en frutos infestados en campo y en frutos inoculados con dos especies de Co/letotrtcnum
1 EFECTO DE LAS MEDIDAS DE CONTROL QUÍMICO SOBRE LA INCIDENCIA Y SEVERIDAD DE
ANTRACNOSIS
1 Evaluación del efecto de la aplicación de fungicidas e inductores de resistencia sobre los atributos de calidad.
1 EFECTO DE LAS MEDIDAS DE CONTROL QUÍMICO SOBRE
LA CALIDAD DEL FRUTO
REPERCUSIONES DEL CONTROL QUÍMICO POSCOSECHA DE ANTRACNOSIS SOBRE LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE LA CALIDAD DEL FRUTO DE
PAPAYA MARADOL
Figura 1.2.- Esquema de la estrategia experimental
49
1.3. REFERENCIAS
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58
Fruit quality changes during postharvest ripening of Maradol papaya
ABSTRACT
Papaya cultivars show a wide variation in fruit ripening in terms of softening , skin color changes and shelf life. The majority of the studies in papaya ripening have been reported in 'Solo' varieties. There are not objective maturity indices for Maradol papaya, and studies describing the color changes in fruit ripening only exist from initial and final maturity stages. Therefore , the purpose of the present study was to evaluated changes in the main quality attributes of Maradol papaya throughout different maturity stages to determine objectives maturity indices that may be suggested as harvest indices and quality standards. Six different maturity stages were identified and a range of values of quality attributes are proposed as quality standards. Within the color components, b* values of +30 to +32 are indicators of early maturity stages, while a* values near zero are good estimators of the climacteric peak, and a* values around +50 are indicators of consumption maturity stages of Maradol papaya.
Keywords: Maradol papaya, maturity indices, quality standards
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Capítulo 2
Cambios en la calidad del fruto de papaya Maradol durante su maduración poscosecha
RESUMEN
Las variedades de papaya muestran una amplia vanac1on en la maduración del fruto en términos de ablandamiento, cambios del color de la cáscara y vida de anaquel. La mayoría de los estudios sobre maduración de papaya se han reportado en variedades 'Solo'. No hay índices de maduración objetivos para la variedad Maradol , los estudios que describen el cambio de color en maduración del fruto se refieren sólo a los estados de maduración inicial y final. Por lo tanto, el propósito del presente trabajo fue evaluar los cambios en los principales atributos de calidad de papaya Maradol en diferentes estados de maduración para determinar índices de maduración objetivos que puedan ser sugeridos como índices de cosecha y estándares de calidad . Dentro de los componentes de color, los valores de b* de +30 a +32 resultaron ser indicadores de los estados tempranos de maduración, mientras que el valor de a* cercano al cero fue un buen estimador del pico climatérico y los valores de a* cercanos a +50 son indicadores de los estados de madurez de consumo.
PALABRAS CLAVE: papaya Maradol , índices de madurez, estándares de calidad.
Trabajo sometido a la revista INTERCIENCIA
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2.1. INTRODUCTION
Papaya cultivars show a wide variation in fruit ripening in terms of softening , skin color changes and shelf life (Thumdee et al. , 2007; Zhang and Paull , 1990). A criterion used as a harvest index to assure an adequate ripening and a maximal shelf life has been the appearance of a yellow color in the fruit skin. Akamine and Goo (1971) reported that in order to atta in maximal total soluble solids in 'Solo' type papayas , the yellow color must cover 6% of the skin fruit surface. Papaya fruit ripening starts with the appearance of light longitudinal stripes that turn yellow as the process proceeds. However, the yellow coloration pattern is not necessarily restricted to the longitudinal stripes and yellow colored sites can appear in almost any place of the fruit skin (Peleg and Gómez-Brito. 1975).
The majority of the studies in papaya ripening have been reported in 'Solo' varieties. This group includes the cultivars Kapoho , Rainbow, Sunup, Sunrise, and Sunset, the common type fruit is pear shaped, cylindrical or grooved, weighing from 300 to 700 g, flesh is greenishwhite in immature fruit to pale orange-yellow, salman pink, or red depending on cultivar when ripe (Chen et al., 2007; Zhou et al. , 2004) . With the appearance of other Papaya cultivars, information on fruit quality are also available for Golden papaya (De Oliveira et al. , 2002; Bron and Jacomino, 2006) papaya Tainung (Rocha et al. , 2005) , Caliman (De Morais, et al. , 2007) , Baixinho de Santa Amalia and 'BH-65' (Rancel Delgado et al. , 2007)
Maradol variety is different from other reported varieties, as the fruits has red-orange skin , salman red pulp and weigh between 1.5 and 2.6 kg. Maradol was originated in Cuba but it has expanded to other countries very rapidly becoming an important cultivar. In Mexico, the second largest producer of papaya worldwide and the main exporter to USA, 95% of the total papaya production corresponds to Maradol variety (FAOSTAT, 2007; SIAP, 2007) .
There are not objective maturity indices for Maradol papaya, and studies that describe the color changes in fruit ripening only exist from initial and final maturity stages (Pérez Carrillo and Yahia, 2004; Hernández et al. , 2007) or related to fruit quality in anthracnose affected fruits (Acosta Ramos, et al. , 2001 ).
61
2.2. OBJECTIVES
Therefore, the purpose of the present study was to evaluate changes in the main quality attributes of Maradol papaya throughout different maturity stages to determine objective maturity indices that may be suggested as harvest indices and quality standards for this cultivar.
2.3. MATERIALS ANO METHODS
2.3.1. Plant material (fruits)
Maradol papaya fruits were harvested from commercial plantations in Yucatan , Mexico. They were transported in a refrigerated vehicle at 25°C during a 2 h journey to the lab at Mérida, Yucatan . Fruits were treated with 1 ml L-1 azoxystrobin (Bankit, SYNGENTA) by immersion for 2 minutes to prevent anthracnose damage.
Plantation 1 corresponds to "Casa Blanca" (Ucú, Mexico) , a horticultura! company that commercial izes fruits to the local market. Plantation 2 corresponds to "Rancho San Pedro" that belongs to Grupo Agricola Sucilá SPR (Sucilá , Mexico) , an exporting company of papaya Maradol. In both cases fruits were taken from plants derived from certified seed of papaya variety Maradol Roja (CARISEM , Cuba). The fruits were selected based on the criteria of the exporting company; this is, elongated fruits , with a weight of 1.5 to 2.0 kg , without malformations or physical damage, visually absent of diseases.
2.3.2. lnitial and final stages of fruit ripening
The maturity stage at which the exporting company normally harvests their fruits (where the skin is green but shows a well defined yellow stripe) was denominated stage 2 and from th is point we defined earlier stages. In October, 2005, less matured fruits than those normally used were harvested and classified in 2 groups: green fruits without any yellow coloration , showing skin color parameters of L *= 41 .9, a* = -15.8, b*=+23.9 and green fruits with a light yellow stripe (Maturity stage 1) with skin parameters of L *= 44.7, a* = -16.4,
62
b*=+29.3. When fruits ripened , color was measured in pulp and skin to use the data obtained as a reference in subsequent experiments. For each maturity stage 5 fruits were used and the experiment was repeated twice.
In a subsequent experiment fruits harvested from plantation 1 were sorted in 3 groups of 5 fruits each, according to their maturity degree considering the b* value of the skin. Average values were +25.8, +30.1 and 33.0 for green fruits , stage 1 and stage 2 respectively. Skin color was measured daily until they reached consumption maturity.
2.3.3. Respiration rate and ethylene production
In October 2005, twenty fruits were harvested at maturity stage 1 from plantation 1, they were transported and treated as described earlier. Fruits were stored at 23 °C for 3 days until they reach maturity stage 2. Six fruits were selected whit the same degree of maturity based on their b* (+32) . Gases production was determined by gas chromatography, according to the static method (Salveit and Sharaf, 1992). Each fruit was placed daily inside an acrylic airtight container with a volume of 9.5 liters for 2 hours; 3 mi gas samples were withdrawn from the headspace of the container and 2 mi were injected in a gas chromatograph Varian Star 3400 CX fitted with a porapak Q column and both a conductivity detector (TDC) and a flame ionization detector (FID) . Temperature settings were 120/80/21 O °C for injector/column/FI D respectively and He2 with a flow of 0.50 mls-1 was used as carrier gas. Each sample was taken by triplicate. The concentration of C2H4 and C02 were calculated from the concentration of a standard gas mixture (50 ppm of ethylene and 5005 ppm of C02) according to the peak areas of the chromatograms.
2.3.4. Determination of maturity stages
In march, 2006, seven maturity stages were selected throughout the fru it ripening : green fruits, that in previous experiments failed to ripen; stages 1 and 2, which in previous experiments showed ability to ripen with the visual characteristic of Maradol variety; stage 3, an intermediate stage; stage 4, which coincided to climacteric peak; stages 5 and 6, that correspond to the consumption maturity. The
63
green fruits (G) and the fruits of the maturity stages 1 and 2 were defined according to the visual skin color and their position in the plant. Maturity stages 3, 4, 5 and 6 were determined based on the skin color changes from a pool of 50 fruits harvested at maturity stage 2 and stored at 23 °C and 70 % RH . In both plantations , 4 fruits for each stage were used to make their visual description and to measure color, firmness and total soluble solids . Six readings of each parameter were taken for each fruit.
2.3.5. Analytical methods
Color: The color was measured using a Minolta Colorimeter model CR-200, the data are reported as L *, a*, b* values of the CIELAB scale (McGuire, 1992). For the skin , six readings were taken at the zone near the peduncle, at the central part , and at the area near the apex in two opposed sides of the fruit. Each fruit was cut in two and the color parameters were taken from the pulp halfway between the skin edge and the central seed cavity ; the values a* and b* were used to calculate the hue angle [H=arctan (b*/a*)] and chrome values (C= (a*2 +b*2) o.s) .
Pulp firmness: Six rectangular samples were taken from the pulp at the same areas where the color reading was taken , the skin and seeds were eliminated and a square sample of approximately 4.5 cm by side was cut, the firmness was evaluated using a penetrometer lnstron 4442 fitted with a 8 mm width stainless steel probe with flat end, which traveled 15 mm through the pulp ata speed of 25 mm s-1
(Modified from Sañudo et al., 2001 ).
Total soluble solids (TSS): TSS were determined with a digital refractometer A TAGO Palette PR-1 O 1 a as described in AOAC (1990) , and the results expressed in Brix degrees.
2.3.6. Statistical analysis
Data of respiration and ethylene production were plotted against sampling time as means and SO. Data of color, firmness and TSS were obtained from a total of 28 fruits for each experiment. Means were compared using analysis of variance (ANOVA) with the
64
statistical package Statgraphics plus 4.1 (Statistical Graphics Corp.). Means comparison for maturity stages and plantations was performed . using Duncan test ata confidence level of 5% (P< 0.05).
2.4. RESUL TS
2.4.1. Early maturity stages
In the first experiment, fruits harvested with skin color values of L *=41 .3 and b*=+23.9, were unable to ripen adequately reaching only 8.6 o Brix, showing negative a* values for the skin and very low positive values at the pulp, consistent with the fact that the red color did not appeared in the skin and it was very weak at the pulp. On the other hand, fruits harvested at maturity stage 1 ripen adequately developing color values of L *=58.1, a*=+12. 7, b*=+48.1 in the skin, and L *= 53.4, a*=+23.1, b*= +37.8 in the pulp, reaching 10.6 °8rix (Table 2.1).
Table 2.1. ln itial and final color parameters values from Maradol papaya harvested at green and maturit:t stage 1. Mean± S.D. of 2 ex~eriments Maturity
lnitial skin color Final skin color Fina l pu lp color Brix stage
L* a• b* L* a• b* L* a• b*
Green 41 .9 -15.8 +23.9 50.7 -13 .9 +38.9 70.4 +3.6 +36.9 8.6
fruits ±1 .7 ±1 .7 ±3.6 ±3.4 ±1 .9 ±5.6 ±4.7 ±5.2 ±6.1 ±0.1
Maturity 44.7 -16.4 +29.3 58.1 +12.7 +48.1 53.4 +23.1 +37.8 10.6
stage 1 ±2.7 ±1 .3 ±2.4 ±1 .8 ±5.2 ±1 .3 ±1.8 ±1 .6 ±0.9 ±0.4
The second experiment confirmed these results since green fruits were unable to reach an adequate consumption maturity, reaching only 8.7 °8rix, a* values remained unchanged while the b* value only increased slightly to values of +35.6. Fruits harvested at maturity stage 1 had a postharvest life of 14 days, required 1 O days to reach the value of a* near zero and 4 more days to reach the maximum a* value of +13.4 (Figure 2.1A). Fruits harvested at maturity stage 2 reached the a* negative value near zero in 5 days and reached the
65
maximum a* values of +14.2 after further 5 days completing a postharvest life of 1 O days. On the da y when a* values was near zero, b* value was similar in fruits harvested at both maturities (+47.5 and +48.2, respectively) , later, fruits reached values around +50 on the following day (Figure 2.1 B)
20
'C" 10 o o u "O
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10
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(A)
H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
-- maturity stage 1 -o- maturity stage 2 -o- green fruits
H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Days after harvest
Figure 2.1.- Skin color components a* (A) and b* (B) values in Maradol papaya fruits harvested at 3 maturity stages. Each point is the mean ± S.D. of 5 fruits
66
2.4.2. Respiration rate and ethylene production
Respiration rate increased gradually, reaching a peak of C02
production of 36.5 ml kg-1 h-1 at day 8 after harvest, this value is two fold higher that found at day 4 (Figure 2.2A) . Ethylene was detected at day 6, two days later an ethylene production peak of 3.3 1-JL kg-1 h-1was reached , from this point , ethylene production decreased gradually reaching at day 13, half of the value found at the ethylene peak (Figure 2.28). 8oth the ethylene peak and the climacteric peak occurred on the same day.
Associated to changes on the fruits skin color, when the gases determinations started , fruits had values of a*= -13.6 and b*= +32.4, these values increased as fruits ripe, it was observed on the day when ethylene and C02 peaks occurred, that the average skin color value for a* was closer to zero, (the green color has disappeared and the red color begins to appear). From then on , the skin color value of a* became positive and increasingly higher reaching maximum values of +13.4 (Figure 2.2C). The skin color value of b* (yellow color) was +48.8 at day 8, when the peak occurred for both gases, and from then on, it remained practically unchanged with a* values near +50 (Figure 2.20).
67
45
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10
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Da ys alter harves t
Figure 2.2.- Respiration rate (A), ethylene production (8 ), changes in skin color of a* value (C) and b* value (D) of Maradol papaya fruits stored at 23°C and 70 % RH . Each point is the mean ± SO of 6 fruits
68
2.4.3. Visual characteristics of the fruits at the different maturity stages
The externa! and interna! characteristics of the representative fruits of each maturity stages are shown in Figure 3.3 and described in Table 3.2.
G 1 2 3 4 5 6
Figure 2.3.- Aspect of representative fruits of seven maturity stages of Maradol Papaya.
69
Table 2.2 . Description of visual characteristics of papaya Maradol f •t t . t •t ru1 s a vanous ma umy stages
MATURITY DESCRIPTION STAGE
Green fruits (G) Green skin without any yellow stripe. The pulp is very hard and white color, the seeds are well formed but they are white or slightly dark.
Maturity stage 1 Green skin displaying a light yellow stripe. The pulp presents some areas of orange color; it is very hard and it has large amount of latex.
Maturity stage 2 Green skin displaying a well defined yel low stripe. The pulp has an orange color in the area near the seeds cavity and light green near the skin. lt is still hard and still has large amount of latex.
Maturity stage 3 One or more stripes of orange color in the skin. Almost all the pulp looks orange color except in the area near the skin. The pulp is hard and with some latex.
Maturity stage 4 Skin with a noticeable orange color with some areas of light green color. All the pulp is orange except in the area near the peduncle. The pulp is softer than that of fruits of stage 3, but still is hard for its consumption , it shows little amount of latex.
Maturity stage 5 Fruits display the characteristic orange color of the Maradol variety; latex is no longer observed when cutting the fru it. The pulp has a soft consistency adequate for its consumption ,
Maturity stage 6 Fruits are of conditions similar to those at stage 5 but with greater intensity in the characteristic orange color of the skin . The pulp is softer but still it is adequate for its consumption .
70
2.4.4. Changes in color
Luminosity increased in the skin during ripening , green fruits had L * values around 41 and increased to 58.3 at stage 4, and then a slight reduction in later maturity stages was observed (Figure 2.4A). In contrast , L * values in the pulp decreased from an average of around 70 at green fruits, to values of 48.5 at stage 6 (Figure 2.48) .
The a* component in the skin showed the most noticeable changes of all , changing from negative values (green color) at immature fruits and 1 to 4 stages, to positive values (red color) at stages 5 and 6 (Figure 2.4C) . The a* value of the skin may be a useful indicator of the late stages of ripening , but do not allow the definition of the early maturity stages, since the values from green fruits to stage 2 are very clase to each other. In the pulp, the red color appeared at stage 1 indicating the initiation of the ripening , from tnis stage the values of a* increased reaching values higher than +20 at consumption maturity (Figure 2.40).
Values of b* in the skin differentiate early maturity stages from immature fruits , +25.7 (on average) in the green fruits to +30.9 and +35.7 at stages 1 and 2, respectively (Figure 2.4E) , however, they do not allow the definition between the last maturity stages. In the pulp, the values increased from +22.1 in the green fruits to +31 .9 in stages 1, increased slightly until maturity stage 3 and then remained unchanged (Figure 2.4F) .
Hue angle on the skin and pulp show that fruits were initially greenish yellow and changed more or less steadily towards red . Color yellow was developed in the skin when fruits reached values around 90° at maturity stage 4, later developed a yellowish orange and orangereddish color at maturity stage 5 and 6 (Figure 2.4G). The pulp was yellow at maturity stage 1 and developed an orange-reddish color at maturity stages 5 and 6 when reach values around 60° (Figure 2.4H) .
As fruits ripen, color intensity increased. In the skin, color intensity changed only 4.3 points from 31.4 in green fruits to 35.7 in stages 1 (Figure 2.41) , but in the pulp, the change from the same stages was almost 9 points, from 24 to 32.7, on average (Figure 2.4J).
71
S KI N PUL P
70 (A)
70
~ ~ 2 i1 1 60 60 .E
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40 40
30 30 (C)
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20 20
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(H) 120
120
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I 80 80 ~
80 80
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(J)
" " . E 1! ~
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30
20
G G
MATURITY STAGES
Figure 2.4.- Color components of seven maturity stages of Maradol papaya from 2 different plantations. Values L*, a*, b*, Hue angle and chroma for skin (A, C, E, G, 1) and pulp (B, D, F, H, J) . Each point is the mean ± S.D of 4 fruits . Within each plantation values labeled with the same letter are not different using the Duncan test (P S 0.05) .
72
2.4.5. Pulp firmness
Green fruits had pulp firmness of 140 Newtons (N) on average from the two plantations. At early maturity stages, pulp firmness in both plantations decreased slight but statistically differences between green fruits and maturity stage 1. From stage 3 to stage 4 a drastic decline of almost 8 folds occurred (16 N at stage 4) . This behavior was congruent with the increase in ethylene production and respiration , since the softening from stage 3 to stage 4 corresponded to the increased rates of both gases. Pulp firmness decreased further to values between 8-5 N at the last maturity stages (Figure 2.5A) .
2.4.6. Total soluble solids
In fruits from plantation 1, TSS increased rapidly when fruits passed from Green stage to maturity stage 1, from this stage on , the increase was more gradual reaching values up to 11 °8rix at stages 5 and 6 (consumption maturity) . In fruits from plantation 2, TSS also showed a first increase from Green to stage 1 but it showed an additional increase from stages 3 to 4 to values of around 12 o Brix (Figure 2.58). Fruits from plantation 2 had statistically higher (P>0.05) TSS content than those from plantation 1. The difference in TSS between fruits from both plantations at the consumption maturity stage was around 1.5 °8rix
73
160
140
120
~ 100
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4 ---6-- Plantation 1
2 -11- Plantation 2
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MATURITY STAGES
Figure 2.5.- Pulp firmness (A) and total soluble solids (B) in seven maturity stages of Maradol papaya fruits from two different plantations. Each point is the mean ± S.D. of 4 fruits . Within each plantation values labeled with the same letter are not different using the Duncan test (P ~ 0.05)
74
2.5. DISCUSSION
The change of color is widely used as a visual maturity index in many fruits (Reid , 2002), intensity and uniformity of the color affect fruit quality (López Camelo, 2003), in many fruits involve the loss of chlorophyll , the synthesis of new pigment such as carotenoids and the unmasking of other pigments that had previously been formed during the development of the fruit (Aked, 2000; Ferrer et al. , 2005)
Our data show that in Maradol papaya the first changes in fruit appearance occurs as a result of an increased value of L * (luminosity) and b* (yellow) and not by a loss of green color, since the negative values of a* (green) in the skin remain very similar in both green fruits and those at stages 1 and 2. lnterestingly even when Maradol is an orange-red skin variety, the b* value (yellow) turned out to be a better indicator of early stages of maturity because allow to distinguish between immature fruits and the beginning of ripening . Our data of L * and a* are consistent with reports for Maradol in the skin (PérezCarrillo and Yahia , 2004) and pulp (Hernández et al. , 2007) in ripe fruits; our hue angle values are slightly bellow data reported by Acosta Ramos (2001 ).
Maturity at harvest has great influence on their postharvest behavior during marketing. We found that fruits harvested with b* values bellow +26 had an irregular ripening and were unable to reach an adequate consumption maturity. On the contrary, fruits harvested with b* values between +30 to +32 ripened adequately suggesting that stage 1 can be considered as the stage of physiological maturity, this agrees with the b* value of +30.3 reported by Vázquez and Ariza (2006) for the physiological maturity stage of papaya Maradol. In pulp, the values of L *, a*, b*, hue angle and chrome, clearly mark the beginning of ripening , this is , they allow to determine maturity stage 1, however, their disadvantage is that a destructive sampling is required to obtain them. Maturity stages 1 and 2 can be used as indices for the adequate moment to harvest for long distance shipments (export market) while stage 3 can be used as harvest index for local market. Along the maturity stages no statistic difference was found (P>0.05) between plantations in any color parameter. Therefore color parameters can be considered as good indicators of maturity stages and reliable as quality standards.
75
Because ethylene measurements are neither practica! nor simple to carry out as a maturity index, the a* value near zero in the skin might be a practica! indicator of the moment when the climacteric and ethylene peaks occurred in papaya Maradol.
Maradol variety show a distinct color pattern development during ripening that differs from those CIELAB data reported for other varieties . For Sunrise, values of L *= 52 to 55, hue= 50 to 53, and chroma= 41 to 47 (Miller, 1999; Ergun, 2006) in pulp have been reported . According to these data, Sunrise pulp is similar to Maradol in terms of luminosity and color intensity (saturation) , but Maradol has orange-yellow pulp and Sunrise has orange pulp. No data was found for skin in Sunrise to make comparisons with Maradol.
In Sunset, Rancel et al. , (2007) reported values of L *, hue and chroma for both skin and pulp at early maturity stages similar to those found in the present study for Maradol. However, at full ripening the skin of Sunset has more luminosity, more color saturation , and the hue angle values of 80° means that Sunset has yellow skin and Maradol has orange-yellow skin. Jo-Fen and Paull (1990) reported a* val u es from + 12 to + 17 in pulp for Sunset fruits , beca use in Maradol we found values around +20, this indicates that Sunset pulp is less red than Maradol pulp.
For Golden, hue angle in the skin in ripe fruits is approximately 80° to 86° (Bron et al. , 2004; Bron and Jacomino, 2006) that is more yellow than Sunset and Maradol. In the pulp, Fabi (2007) reports values of a*=+ 7.7 and b*=+2 .6, that are lower than those reported in the present study for Maradol , therefore the pulp of Golden is less red and less yellow than Maradol .
Pulp firmness can also be considered as a reliable component of the quality standards because along the maturity stages no statistical difference (P>0.05) occurred between plantations. Pulp firmness detects the early stages as statistical differences occurred between values of green fruits from those at maturity stages 1. Besides, it clearly marks that it is between stage 3 and 4 when the process involved in fruit softening occurred. Also it provides the values for consumption maturity stages that can be used as quality standards.
We found that in Maradol variety, firmness continues to fall albeit at a lower rate and developed an orange-yellow skin after the ethylene
76
peak occurs. In contrast, the increase in ethylene production in papaya Golden found by Bron and Jacomino "(2006) occurred when the fruits had reached the edible pulp firmness and the quality changes had already occurred.
Sugar content is another important quality attribute of papaya fru it, TSS contents varied in fruits from the two plantations throughout the various maturity stages. Plantation 2 had higher values than plantation 1 where a better agronomical handling was used; this suggests that cl imatic factors, soil conditions and agronomic handling of the plantation can affect the fruit sugar content but not the fruit color.
The range of values for the quality components summarized in Table 2.3 might be used as a reference to define quality standards for Maradol. In relation to quality standards of papaya, reports exist on four maturity stages of Golden variety based on subjective skin yellow color percentages, although values of CIELAB scale are also reported in L *, a*, b* values (Oiiveira et al. , 2002) and Hue angle (Bron and Jacomioo, 2006). In the case of cultivars Tainung (Rocha et al., 2005) and Caliman (De Morais, et al., 2007), reports of maturity stages still are base on subjective scales using the skin yellow percentage. The official Mexican norm NMX-FF-041-SCF/-2007 establishes the quality standards for Maradol papaya fruits base on °8rix and subjective visual description of skin color (yellow and orange stripes). However it does not include the corresponding CIELAB color values. In this sense, our CIELAB data of 7 different maturity stages might be useful to improve the norm making it less subjective no only for Mexican markets but also as improved international standards.
77
Table 2.3.- Range of values proposed as maturity indices for seven maturity stages of papaya cv. Maradol.
Maturity Skin color Pulp color Firmness TSS
stage
L* a* b* L* a* b* (N) 0 Brix
G 40 to 42 -17 to -1 8 +25 to +26.5 69 to 71 -8.5 to -9.5 +20 to +24 136 to 146 6.0 to 8.0
43 to 46 -18 to -19 +30 to +32 58 to 64 -2 to +5.5 +30 to +33.5 126 to 135 9.0 to 9.5
2 46 to 48 -16 to -19 +33.5 to +37.5 55 to 56 +10 to +12 +33 to +34 123 to 130 9.6 to 10
3 52 to 53 -12 to -1 4 +40 to +42 51 to 56 +14to +17 +34 to +36 115to 121 9.8 to 10.2
4 56 to 58 -1 to -4 +50 to +51 .5 51 to 54 +17 to +20 +37 to +39 12.7 to 16.6 10.2 to12.0
5 56 to 58 +6 to +9 +50 to +52 49 to 53 +19 to +20 +39 to +41 6.8 to 7.8 11.0to 12.5
6 55 to 56 +13to+15 +49 to +50 48 to 50 +21 to +22 +38 to +39 4.9 to 5.8 11.0 to 12.5
G correspond to green fruits (immature) 1 corresponds to physiological maturity. 5 and 6 correspond to consumption maturity.
78
2.6. CONCLUSIONS
Maradol papaya shows a distinct ripening pattern that differs from other reported varieties and therefore specific maturity índices had to be developed to use them as quality standards.
Six maturity índices are proposed for Maradol, stage 1 can be indicator of physiological maturity. Stages 1 and 2 can be used as a harvest index pro export markets that require long distance shipment while stage 3 can be used as harvest index for short distances local market.
Fruit color is a good indicator of maturity stages, CIELAB values, TSS and firmness can be used as quality standards. Within color components, b* values are good indicators for early maturity stages, while a* value are better for climacteric peak estimation and good indicator of consumption maturity stages.
79
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Capítulo 3
Efecto del control químico en poscosecha sobre la incidencia y severidad de la antracnosis en papaya
Maradol
3.1. INTRODUCCIÓN
La reglamentación sobre el uso de los plaguicidas en la producción de alimentos en Norteamérica se realiza por medio de organismos gubernamentales como la Comisión lntersecretarial para el control del Proceso y uso de Plaguicidas y Sustancias Tóxicas (CICOPLAFEST) en México, the Environment Protection Agency (EPA) en los Estados Unidos y the Pest Management Regulatory Agency (PMRA) en Canadá.
En el estado de Yucatán , se ha producido papaya Maradol desde 1975. Las recomendaciones para el control de enfermedades han mostrado un cambio muy importante en el número y tipo de fungicidas utilizados. Dentro de los productos usados para el control de antracnosis, se encuentran fungicidas de varios grupos con diferente mecanismo de acción (Gob. Edo. Yuc., 1997; Zavala León et al., 2005) y no todos están permitidos para su uso en papaya por los organismos gubernamentales.
De los nueve fungicidas que cuentan con la aprobación de EPA, cuatro se recomiendan actualmente para su uso en papaya. Por otra parte, hay cuatro fungicidas que se recomiendan pero que no cuentan con la autorización de la CICOPLAFEST ni de EPA (Cuadro 3.1 ).
En los últimos años, ha habido un creciente interés en la inducción de la resistencia natural a enfermedades en los cultivos hortícolas usando inductores físicos , biológicos y químicos, como alternativa al uso de fungicidas (Terry y Joyce, 2004) . Para el control de antracnosis, se ha reportado el uso de ácido salicílico en mango
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(Zainuri et al. , 2001) y quitosano en papaya (Hernández et al. , 2001 ). También se ha reportado la respuesta de durazno a la aplicación de benzothiadiazole (BTH) en la reducción de pudriciones causadas por Penicillium (Liu et al. , 2005)
Hay una generalización de que el agente causal de antracnosis es el hongo Colletotrichum gloeosporioides. Sin embargo, debido a que hay reportes de que la antracnosis en papaya también puede ser causado por Colletotrichum dematium (Aibornett y Sanabria , 1994; Doihara y Silva , 2003) es necesario determinar si en Yucatán , la antracnosis es causada por Colletotrichum gloeosporioides o si hay otros hongos involucrados.
3.2. OBJETIVOS
Identificar los hongos que causan la antracnosis en las principales zonas productoras de papaya Maradol.
Obtener el perfil de control de productos recomendados para el control de antracnosis mediante pruebas de sensibilidad in vitro y en frutos inoculados con esporas de Colletotrichum.
Determinar el grado de control de antracnosis con las medidas de control químico.
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Cuadro 3.1.- Fungicidas recomendados para el control de antracnosis en papaya ( 1997 -2006) Fungicidas con Fungicidas con Gob. Tun Suárez Monforte Zavala León Cristóbal uso autorizado autorización Edo.Yuc. (1999) el al. el al. el al. para papaya en de EPA para (1997) (2003) (2005) (2006)
México. papaya CICOPLAFEST, (Marzo, 2008)
2004 captan captan
benomilo benomilo benomilo
maneb
mancozeb mancozeb mancozeb mancozeb mancozeb manzate
clorotalonil clorotalonil clorotalonil clorotalonil
thiabendazo/ thiabendazol thiabendazol thiabendazol
prochloraz prochloraz
metil kresoxim
imazalil
azoxystrobin azoxystrobin azoxystrobin azoxystrobin
ferbam ferbam ferbam
mefenoxam
pyraclostrobin
tryfioxystrobin tryfioxystrobin
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3.3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.3.1 Obtención de aislamientos de Col/etotrichum
Durante marzo y mayo de 2006 se hicieron cinco muestreos en tres plantaciones de papaya ubicadas en el norte, centro y sur del estado de Yucatán , que corresponden a las zonas productoras de papaya (Cuadro 3.2).
Los frutos se cosecharon en estado de maduración 2, cuando la cáscara mostró una franja amarilla bien definida. Se envolvieron en papel periódico para protegerlos durante el transporte y se trasladaron al laboratorio de fisiología de la unidad de Biotecnología del CICY.
En el laboratorio, los frutos se lavaron con detergente (Axión líquido en dosis de 2 ml/L de agua) y se almacenaron a 23 °C y 70 % de HR. Cuando los frutos tuvieron síntomas de antracnosis, se seleccionaron las lesiones representativas para obtener los aislamientos de los hongos.
Del tejido sintomático se sembraron porciones previamente desinfectadas con hipoclorito de sodio 0.6 % PN por 1 minuto , seguida de dos enjuagues de agua destilada estéril. Las siembras se realizaron en cajas Petri que contenían medio de cultivo papadextrosa-agar (PDA, DIBICO®) , se incubaron a 24 °C y fotoperíodo de 12/12 horas de luz/oscuridad hasta que se desarrollaron estructuras de reproducción .
86
Cuadro 3.2.- Parcelas utilizadas para la obtención de aislamientos de Colletotrichum
No. De Localidad Ubicación Parcela
Fecha de Colecta muestreo
6 Becanchén Sur San Diego 28-marzo-2006 Buenavista
8 Ucú Centro-Norte Casa Blanca 31-marzo-2006
11 Sucilá Oriente Regadío 1 0-abril-2006
12 Becanchén Sur San Diego 25-abril-2006 Buen avista
15 Sucilá Oriente Regadío 11-mayo-2006
3.3.2 Identificación de los aislamientos de Colletotrichum
Los aislamientos de Col/etotrichum obtenidos se enviaron al Laboratorio de Fitopatología del Campo Experimental Mocochá (INIFAP) , para su identificación . La identificación morfológica se basó en cultivos monoconidiales, se utilizaron las claves taxonómicas de Ainsworth et al. (1973) y Barnett y Hunter (1998) para identificar a género y las referencias de Sutton (1992, 2004) para la especie. El tamaño de conidios de cada aislamiento fue determinado midiendo el largo y ancho de 50 conidios seleccionados al azar.
3.3.3 Comprobación de los postulados de Koch
Se obtuvieron frutos en el Rancho San Pedro (Sucilá) , se lavaron y se dejaron madurar hasta que se presentaron síntomas de antracnosis. Se seleccionaron dos síntomas representativos de las lesiones observadas en las localidades muestreadas. El síntoma A corresponde a la mancha hundida de color rosa-salmón , el síntoma B corresponde a la mancha hundida de color oscuro (Figura 3.1 ).
87
De cada síntoma se realizaron los aislamientos correspondientes y a partir de éstos se prepararon soluciones de 1.2 x 1 O 6 esporas por ml. Se inocularon 15 11L de esta preparación en los frutos de papaya Maradol , los cuales se almacenaron a 24 °C y 74% de HR hasta que se observaron los síntomas de antracnosis en los sitios inoculados. De los síntomas que se presentaron en los sitios de inoculación se re-aislaron dos especie de Col/etotrichum, estos aislamientos se denominaron 5-C3 y 1-2C.
Figura 3.1.- Síntomas de antracnosis en frutos de papaya Maradol. (A) Mancha hundida de color rosa-salmón. (B) Mancha hundida de color oscuro.
3.3.4 Caracterización molecular de aislamientos de Colletotrichum
La comparación de secuencias de ADN se ha usado para examinar un número de especies de Colletotrichum. Las secuencias de los espacios denominados Interna! Transcribed Spacers (ITS) del ADN ribosomal (ADNr) ha mostrado ser particularmente útil para la delimitación de miembros de este género (Hsiang y Goodwin, 2001)
El ADNr codifica para el ARN de las subunidades de los ribosomas. Se trata de una familia de multigenes con copias nucleares en
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eucariontes arreglados en tandems. Cada unidad dentro de un arreglo simple consiste de genes que codifican para las subunidades pequeña y grande (18S y 28S) con el gen nuclear 5.8S ubicado entre los genes mencionados, pero separado por dos ITS, esto es los ITS1 e ITS2 (Muirl y Schlotterer, 1999).
La amplificación por PCR de las regiones ITS se ha vuelto una elección popular para análisis filogénicos de especies y poblaciones cercanamente relacionados. Esta popularidad resulta de la derivación de primers universales localizados en las regiones codificantes que flanquean los ITS. Las regiones ITS se han usado ampliamente para analizar relaciones filogenéticas dentro de una variedad de hongos como Colletotrichum, Pythium, Phytophthora, Fusarium, Puccinia, Saccharomyces y Neurospora (Khashnosbish y Shearer, 1996).
Los aislamientos 5-C3 y 1-2C se procesaron en el CICY y también fueron enviaron al Colegio de Postgraduados para una caracterización molecular.
En el CICY, la extracción de ADN se realizó en el laboratorio GEMBIOS, de acuerdo al método reportado por Tapia et al. (2006). Se usaron iniciadores ITS1 (TCCGTAGGTGAACCTGCGG) e ITS4 (TCCTCCGCTTATTGATATGC). Los productos de la amplificación por PCR fueron secuenciados comercialmente (Macrogen, Korea). El análisis de las secuencias fue realizado por el Dr. Jorge Santamaría Fernández mediante BLAST.
En el Colegio de Postgraduados, el proceso se realizó de manera similar. La extracción de ADN se realizó por el método CTAB (Doyle y Doyle, 1990). Se amplificaron las regiones ITS del ADNr, usando iniciadores específicos. Dichas secuencias se compararon con la base de datos de secuencias internacional para las especies del hongo.
3.3.5. Pruebas de sensibilidad in vitro de aislamientos de Colletotrichum a fungicidas e 1inductores de resistencia
Los fungicidas se seleccionaron con base en el criterio de estar registrado por EPA para su uso en papaya: clorotalonil (Daconil 2787 PH, SYNGENTA), azoxystrobin (Bankit, SYNGENTA), trifloxystrobin
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(Fiint, BAYER), ferbam (Currier, UCB). Como controles se utilizaron los productos que se emplean comúnmente en el tratamiento poscosecha de papaya: benomilo (Promyl , 50 % PH , PTI) y prochloraz (Mirage 45 CE, MAKHTESHIM CHEMICALS) . Los productos evaluados se presentan en el Cuadro 3.3.
Los inductores de resistencia evaluados fueron ácido salicílico (SIGMA-ALDRICH) , benzothiadiazole (Actigard , SYNGENTA), quitosano (SIGMA-ALDRICH) y un extracto se semillas de Clitoria . El ácido salicílico y el quitosano se seleccionaron por su potencial de control de antracnosis (Hernández et al., 2001 ; Zainuri et al., 2001 ). El extracto de semillas de Clitoria fue propocionado por el Dr. Andrew James (CICY) , quien ha evaluado este extracto contra Mycosphaerella. Kelemu et al. (2004) reportan que los extractos de las semillas de Clitoria inhibieron el crecimiento de Colletotrichum gloeosporioides en cultivo in vitro .
Los bioensayos de sensibilidad se realizaron tomando como base el método de difusión de disco en agar reportado por Davis y Scout (1971) y Adaskaveg y Hartin (1997) . De cada tratamiento se vertió un volumen de 1 O ¡.tL de la solución en un disco de papel filtro de 0.6 mm de diámetro.
Cuando los discos de papel filtro se secaron entonces se colocaron en cajas Petri desechables de 100 x 15 mm conteniendo medio PDA previamente inoculada con 200 ¡..tL de una preparación que contenía 1.1 x 106 esporas de Colletotrichum por m L.
En cada caja se colocaron cuatro discos de papel filtro que contenían cada una de las tres dosis del producto , más un disco sin fungicida que sirvió como control. Las cajas Petri inoculadas se incubaron a 24 °C y fotoperíodo de 12/12 horas de luz/oscuridad.
En el primer bioensayo , los fungicidas evaluados en dosis por litro de agua fueron : benomilo, 250, 500 y 1000 mg ; ferbam , 760, 1,520 y 3,040 mg ; prochloraz, 112, 225 y 450 mg; y azoxystrobin , 125, 250 y 500 mg. Estas concentraciones corresponden al 50%, 100% y 200 % de la dosis recomendada para el control de antracnosis.
En un segundo bioensayo se incrementó la dosis de benomilo, se redujo la dosis prochloraz y se añadieron los fungicidas trifloxystrobin y clorotalonil. Los fungicidas evaluados en dosis por litro de agua
90
fueron: benomilo, 500, 1000 y 2000 mg; ferbam, 760, 1,520 y 3,040 mg; prochloraz, 56, 112 y 225 mg; azoxystrobin , 125, 250 y 500 mg ; clorotalonil , 750, 1,500 y 3,000 mg ; trifloxysrobin , 62, 125 y 250 mg .
En el tercer ensayo se evaluaron los inductores de resistencia : ácido salicílico, 1 x1 o -4, 1 x1 o-6 y 1 x1 o-B M; benzothiadiazole 1 X 10-4, 1 X
10-3 y 1 x 10-2 M, quitosano, 2.0, 4.0 y 8.0 g/L, extracto de semillas de Clitoria. Como control químico se utilizó azoxystrobin en dosis de 125, 250 y 500 mg/L.
Se evaluó el diámetro de inhibición del crecimiento de los hongos. A los resultados se les realizó un análisis de varianza (diseño completamente al azar) . Las medias se compararon con la prueba de Tukey (p~0 . 05) usando el programa Statgraphics plus 4.1 (Statistical Graphics Corp.).
91
Cuadro 3.3.- Fungicidas utilizados en las evaluaciones sobre el control de antracnosis. Producto
Concentración Grupo
Fungicida de ingrediente Laboratorio Mecanismo de acción comercial
activo químico
Daconil 2787 Syngenta Crop
Clorotalonil Polvo 750 g por kg Protection, lnc,
cloronitrilos Actividad de contacto multisitio. humectable
USA
lnhibidor de la respiración Bankit Syngenta Limited , mitocondrial por el bloqueo de la
Azoxystrobin suspensión 250 g por L Inglaterra estrobilurinas transferencia de electrones en concentrada citocromo be,.
lnhibidor de la respiración Flint BAYER mitoeondrial por el bloqueo de la
Trifloxystrobin gránulos 500 g por kg Su iza estrobilurinas transferencia de electrones en dispersables citocromo be, .
1 Currier UCB lnh ibidor de proteínas por la
Ferbam gránulos 760 g por kg Bélgica ditiocarbamatos inactivación de grupos -SH en
dispersables aminoácidos.
Promyl , 50 % Promotora Técnica lnhibidor de mitosis y división Benomilo polvo 500 g por kg Industrial , México bencimidazoles
celular. humectable Mirage 45 CE MAKHTESHIM lnhibidor de la síntesis del
Prochloraz Concentrado 450 g por L Chemicals Works Ud, imidazoles ergosterol.
emulsificable Israel.
92
3.3.6. Evaluación del control de fungicidas e inductores de resistencia durante la maduración poscosecha en frutos inoculados con Colletotrichum
Los trabajos de inoculación se realizaron para evaluar el efecto de los fungicidas e inductores de resistencia sobre Col/etotrichum utilizando una cantidad constante de inóculo.
Los frutos se lavaron con detergente, se enjuagaron con agua destilada estéril y se les aplicó el tratamiento qu1m1co correspondiente. Al día siguiente, en la cáscara de los frutos se hicieron punciones con una aguja estéril de 0.8 mm de diámetro. Sobre la punción se aplicaron 15 ¡..tL de una suspensión de esporas de Col/etotrichum con una concentración de 1 .2 x 1 06 esporas por mL. Como control se aplicó agua destilada estéril en las punciones. Después de la inoculación los frutos se envolvieron en papel revolución y se almacenaron a 24 °C y 70 % de humedad relativa.
En un primer ensayo se evaluaron los tratamientos correspondientes a los fungidas azoxystrobin y prochloraz y los inductores de resistencia quitosano y benzothiadiazole. En cada fruto se hicieron cuatro inoculaciones, y se utilizaron cuatro frutos por tratamiento. Los productos y dosis evaluados se presentan en el Cuadro 3.4.
Cuadro 3.4.- Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol previo a la inoculación con C. gloeosporioides y C. dematium
Tratamiento Dosis Método de aplicación
Control
Azoxystrobin 250 mg/L Inmersión
Prochloraz 0.112mg/L Inmersión
Quitosano 2.0 g/L Aspersión
Benzothiadiazole 0.06 g/L Inmersión
93
Se evaluó el porcentaje de inoculaciones positivas y el porcentaje de efectividad de los productos. La efectividad se evaluó mediante la formula : %de efectividad = (control-tratamiento)/control x 100 (Abbot, 1925).
Los porcentajes calculados tuvieron una transformación arco seno y a los resultados se les realizó un análisis de varianza (diseño completamente al azar) . Las medias se compararon con la prueba de Tukey (p~0 . 05) usando el programa Statgraphics plus 4.1 (Statistical Graphics Corp.).
En un segundo ensayo, después de obtener los primeros resultados sobre el control de antracnosis en frutos , se evaluó el efecto de la aplicación de ácido salicílico y los fungicidas azoxystrobin y prochloraz en frutos inoculados con Colletotrichum gloeosporioides. Las dosis de estos productos se presentan en el Cuadro 3.5.
Se inocularon cuatro inoculaciones por fruto y se utilizaron cinco frutos por tratamiento. Como control se hicieron cuatro punciones por fruto sin añadir la preparación de esporas. Se evaluó el porcentaje de casos positivos, el porcentaje de efectividad y el diámetro de lesión.
Cuadro 3.5.- Productos i¡ dosis aplicados a frutos de papaya Maradol previo a la inoculación con Colletotrichum gloeosporioides
TRATAMIENTO DOSIS
Control
Azoxystrobin
Prochloraz
Ácido Salicílico
Ácido Salicílico + azoxystrobin
Ácido Salicílico + prochloraz
250 mg/L
0.112 mg/L
1 X 10-8 M
1 x 10-8 M+ 250 mg/L
1 x 10-8 M+ 0.112 mg/L
94
3.3.7. Evaluación del efecto de fungicidas e inductores de resistencia sobre la antracnosis durante la maduración poscosecha de papaya Maradol.
En esta etapa del proyecto se evaluó el efecto de los productos aplicados en poscosecha sobre la antracnosis de los frutos infectados desde el campo. Los frutos utilizados se cosecharon en el "Rancho San Pedro" (Sucilá). Se lavaron con detergente, se enjuagaron y se les dio el tratamiento químico correspondiente. Los primeros tres trabajos fueron experimentos preliminares, el método y tiempo de exposición de los frutos con los productos químicos fue variable, esto se especifica en cada caso. En los siguientes experimentos se utilizaron las mismas condiciones para la aplicación de los compuestos químicos. Después de la aplicación de los tratamientos, los frutos se almacenaron a 23 °C y 70 % de humedad relativa hasta alcanzar la madurez de consumo.
En el primer experimento se evaluó el ácido salicílico en las concentraciones 1 O -e y 1 o-s M, y el fungicida azoxystrobin en dosis de 250 mg /L, este fungicida es el producto que se utiliza en la empacadora del "Rancho San Pedro". Se utilizaron 4 frutos por tratamiento. El tiempo de inmersión fue de 5 minutos para el ácido salicílico y de 1 minuto para el fungicida y el control (Cuadro 3.6) .
Cuadro 3.6.- Productos y dosis aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Primer ensayo
Tratamiento
Control
Azoxystrobin
Ácido salicílico
Ácido salicílico
Ácido salicílico + azoxystrobin
Ácido salicílico + azoxystrobin
Dosis
250 mg /L
1x10 -6 M
1x10-8 M
1 x1 O -s M + 250 mg /L
1 x 10 -s M + 250 mg /L
95
Tiempo de inmersión
1 min
1 min
5 min
5 min
5 + 1 min
5 + 1 min
El segundo trabajo corresponde a un ensayo realizado en el "Rancho San Pedro", en septiembre de 2005. Después de la presencia del huracán Emily, ocurrido el 18 de julio, los frutos procedentes de las parcelas ubicadas en la zona oriente del estado de Yucatán presentaban daños severos de pudriciones.
Ante esta situación , se evaluaron los fungicidas azoxystrobin , tryfloxystrobin , y prochloraz, y los inductores benzotiadiazole y ácido salicílico. Las dosis , combinaciones y tiempos de inmersión se presentan en el cuadro 3. 7. Se utilizaron 5 frutos por tratamiento. El día de la aplicación de los tratamientos coincidió con el empaque de frutos para mercado nacional. Como se observó que el comprador utilizó prochloraz para tratar a los frutos , se decidió incluir una muestra de seis frutos como control.
Cuadro 3.7.- Dosis y tiempo de inmersión de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Segundo ensayo
NOMBRE
Control
Azoxystrobin
Trifloxystrobin
Prochloraz
Benzothiadiazole
Ácido salicílico
Ácido salicílico
Ácido salicílico + azoxystrobin
Ácido salicílico + azoxystrobin
Ácido salicílico + tryfloxystrobin
Ácido salicílico + tryfloxystrobin
Benzothiadiazole + azoxystrobin
Benzothiadiazole + tryfloxystrobin
Dosis
250 m9/L
85 m9/L
450 m9/L
0.06 9/L
1x10 -e M
1x10 -a M
1 x 1 O -e M + 250 m9/L
1 x 1 O .a M + 250 m9/L
1 x 1 0 -6 M + 85 m9/L
1 x 1 O -8 M + 85 m9/L
0.06 9 + 250 m9/L
0.06 9 + 85 m9/L
96
Tiempo de inmersión
2 min
2 min
2 min
0.5 min
2 min
3 min
3 min
2 min
2 min
2 min
2 min
2 min
2 min
El tercer ensayo se realizó con base en los resultados de los ensayos de sensibilidad in vitro. Se evaluaron los fungicidas azoxystrobin y prochloraz, y los inductores benzothiadiazole, ácido salicílico y quitosano.
La concentración se azoxystroin fue de 250 mg/L ya que la dosis de 500 mg/L no mostró incremento sustancial en la respuesta. Con respecto a prochloraz, se redujo la dosis de 450 mg/L, que corresponde a la dosis usada anteriormente, a 0.112 mg/L, debido a que con esta concentración se obtuvo buen control de Colletotrichum.
El fungicida prochloraz se evaluó en combinación con los inductores quitosano y ácido salicílico. En el primer caso, el fungicida se aplicó por inmersión y luego de que los frutos se secaron se asperjó quitosano, en el segundo caso, el fungicida se disolvió en la solución preparada con el ácido salicílico. El tiempo de inmersión de los frutos fue de 2 minutos. Se utilizaron cuatro frutos por tratamiento. El detalle de los productos y dosis se presentan en el Cuadro 3.8.
Cuadro 3.8.- Productos y dosis de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Tercer ensayo
Tratamiento
Control
Azoxystrobin
Prochloraz
Quitosano
Benzothiadiazole
Ácido salicílico
Prochloraz + quitosano • Acido salicílico + prochloraz
Dosis
250 mglL
0.112 mglL
2.0 gIL
0.06 gIL
1 x 10-8 M
0.112 mg/L +2 gIL
1 x 10-8 M + 0.112 mg/L
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Método de aplicación
Inmersión
Inmersión
Aspersión
Inmersión
Inmersión
Inmersión + Aspersión
Inmersión
•
I -•
e, •
•
I
•• "
En los siguientes tres ensayos se evaluó la aplicación del ácido salicílico, los fungicidas azoxystrobin y prochloraz y la combinación del ácido salicílico con los fungicidas mencionados. Las dosis evaluadas se presentan en el Cuadro 3.9. Se utilizaron cinco frutos por tratamiento. Los productos se disolvieron en agua destilada (pH 5.5), cada fruto se dejó en inmersión por 2 minutos en la solución correspondiente. Los frutos se envolvieron en papel revolución y se almacenaron a 24 °C y 70 % de humedad relativa hasta alcanzar la madurez de consumo. Los ensayos se realizaron en agosto de 2007, noviembre de 2007 y febrero de 2008.
Cuadro 3.9.- Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol en poscosecha para el control de la antracnosis proveniente de campo. agosto 2007, noviembre 2007 y febrero 2008.
TRATAMIENTO DOSIS
Control
Azoxystrobin
Prochloraz
Ácido Salicílico
Ácido Salicílico + azoxystrobin
Ácido Salicílico + proch loraz
250 mg/L
0.112 mg/L
1 X 10-8 M
1 x 10-8 M+ 250 mg/L
1 x 10-8 M+ 0.112 mg/L
En todos los trabajos se evaluó el porcentaje de infección y el área del fruto afectada con antracnosis. El porcentaje de infección se calculó considerando el número de frutos que presentaron cualquier grado de daño de antracnosis, con base en el total de frutos utilizados en el tratamiento correspondiente.
Para medir el área afectada, se diseñó una escala de siete grados de severidad que considera un rango de diámetro de cada grado. El número de manchas de cada grado de severidad se multiplica por el área de un círculo que tiene el diámetro del promedio de los diámetros del rango. Posteriormente se suman las áreas afectadas de cada grado para obtener la superficie afectada por fruto (Cuadro 3.10) .
98
A los resultados del área afectada con antracnosis se les realizó un análisis de varianza (diseño completamente al azar) usando el programa Statgraphics plus 4.1 (Statistical Graphics Corp.). Las medias se compararon con la prueba de Tukey (p:50.05)
Cuadro 3.1 0.- Escala para determinar el área afectada con antracnosis de frutos de papaya.
Diámetro Área
Grado Rango de tamaño de mancha Promedio Promedio inducida por la enfermedad (mm) (mm2
)
desde un punto hasta 0.25 cm de diámetro 0.125 0.049
2 manchas mayores de 0.25 cm hasta 0.5 cm 0.375 0.441
3 mayores de 0.5 cm hasta 1.0 cm 0.750 1.767
4 mayores de 1.0 cm hasta 1.5 cm 1.250 4.908
5 mayores de 1.5 cm hasta 2.0 cm 1.750 9.621
6 mayores de 2.0 cm hasta 2.5 cm 2.250 15.904
7 mayores de 2.5 cm hasta 3.0 cm . 2.750 23.758
3.4. RESULTADOS
3.4.1. Identificación de aislamientos de Colletotrichum
Se obtuvieron ocho aislamientos de Co/letotrichum (dos procedentes de frutos de Sucilá, cuatro de Becanchen y tres de Ucú) de los cuales cinco fueron identificados como C. gloeosporioides y tres como C. dematium.
Los aislamientos de C. g/oeosporioides provinieron de manchas hundidas de color rosa-salmón . Presentaron conidios hialinos, rectos, alargados, con ambos extremos redondeados. El tamaño de los conidios fue de 14.4 a 18.3 ¡Jm de largo y de 4.3 a 5.6 IJm de ancho (Cuadro 3.11 ). Los aislamientos de C. dematium provinieron de manchas hundidas oscuras. Presentaron conidios hialinos curvados, con ambos extremos redondeados. El tamaño de conidios fue del rango de 25.1 a 26.3 ¡Jm de largo y de 3.5 IJm de ancho.
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Cuadro 3.11 .- Tamaño y forma de conidios de dos especies de Colletotrichum aislados en frutos de papaya Maradol, procedentes de tres localidades.
Aislamiento Tamaño promedio de Forma de Presencia Color Especie conidio (JJm) * conidio de setas de masa
en PDA conidial ancho± es ancho± es
Recto con
Suc15-9 17.72±0.22 4.30±0.08 ambos Negativo Naranja C. gloeosporioides extremos redondeados Curvado con
Suc15-10 25.15±0.32 3.58 ±0.07 ambos Positivo Blanco C. dematium extremos redondeados Recto con
Bec 6-1-5 18.3±0.20 4.6±0.09 ambos Negativo Naranja C. gloeosporioides extremos redondeados Recto con
Bec 12-1-1 15.5±0.2 5.31±0.11 ambos Negativo Naranja C. gloeosporioides
extremos redondeados Recto con
Bec 12-4-1 14.45±0.14 5.64±0.07 ambos Negativo Naranja C. g/oeosporioides extremos redondeados Curvado con
Bec 12-4-2 26.31±0.21 3.54±0.06 ambos Negativo Blanco C. dematium extremos redondeados Curvado con
Ucu 8-2-1 25.7±0.26 3.56±0.06 ambos
Negativo Blanco C. dematium extremos redondeados Recto con
Ucu 8-3-1-2 16.03±0.26 5.02±0.09 ambos
Negativo Naranja C. gloeosporioides extremos redondeados Recto con
Ucu 8-3-2-2 15.87±0.19 4.44±0.08 ambos Negativo Naranja C. g/oeosporioides extremos redondeados
* promediO de 50 con1d1os ± error estandar
100
El aislamiento 5-C3 obtenido del síntoma de mancha hundida de color rosa-salmón , del cual se observaron con conidios rectos con ambos extremos redondeados (Figura 3.2 A, B y C) fue confirmado como C. g/oeosporioides de acuerdo con el análisis de secuencias realizado en el CICY y por eiiNIFAP.
Respecto al aislamiento 1-2C que fue obtenido del síntoma de mancha hundida de color oscuro, del cual se observaron conidios curvados (Figura 3.2 D, E y F) , fue identificado como C. truncatum de acuerdo con el análisis de secuencia realizado por el INIFAP. El análisis de secuencias realizado en el CICY encontró similitud del 94% de este aislamiento con C. capsici, C. dematium, C. graminicola y C. truncatum.
Se decidió utilizar el resultado inicial de la especie dematium debido a que C. truncatum puede ser considerado como una forma dentro de C. dematium (Sutton , 2004) . Además , hay reportes previos de que en papaya la antracnosis puede ser causada por C. dematium (Aibornett y Sanabria , 1994; Doihara y Silva, 2003) . Por otra parte, las especies capsici y graminicola se desecharon porque en la taxonomía de los hongos, para el nombre de la especie se considera al hospedante y estas especies causan enfermedades en chiles y gramíneas.
101
e
•
F
Figura 3.2.- Síntomas de antracnosis en frutos de papaya Maradol, crecimiento en PDA y forma de conidios de los aislamiento identificados como C. gloeosporíoídes (A, By C) Y C. dematíum (D, E Y F).
I u.::::
3.4.2. Comprobación de los postulados de Koch.
Del síntoma mancha hundida de color rosa-salmón (Figura 3.3 A) se observaron acérvulos en forma de almohadilla sin setas (Figura. 3.3 B) de los cuales se obtuvieron conidios rectos y alargados (Figura 3.3 C). En medio de cultivo se formaron acérvulos modificados que presentaron variación en el color y cantidad de masa de conid ios (Figura 3.4 A, B y C). En los sitios de inoculación se observaron los síntomas típicos de antracnosis (Figura 3.4 D y E) , aunque no siempre se observó la coloración rosado-salmón . De estos lugares se re-aislaron conidios alargados correspondientes al aislamiento 5-C3 identificado como C. gloeosporioides (Figura. 3.4 E) .
En el síntoma mancha hundida de color oscuro (Figura 3.5 A) se observaron acérvulos con abundantes setas de color oscuro (Figura 3.5 B) los cuales producen conidios curvados (Figura 3.5 C) En medio de cultivo se formaron acérvulos modificados que presentaron masa de conidos de color blanco y setas de color oscuro aunque no tan abundantes que en la lesión del fruto (Figura 3.6 A y B) . En los sitios de inoculación se volvió a presentar el síntoma mancha hundida de color oscuro (Figura 3.6 C y D) de los cuales se observaron acérvulos con abundantes setas (Figura 3.6 E) , de los cuales se obtuvieron conidios curvados (Figura 3.6F) , correspondientes al aislamiento 1-2C identificado como C. dematium.
103
Figura 3.3.- Antracnosis en frutos de papaya Maradol. Síntomas típicos correspondientes a manchas hundidas de color rosa-salmón (A) . Acérvulos en forma de almohadillas sin setas (B) , de las cuales se obtuvieron conidios alargados (C).
Figura 3.4.- Respuesta de papaya maradol a la inoculación con Co/letotrichum gloeosporioides, aislamiento 5-C3. En niedio de cultivo se observan diferentes formas de acérvulos y color de masa de conidios (A, B y C) , síntomas de antracnosis (D y E) en los sitios de inoculación de los cuales se obtuvieron conidos rectos (F).
104
Figura 3.5.- Síntomas de antracnosis en frutos de papaya maradol correspondiente a mancha hundida de color oscuro (A), acéNulos con setas oscuras y masa de conidios de color blanco (8) y acéNulo con conidos cuNados procedentes de la lesión del fruto (C).
Figura 3.6.- Respuestá de papaya maradol a la inoculación con C. dematium, aislamiento 1-2C. En medio de cultivo se obseNan diferentes formas de acéNulos y color de masa de conidios (A y 8), síntomas de antracnosis (C y D) y acéNulos (E) a los 1 O días de la inoculación de los cuales se obtuvieron con idos cuNados (F).
105
3.4.3. Pruebas de sensibilidad in vitro de aislamientos de Colletotrichum a fungicidas e inductores de resistencia
Los resultados del primer experimento muestran que el fungicida benomilo no tuvo actividad contra ninguna de las dos especies de Colletotrichum. Los fungicidas ferbam y prochloraz tuvieron actividad contra los dos hongos, mientras que el fungicida azoxystrobin mostró actividad contra C. gloeosporioides pero no tuvo actividad contra C. dematium.
La actividad de los fung icidas fue dosis dependiente, el fungicida prochloraz fue el que mejor se comportó mostrando la mayor actividad con los dos hongos. A las 72 horas el diámetro del halo de inhibición fue de 5, 5.4 y 6 cm con C. gloeosporioides y de 6.6, 7.5 y 8.3 para C. dematium, en las dosis baja , intermedia y alta, respectivamente (Figura 3. 7) . La actividad del fungicida ferbam fue similar con los dos hongos en las tres dosis. Azoxystrobin tuvo la misma actividad que ferbam a las 72 horas con C. gloeosporioides pero a las 96 horas, su actividad fue ligeramente mayor.
En el segundo experimento se corroboraron los resultados anteriores. El fungicida benomilo no tuvo ningún efecto sobre el crecimiento de ninguno de los dos hongos, a pesar de que se incrementó la dosis hasta 2000 mg/L, lo que equivale a 4 g de producto comercial por litro de agua. Los fungicidas prochloraz, clorotalonil y ferbam tuvieron actividad contra las dos especies de Col/etotrichum, mientras que los fungicidas azoxystrobin y trifloxystrobin , que pertenecen al mismo grupo de las estrobilurinas , inhibieron el desarrollo de C. gloeosporioides pero no tuvieron actividad contra C. dematium (Figuras 3.8 y 3.9)
El fungicida prochloraz fue el mejor producto para inhibir el desarrollo de los dos hongos, incluso a dosis tan bajas como 0.125 g/litro de agua. A las 72 horas la respuesta fue similar en las dos especies de Colletotrichum (Figura 3.9) . Los fungicidas azoxystrobin y trifloxystrobin tuvieron actividad similar a clorotalonil contra C. gloeosporioides.
Respecto a las evaluaciones de los inductores de resistencia , no se tuvo respuesta con ningún inductor en las pruebas de sensibilidad in vitro con el método de difusión de disco en agar.
106
K e
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10
8
Col/etotrichum gloeosporioides
72 horas
a
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E .2. e :g 6 :0 :e .!: Q) 'O
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Colletotrichum dematium
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TRATAMIENTOS FUNGICIDAS
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Figura 3.7.- Inhibición del desarrollo de C. gloeosporioides y C. dematium con tres dosis de cuatro fungicidas en el bioensayo de difus ión en disco. Fungicidas: benomilo (BENO), ferbam (FERB), prochloraz (PROCH), azoxystrobin (AZOX). Dosis: control (0), baja (1 ), recomendada (2), alta (3). Para cada fecha de evaluación las medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).
107
Colletotrichum dematium
1 dosis baja O Ocontrol
2 dosis intermedia 3 dosis alta
Figura 3.8.- Ensayo de difusión en disco de seis fungicidas contra Colletotrichum gloeosporioides y Colletotrichum dematium 72 horas después de la inoculación. Benomilo (A y 8), ferbam (C y D), prochloraz (E y F), azoxystrobin (G y F), clorotalonil (1 y J), tryfloxystrobin (K y L).
108
K e :g 3 :¡; :¡: .S
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a
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Colletotrichum gloeosporioides
a
72 Horas b
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Colletotrichum dematium
a
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b
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e 3 :g
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E 15
FUNGICIDAS Y DOSIS FUNGICIDAS Y DOSIS
Figura 3.9.-lnhibición del desarrollo de C. gloeosporioides y C. dematium con tres dosis de seis fungicidas en el bioensayo de difusión en disco. Fungicidas: benomilo (BENO), ferbam (FERB), prochloraz (PROCH) , azoxystrobin (AZOX), clorotalonil (CLOR), trifloxystrobin {TRYF). Dosis: control (0) , baja (1), intermedia (2), alta (3). Para cada fecha de evaluación las medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes {Tukey, 0.05).
109
.~ o
3.4.4. Evaluación del efecto de fungicidas e inductores de resistencia durante la maduración poscosecha en frutos inoculados con dos especies de Colletotrichum
En el caso de C. g/oeosporioides, prochloraz resultó el mejor fungicida al obtener una efectividad del 100 % seguido de azoxystrobin con el 87.5 %, siendo estos tratamientos estadísticamente iguales. El ácido salicílico tuvo el 6.25 % de efectividad , lo cual fue estadísticamente igual al control , al quitosano y al benzothiadiazole que tuvieron el O % de efectividad (Cuadro 3.12).
Para el caso del C. dematium, prochloraz también presentó el 100 % de efectividad. Aunque se tuvo el 33 % de efectividad con azoxystrobin y los tres inductores evaluados, este valor fue estadísticamente igual al control, que tuvo 0% de efectividad.
Cuadro 3.12- Incidencia de antracnosis después de 9 y 11 días de la inoculación con Colletotrichum g/oeosporioides y Colletotrichum dematium en frutos de papaya Maradol tratados con fungicidas e inductores de resistencia .
C. gloeosporioides C. dematium
(9 días) (11 días)
Tratamiento Dosis % de % de % de % de
infección efectividad infección efectividad Control 100 b o b 100 b o b
Azoxyztrobin 250 mg /L 12.5 a 87.5 a 66.6 b 33 .3 b
Prochloraz 112 mg/L O a 100 a O a 100 a
Quítosano 2.0 g/L 100 b o b 77.7 b 22 .2 b
Ácido Salicílico 1 X 10-8 M 93.75 b 6.25 b 66.6 b 33.3 b
Benzothiadiazole 100 b o b 66.6 b 33.3 b
Sitios de inoculación por tratamiento: 16 para gloeosporioides, 12 para dematium. Las medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).
110
En el segundo ensayo, se evaluó el efecto de la aplicación del ácido salicílico y los fungicidas azoxystrobin y prochloraz. No se encontraron diferencias estadísticas en el porcentaje de efectividad, aunque la combinación del prochoraz con el ácido salicílico presentó el mayor valor, el cual fue del 55% (Cuadro 3.13).
En el tamaño de las lesiones se encontraron diferencias estadísticas (Figura 3.1 O) . A los 1 O días después de la inoculación los frutos tratados con ácido salicílico presentaron 13.8 mm de diámetro en promedio , lo cual fue mayor que el control. Los mejores tratamientos fueron la combinación de ácido salicílico con prochloraz (3.5 mm), azoxystrobin (4.3 mm) y prochloraz (4.7 mm), los cuales fueron estadísticamente iguales.
Cuadro 3.13.- Incidencia de antracnosis después de 1 O inoculación con Colletotrichum gloeosporioides, en frutos Maradol tratados con fungicidas y ácido salicílico.
TRATAMIENTO DOSIS
Control
Azoxystrobin
Prochloraz
Ácido Salicílico
Ácido Salicílico + azoxystrobin
Ácido Salicílico + prochloraz
250 mg/L
0.112 mg/L
1 x 10-a M
1 x 10-8 M+ 250 mg/L
1 x 10-a M + 0.112 mg/L
Total de sitios de inoculación por tratamiento= 20
111
% de infección
100
80
75
100
80
45
días de la de papaya
% de efectividad
o 20
25
o 20
55
24,---------------------------------------.
22 10 DÍAS DESPUÉS DE LA INOCULACION
20
18
16 (/)
o 14 0:: f-w 12 :2
·~ 10
8
6
4
b
a
2
OL-~-,-L~_,-L_J-,~_J_,~--L,~--L-~--~
CONTROL AZOX PROCH SA SA+AZOX SA+PROCH
Figura 3.1 0.- Diámetro de lesión en los sitios de inoculación con Col/etotrichum gloeosporioides en frutos de papaya Maradol. Cada punto es el promedio ± desv. estándar. Para cada fecha de evaluación las medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes (Tukey, 0.05).
3.4.5. Evaluación del efecto de fungicidas e inductores de resistencia sobre la antracnosis durante la maduración poscosecha
En el primer ensayo se exploró el efecto del ácido salicílico en comparación con el fungicida Bankit. En el tratamiento control (agua), el 50 % de los frutos presentaron síntomas de antracnosis a los 13 días después de la cosecha con un promedio de 0.5 cm2 de área dañada, a los 15 días el 100 % de los frutos presentaron antracnosis con un área estimada de 2.98 cm2 por fruto. En los frutos tratados con el fungicida azoxystrobin , los síntomas se presentaron hasta los 15 días después del corte, aunque el 100 % de los frutos tuvieron antracnosis, el promedio de área afectada fue de únicamente 0.15 cm2 por fruto (Cuadro 3.14).
11 2
Se observó que los tratamientos que consistieron en la aplicación de ácido salicílico, sólo o en combinación con el fungicida azoxystrobin , el porcentaje de frutos con antracnosis no llegó al 100 %, es decir, se obtuvieron frutos sanos. Dentro de estos tratamientos sobresale la combinación del ácido salicílico en la concentración de 1 x1 o-8 con el fungida azoxystrobin , donde se observó el menor porcentaje de frutos afectados y la menor área afectada.
Cuad ro 3.14.- Á re a dañada por f ruto y % de frutos in fe c tados por antracnosis . Ma~o 2005. Primer ensa~o
TRATAMIENTO 13 días 15días Dosis Are a
Frutos Are a
Frutos Dosis Dañada Dañada (cm 2
) infectados (cm 2
) infectados
Control 0.50 50% 2.98 100 %
Azoxystrobin 250 mg/L 0 % 0.15 100 %
Ácido salicílico 1 x 10 -e M 0.17 25 % 1.20 75 %
Ácido sal icíl ico 1x 10 -a M 1.05 75 % 3.56 75 %
Ácido sal icílico 10 -a M 0.06 25 % 3.03 75 % + azoxystrobin + 250 mg/L
Ácido salicí lico 1 x 10 -a M o 0.015 50% + azox~strob in + 250 m¡¡/L
El segundo ensayo, realizado cuando la presencia de antracnosis en las plantaciones era muy severa, se encontró que el fungicida prochloraz fue el más efectivo. A los 9 días después de la aplicación de los tratamientos se obtuvo un 66 % de frutos infectados, los cuales tuvieron 6.9 cm2 de área dañada en promedio. En todos los demás tratamientos se tuvo el 100 % de incidencia. Después de prochloraz, el fungicida que tuvo mejor control fue trifloxystrobin con un promedio de 16.2 cm2 de área dañada (Cuadro 3.15). La combinación de ácido salicílico (1 x 1 o-8 M) + azoxystrobin, ácido salicílico ( 1 x 10-6 M) + trifloxystrobin y benzothiadiazole + tryfloxystrobin , presentaron promedios de área dañada por fruto menores de 25 cm2
.
11 3
Cuadro 3.15.- Daño por antracnosis 9 días después de la aplicación de fungicidas e inductores de resistencia en papaya Maradol. Septiembre 2005. S d egun o ensayo
DOSIS TRATAMIENTO
Control
Azoxystrobin 250 mg/L
Trifloxystrobin 85 mg/L
Prochloraz 450 mg/L
Benzothiadiazole 0.06 g/L
Acido salicílico 1x10 -o M
Acido salicílico 1x10 -~ M
Acido salicílico + azoxystrobin 1 x 1 O .., M + 250 mg/L
Acido salicílico + azoxystrobin 1 x 1 O -~ M + 250 mg/L
Acido salicílico + tryfloxystrobin 1 x 1 O -o M + 85 mg/L
Acido salicílico + tryfloxystrobin 1 x 1 O -~ M + 85 mg/L
Benzothiadiazole + azoxystrobin 0.06 g + 250 mg/L
Benzothiadiazole + tryfloxystrobin 0.06 g + 85 mg/L
Con base en los resultados anteriores y de sensibilidad in vitro , se evaluó el efecto del benzothiadiazole , quitosano y los fungicidas prochloraz.
Area dañada por fruto (cm2
)
92.5
76.9
16.2
6.9
173.7
67.5
75.9
71 .5
24.8
23.4
79.5
12.0
62.7
los ensayos de ácido salicílico, azoxystrobin y
Se encontró que el 100 % de los frutos del tratamiento control y de los inductores quitosano y benzothiadiazole presentaron daño de antracnosis (cuadro 3.16). Estos tratamientos, junto con el ácido salicílico, también presentaron el mayor número de manchas por fruto , los cuales fueron en promedio de 58.8 en el tratamiento control , 63.7 para el tratamiento con salicílico, 59 para el tratamiento con quitosano y de 68.0 en el tratamiento con benzothiadiazole (Figura 3.11 ).
114
El menor número de frutos con síntomas de antracnosis se obtuvo con el fungicida prochloraz. Los tratamientos con fungicidas presentaron los menores valores de área afectada con antracnosis, los cuales fueron estadísticamente iguales. Dentro de estos tratamientos, la combinación de prochloraz con quitosano y con ácido salicílico dieron los valores más bajos.
Cuadro 3.16.- Productos y dosis de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis. Mayo 2007. Tercer ensayo
Tratamiento Dosis %de frutos infectados
Control 100%
Azoxystrobin 250 mg/L 50%
Prochloraz 0.112 mg/L 25%
Quitosano 2.0 g/L 100%
Benzothiadiazole 0.06 g/L 100%
Ácido salicílico 1 X 10-8 M 75%
Prochloraz + quitosano 0.112 mg/L +2 g/L 50%
Ácido salicílico + prochloraz 1 x 10-8 M+ 0.112 mg/L 50%
115
80 80
70 e
- NÚMERO DE MANCHAS 70 be O AREAOÑW)A
60 60 C/J N-< ::;: J: (.) 50 50 ~ z < < o ::;: < w 40 40 f-o (.)
w o u. a:: 30
< w 30 < ::;: w ·=> a:: z < 20 20
10 10
o o CONTROL AZOX PROCH SA QUIT 8TH SA+PROCH PROCH+QUIT
PRODUCTOS PARA CONTROL DE ANTRACNOSIS
Figura 3.11.- Daño de antracnosis en frutos de papaya Maradol tratados con fungicidas e inductores de resistencia. A) Porcentaje de frutos con síntomas. B) promedios de manchas y área afectada por fruto. Mayo 2007. Promedios con la misma letra entre número de manchas y entre área dañada en cada fecha de evaluación son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05).
Debido a que no se encontró respuesta con benzothiadiazole y con quitosano, estos productos ya no se siguieron evaluando. En los siguientes tres experimentos se evaluó el efecto de los fungicidas Bankit, Mirage y el ácido salicílico.
Se encontró que los frutos del tratamiento control y de los tratamientos con ácido salicílico y ácido salicílico + azxystrobin presentaron el 100 % de frutos con síntomas de antracnosis en los tres ensayos. Los tratamientos con prochloraz y la combinación de prochloraz con ácido salicílico presentaron menores porcentajes de frutos dañados (Cuadro 3.17)
116
Cuadro 3.17.- porcentaje de frutos de papaya Maradol con síntomas de antracnosis en seis tratamientos para el control poscosecha de la enfermedad.
TRATAMIENTO Agosto Noviembre Febrero 2007 2007 2008
Control 100 % 100 % 100 %
Azoxystrobin 1.0 mUL 80 % 100 % 100 %
Prochloraz 0.25 mUL 60 % 80 % 100 %
Ácido Salicílico 1 X 10"8 M 100 % 100 % 100 %
Ácido Salicílico + azoxystrobin 1 x 10-8 M + 1.0 mUL 100 % 100 % 100 %
Ácido Salicílico + prochloraz 1 x 10·8 M + 0.25 mUL 100 % 80 % 70 %
Con el tratamiento control se obtuvo el mayor número de manchas por fruto en las tres evaluaciones, seguido del tratamiento con ácido salicílico.
Los tratamientos con fungicidas forman otro grupo donde se encuentran los menores valores. Dentro de este grupo, el fungicida prochloraz presentó el mejor control ya que se observan los valores más bajos tanto en número de manchas, como en el área dañada en las 3 evaluaciones (Figura 3.12).
Se observan diferencias en la severidad de la antracnosis entre las fechas de evaluaciórr: En términos generales, hubo mayor severidad en agosto, lo cual está relacionado con la época de mayor humedad. En el ensayo de noviembre se observó que la combinación del ácido salicílico con el fungicida prochloraz dio el mejor control ya que el número de manchas y el área dañada fueron menores incluso que con prochloraz aplicado solo. Este comportamiento no se observó en el ensayo de agosto.
117
160.-------------------------. 160
160
140
~ 120 §¡ ~ 100
:!j o 60 a: w .~ 60 z
40
20
160
140
~ 120 u z ~ 100 w o o 60 a:
.~ 60 z
40
20
AGOSTO 2007
NOVIEMBRE 2007
b
CONTROL AZOX PROCH SA
- NUMERO DE MANCHAS
D AREAIW1AOA
a a
SA+AZOX SA+PROCH
160
140
40
20
160
140
120
100
60
60
40
20
160.--------------------------, 160
160
140
~ 120
~ 100 w o o 60 a: w .~ 60 z
40
20
FEBRERO 2008 160
140
b b b
CONTROL AZOX PROCH SA SA+AZOX SA+PROCH
PRODUCTOS PARA EL CONTROL DE ANTRACNOSIS
Figura 3.12.- Daño de antracnosis en frutos de papaya Maradol tratados con ácido salicílico y los fungicidas azoxystrobin y prochloraz. Promedios con la misma letra entre número de manchas y entre área dañada en cada fecha de evaluación son estadísticamente iguales (Tukey, 0.05).
118
3.5. DISCUSIÓN
El síntoma de antracnosis correspondiente a la mancha hundida de color rosa-salmón es causada por Colletotrichum gloeosporioides. Esto lo demuestran los resultados de la identificación morfométrica y se confirmó con el análisis de secuencias de la identificación molecular.
En cuanto al agente causal del síntoma de antracnosis correspondiente a la mancha hundida de color oscuro, representado por el aislamiento 1-2-C, la identificación molecular no confirmó el resultado de la identificación morfométrica.
Como el análisis de secuencias realizado en el CICY presentó una similitud del 94% del aislamiento 1-2C con C. capsici, C. graminicola , C. truncatum y C. dematium, es necesario es necesario realizar más trabajos al respecto. La digestión de los productos de la amplificación por PCR con endonucleasas, y la comparación de los patrones que se obtengan con las bases de datos, podría definir la identificación de la especie de este aislamiento.
Dado que el análisis de secuencias realizado por el Colegio de Posgraduados identificó al aislamiento 1-2C como Colletotrichum truncatum, se revisaron los trabajos de Sutton (2004). Este autor menciona que C. capsici fue considerado como un sinónimo de C. dematim por von Arx (1957) y luego como una especie distinta en Capsicum (von Arx, 1981 ). Posteriormente Sutton (1980) menciona que C. dematium se distingue de C. capsici por la característica de que éste tiene conidios más anchos. Sin embargo, Baxter et al. (1983) da un rango para C. dematium que podría incluir a C. capsici.
Sutton (2004) también menciona que C. truncatum fue aceptado por von Arx (1981) como una forma dentro de C. dematium, y que se requieren mayores estudios para determinar la relación entre estas dos especies.
Debido a que C. dematium ha sido reportado en papaya por Albornett y Sanabria (1994) y Doihara y Silva (2003) y a que C. truncatum puede ser considerado como una forma dentro de C. dematium, se decidió utilizar el resultado inicial de C. dematium para los aislamientos obtenidos de los síntomas de manchas hundidas de
119
color oscuro que produce acérvulos con setas oscuras y conidios hialinos curvados.
Albornett y Sanabria ( 1994) reportan que C. gloeosporioides es considerado como patógeno que afecta internamente a los frutos mientras que C. dematium puede ser considerado como patógeno superficial. Por su parte, Doihara y Silva (2003) también reportan a C. gloeosporioides y C. dematium dentro de los hongos que causan pudriciones en los frutos de papaya en Brasil. Sin embargo, la prueba de patogenicidad fue negativa para C. dematium.
Los resultados de los postulados de Koch confirman que C. dematium no sólo fue aislado de síntomas de antracnosis, sino que también causa estos síntomas cuando se inoculan en frutos de papaya Maradol , por lo tanto, no es un hongo secundario en las lesiones de antracnosis, aunque su presencia es menos frecuente que la de C. gloeosporioides.
Los resultados de las pruebas de sensibilidad in vitro mostraron que el benomilo no es efectivo contra ninguna de las dos especies de Colletotrichum. Desde hace varios años se ha reportado que Col/etotrichum ha desarrollado resistencia hacia los bencimidazoles, grupo al cual pertenece el benomilo (Waller, 2004) . Además , la fecha de revocación de benomilo por parte de EPA fue en enero de 2008 y se espera que para entonces, este fungicida ya no sea comercializado. Otro fungicida del grupo de los bencimidazoles es el thiabendazole, aunque tiene tolerancia EPA vigente y se ha reportado buen control de Col/etotrichum en papaya Maradol (PérezCarrillo y Yahia, 2003) no es recomendable su uso ya que también se ha reportado el desarrollo de resistencia . Tavares y Souza (2005) encontraron que C. gloeosporioides fue tolerante a los fungicidas thiabendazole y metil tiophanato, ambos pertenecientes al grupo de los bencimidazoles, debido a que el crecimiento del micelio y la germinación de los conidios no fueron afectados en presencia de estos productos.
Colletotrichum gloeosporioides mostró sensibilidad hacia las estrobilurinas ya que tanto azoxystrobin como tryfloxystobin inhibieron su desarrollo in vitro, en cambio, estos fungicidas no inhibieron el crecimiento de Col/etotrichum dematium. Esta diferencia en la sensibilidad hacia las estrobilurinas podría ser la explicación del
120
por qué en ocasiones el uso de azoxystrobin en las empacadoras no proporciona un buen control de antracnosis, la razón puede deberse en parte a que además de C. g/oeosporioides también se encuentre C. dematium, el cual no sensible a las estrobilurinas.
El control observado con los fungidas Courier y Daconil permite proponer su uso para el manejo de antracnosis en campo. El control de estos productos no es tan eficiente en comparación al prochloraz pero ejercen control contra las dos especies de Col/etotrichum y los dos tienen tolerancia EPA. De esta forma, se pueden utilizar en precosecha y reservar el uso de las estrobilurinas para poscosecha como estrategia para reducir el riesgo de desarrollo de resistencia y por cuestiones económicas dado que ferbam y cloroalonil tienen precios mucho menores que azoxystrobin y tryfloxystrobin .
Solano y Arauz (1995) evaluaron la aplicación de varios fungicidas en campo sobre la incidencia de antracnosis en poscosecha, encontraron que el clorotalonil fue el fungicida que proporcionó una menor incidencia y menor porcentaje de área enferma, lo cual concuerda con los resultados obtenidos.
El efecto de los inductores de resistencia fue muy limitado. En los ensayos de sensibilidad in vitro no se observó respuesta con ninguno de los inductores de resistencia evaluados. Contrario al reporte de Kelemu et al. (2004) , donde se observó respuesta al extracto de semillas de Clitoria.
El quitosano y el benzothiadiazole no mostraron potencial para el control de antracnosis en los experimentos con frutos inoculados artificialmente o con la infección proveniente desde campo. El ácido salicílico aplicado solo tampoco dio buenos resultados, sin embargo, en el trabajo preliminar, las aplicaciones de la combinación de ácido salicílico + azoxystrobin , ácido salicílico + trifloxystrobin y benzothiadiazole + tryfloxystrobin presentaron promedios de área dañada por fruto menores de 25 cm2 cuando la mayoría de los tratamientos presentaron promedios de área dañada por arriba de 60 cm2
. Esta respuesta se consideró prometedora para seguir evaluando la combinación de inductores de resistencia con fung icidas, razón por la cual , se trabajó con la combinación del ácido salicílico con azoxystrobin y prochloraz.
12 1
La combinación de ácido salicílico con prochloraz dio buenos resultados, el área afectada fue incluso menor que con la aplicación del fungicida sin el inductor, sin embargo, esta respuesta no fue constante. Como es sabido, el ácido salicílico es una molécula señal , que puede desencadenar una serie de respuestas relacionadas con el sistema de defensa de la planta . El mecanismo de acción del prochloraz se centra en la afectación de la síntesis del ergosterol de los hongos y da un buen control de Colletotrichum. Es posible que la aplicación del ácido salicílico desencadene una leve respuesta de defensa que en sinergismo con prochloraz logre dar un mejor control de Col/etotrichum en condiciones de baja colonización de los frutos , tal como pudiera ser el caso del ensayo realizado en noviembre. Sin embargo, esta respuesta de defensa pudiera no ser lo suficientemente fuerte para actuar en sinerg ismo con el fungicida cuando la cantidad de inóculo es muy elevada, tal como pudo haber sido el caso del ensayo de agosto.
El fungicida prochloraz dio el mejor resultado en el control de las dos especies de Colletotrichum, tanto en los ensayos in vitro como en las evaluaciones con frutos inoculados y con frutos infestados desde campo. El control de este fungicida sobre Colletotrichum también ha sido reportado por Arauz et al. (1996) y Zavala et al. (2005) . Sin embargo, este producto no está autorizado para su uso en papaya por la, CICOPLAFEST, ni por PMRA, ni por EPA. Esto limita su recomendación para su uso en poscosecha tanto para mercado nacional como para la exportación hacia los Estados Unidos y Canadá.
3.6. CONCLUSIONES
En el estado de Yucatán se encuentran, al menos, dos especies de Colletotrichum que causan antracnosis en papaya Maradol. Estas especies fueron identificadas como Colletotrichum gloeosporioides y Colletotrichum dematium.
Las estrobilurinas azoxystrobin y trifloxystrobin controlaron el desarrollo de C. gloeosporioides pero no tuvieron efecto contra C. dematium.
122
Los fungicidas ferbam y clorotalonil pueden ser utilizados en el control de antracnosis en Yucatán a nivel de campo, ya que ejercen control contra las dos especies de Colletotrichum encontradas, tienen registro de CICOPLAFEST para su uso en papaya en México y
.tienen tolerancia EPA. El uso de las estrobilurinas debe restringirse al tratamiento poscosecha y no usarse en aplicaciones precosecha.
El efecto de los inductores de resistencia fue muy limitado, la combinación de ácido salicílico con el fungicida prochloraz dio resultados prometedores pero no fueron constantes.
El fungicida prochloraz dio el mejor resultado en el control de las dos especies de Col/etotrichum tanto en los ensayos in vitro como en las evaluaciones con frutos inoculados y con frutos infestados desde campo. Sin embargo, su recomendación para el control de antracnosis está limitada debido a que no está autorizado para su uso en papaya por la CICOPLAFEST ni por EPA.
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126
Capítulo 4
Efecto del control químico de antracnosis sobre la calidad del fruto
4.1. INTRODUCCIÓN
Tanto la incidencia como la severidad de la antracnosis reduce la vida de anaquel de los frutos de papaya, debido a que modifica los componentes de calidad hasta hacerlo inadecuado para su consumo en fresco. La afectación del aspecto de los frutos puede causar que éstos se vendan a precios menores y en consecuencia se tengan pérdidas económicas (Cristóbal et al., 2006).
Aunque se reconoce que la antracnosis afecta la calidad del fruto , no hay datos que cuantifiquen numéricamente la magnitud de esta afectación. La mayoría de los reportes de los daños de antracnosis en los frutos de papaya son del tipo descriptivo. Estos reportes describen la afectación de la apariencia de los frutos como decoloración superficial de color café en la cáscara de la fruta (Durán y Mora, 1987a), manchas amarillentas, manchas hundidas de color oscuro o rosa-salmón , manchas de color chocolate y el "pelado de fruta" (Domínguez, 2006; Tun-Suarez 1999).
Los reportes que cuantifican la afectación de la antracnosis sobre los atributos de calidad de papaya son escasos. Entre éstos se encuentra el trabajo. de Acosta Ramos (1997) , quien evaluó afectación de antracnosis sobre la calidad de frutos de papaya Maradol, inoculados con Colletotrichum gloeosporioides. Encontró que los frutos inoculados tuvieron mayor pérdida de firmeza , pero no encontró diferencias en la pérdida de peso del fruto , ni en el ángulo de tono e índice de saturación del color, ni en la concentración de ácido málico, ácido ascórbico y sólidos solubles totales.
La presencia de defectos en los frutos es considerado como referencia para la clasificación de categorías de calidad . La norma mexicana NMX-FF-041-SCFI-2007 establece que los frutos de
127
papaya de categoría primera deberán carecer de defectos provocados por virosis de la mancha anular y/o antracnosis . La presencia de defectos en la cáscara hace que los frutos se clasifiquen dentro de la categoría segunda, siempre y cuando no excedan del 7 % de la superficie total de la cáscara del fruto y no afecten a la pulpa en más del 7 %, ni su sabor característico.
El control de las enfermedades poscosecha es esencial para mantener la calidad y vida útil de los frutos . Pero las medidas de control no deben modificar su fisiología ni afectar otros atributos de la calidad . Este trabajo pretende estudiar si los productos que pueden controlar la antracnosis, tienen efecto sobre la calidad del fruto. Sobre todo porque ha habido un cambio muy importante en el número y tipo de fungicidas para el control de antracnosis.
4.2. OBJETIVOS
Cuantificar el efecto de la antracnosis sobre los atributos de calidad de frutos de papaya Maradol.
Evaluar el efecto de las medidas de control químico de antracnosis sobre la calidad del fruto.
4.3. MATERIALES Y MÉTODOS
4.3.1. Efecto de la antracnosis sobre los atributos de calidad de frutos de papaya Maradol.
De un lote de frutos que se utilizaron para determinar el efecto del control de antracnosis sobre la calidad del fruto en mayo de 2007, se seleccionaron nueve frutos que se clasificaron en tres grupos de tres frutos cada uno, de acuerdo con la severidad de la antracnosis .
Los frutos del grupo A presentaron varias manchas pequeñas superficiales, los frutos del grupo B presentaron pocas manchas
128
pequeñas superficiales y una mancha grande superficial , y los frutos del grupo C presentaron pocas manchas superficiales y con una mancha grande hundida con daño visible en la pulpa .
El daño de antracnosis se estimó mediante el número de manchas y el área afectada. Para medir el área afectada se utilizó la escala de siete grados de severidad de acuerdo con el Cuadro 3.1 O descrito en el capítulo 3.
El color de la pulpa se midió con un colorímetro Minolta modelo CR-200 en seis áreas del fruto donde no se encontraban manchas de antracnosis y una lectura en la zona afectada. Después de evaluar el color se tomaron muestras de la pulpa para determinar el contenido de sólidos solubles totales con un refractómetro digital A T AGO Palette PR-101 a .
4.3.2. Efecto de las medidas de control químico de antracnosis sobre la calidad del fruto
Para determinar el efecto del control de antracnosis sobre la calidad del fruto , se utilizaron tres de los ensayos que se establecieron para evaluar el efecto de fungicidas e inductores de resistencia sobre la antracnosis. Estos trabajos corresponden a los ensayos establecidos en mayo de 2007, agosto de 2007 y febrero de 2008, los cuales fueron descritos en el capítulo 3.
En el primer ensayo se evaluaron los fungicidas azoxystrobin y prochloraz, y los inductores benzothiadiazole, ácido salicílico y quitosano. El fungicida prochloraz se evaluó en combinación con los inductores quitosano y ácido salicílico. En el primer caso, el fungicida se aplicó por inmersión y luego de que los frutos se secaron se asperjó quitosano, en el segundo caso, el fungicida se disolvió en la solución preparada con el ácido salicílico. El tiempo de inmersión de los frutos fue de 2 minutos. Se utilizaron cuatro frutos por tratamiento, teniendo un total de 32 frutos en el experimento. Las dosis de los fung icidas se presentan en el Cuadro 4.1.
129
Cuadro 4.1.- Productos y dosis de fungicidas e inductores de resistencia aplicados en poscosecha a frutos de papaya Maradol para el control de antracnosis.
Tratamiento Dosis Método de aelicación
Agua (Control)
Azoxystrobin 250 mg/L Inmersión
Prochloraz 0.112mg/L Inmersión
Quitosano 2.0 g/L Aspersión
Benzothiadiazole 0.06 g/L Inmersión
Ácido salicílico 1 x 10-8 M Inmersión
· Prochloraz + quitosano 0.112 mg/L +2 g/L Inmersión +Aspersión
Ácido salicilico + prochloraz 1 x 10-a M + 0.112 mg/L Inmersión
En los siguientes dos ensayos se evaluó la aplicación del ácido salicílico, los fungicidas azoxystrobin y prochloraz y la combinación del ácido salicílico con los fungicidas mencionados.
Las dosis evaluadas se presentan en el Cuadro 4.2. En cada ensayo se utilizaron 5 frutos por tratamiento. Los productos se disolvieron en agua destilada (pH 5.5) , cada fruto se dejó en inmersión por 2 minutos en la solución correspondiente. Los frutos se envolvieron en papel revolución y se almacenaron a 24 °C y 70 % de humedad relativa hasta alcanzar la madurez de consumo.
El color de la cáscara de midió diariamente, desde la aplicación de los tratamientos hasta que los frutos alcanzaron la madurez de consumo. Cuando los frutos llegaron a esta etapa , se cuantificó el daño de antracnosis, color de pulpa y el contenido de sólidos solubles totales.
A los resultados de color y contenido de sólidos solubles totales se les realizó un análisis de varianza (diseño completamente al azar) usando el programa Statgraphics plus 4.1 (Statistical Graphics Corp.). Las medias se compararon con la prueba de Tukey (p:50 .05) .
130
Cuadro 4.2.- Productos y dosis aplicados a frutos de papaya Maradol en poscosecha para el control de la antracnosis proveniente de campo. Agosto 2007 y febrero 2008.
TRATAMIENTO DOSIS
Agua (Control)
Azoxystrobin
Prochloraz
Acido Salicílico
Acido Salicílico + azoxystrobin
Acido Salicílico + prochloraz
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250 mg/L
0.112mg/L
1 X 10"8 M
1 x 10-a M+ 250 mg/L
1 x 10·8 M+ 0.112 mg/L
4.4. RESULTADOS
4.4.1. Efecto de la antracnosis sobre los atributos de calidad de frutos de papaya Maradol
Los frutos del grupo A tuvieron en promedio 118 manchas superficiales abarcando una superficie afectada de 30. 7cm2
. La porción de la pulpa de la parte sana tuvo un contenido de sólido solubles totales de 11 .2 °8rix mientras que en la porción de la pulpa de la zona afectada se obtuvo 10.7 °8rix, con lo cual , la afectación por antracnosis fue de 0.5 °8rix (Cuadro 4.3) .
En el grupo 8 los frutos. tuvieron en promedio 7.1 cm 2 de área afectada con 2 manchas superficiales y una mancha ligeramente hundida de 2. 7 cm de diámetro. En el contenido de sólidos solubles totales, la diferencia entre la zona afectada y la zona sin antracnosis también fue de 0.5 °8rix.
En el grupo C los frutos tuvieron en promedio 14.3 cm2 de área afectada con 31 manchas. Aunque estos valores son mayores que los observados en los frutos del grupo 8, la afectación en los sólidos solubles se dio en la zona de la pulpa cercana a la mancha hundida donde únicamente se obtuvo 9 °8rix, mientras que en las porciones sanas de la pulpa se obtuvo 11 °8rix. ·
Cuadro 4.3.- Afectación de los sólidos solubles totales en frutos de ~a~a:ra Maradol con diferente grado de antracnosis .
Daño de antracnosis
1
Sólidos solubles totales 0Brix Número Área Promedio Pulpa sin Pulpa con Diferencia
manchas Dañada por fruto daño en la daño en la cm2
1 cáscara cáscara Grupo A 118 ± 29.5 30.7 ± 3.95 11 .0 ± 0.25 11 .2 ± 0.20 10.7±0.10 -0.5
Grupo B 3 ± 2.0 7.1 ± 1.25 11 .5 ± 0.06 11 .6 ± 0.10 11 .1 ± 0.40 -0.5
Grupo C 31 ± 20.0 14.3 ± 7.00 10.7 ± 0.12 11 o± 0.29 9.0 ± 0.17 -2 .0
132
En el caso del color de la pulpa, en los frutos de los grupos A y 8 , los valores fueron similares entre la porción sana y la porción con daño de antracnosis· en la cáscara . En cambio, en los frutos del grupo C, la pulpa presentó un incremento de 4.4 puntos en la luminosidad (valor L *), y reducciones en los valores a* y b* que llegaron a 16.2 y 5.0 puntos, respectivamente. Por lo anterior, la pulpa afectada fue más clara, menos roja y tuvo menor intensidad del color (Cuadro 4.4).
Esto muestra que las manchas superficiales, pequeñas o grandes, no afectan la pulpa. Sin embargo, cuando la enfermedad avanza hacia adentro de la fruta , la pulpa se ve afectada en el color y en el contenido de sólidos solubles totales.
Cuadro 4 .4 .- Afectación del color de la pulpa de frutos de papaya Maradol con diferente grado de antracnosis.
Escala Promedio Pulpa sin Pulpa con
de color por fruto daño en la daño en la Diferencia cáscara cáscara
L* 44.9 ± 0.50 46.2 ± 0.55 43.6 ± 2.20 -2 .6
a* 31.5 ± 0.50 32.1 ± 0.21 30.9±1 .15 -1.2
Grupo b* 34.2 ± 0.90 35.0 ± 0.30 33.4 ± 0.55 -1 .6 A
Tono (0 Hue) 47.3 ± 0.33 47.4 ± 0.42 47.2 ± 1.50 -0.2
Saturación 46.5 ± 1.00 47.5±0.10 45.5 ± 0.35 -2.0
L* 48.0 ± 0.26 48.5 ± 0.35 45.3 ± 0.70 -3.2
a* 31 .5 ± 0.50 30.9 ± 1.05 33.0 ± 0.70 +2.1
Grupo b* 35.8 ± 0.90 35.8 ± 1.05 35.4 ± 0.40 -0.4 B
Tono (0 Hue) 48.6 ± 0.27 49.2 ± 1.80 47.0 ± 0.89 -2 .2
Saturación 47.7 ± 1.00 47.3 ± 0.11 48.4 ± 0.20 +1 .1
L* 48.0 ± 0.40 47.4 ± 0.40 51.8 ± 0.20 +4.4 . a* 27.1 ±0.75 29.4 ± 1.15 13.2±1.31 -16.2
Grupo b* 36.0 ± 0.40 36.7 ± 0.75 31 .7±1 .45 - 5.0 e
Tono (0 Hue) 53.0 ± 0.14 51 .3±1 .63 67.3 ± 2.83 +16.1
Saturación 45.0 ± 0.77 47.0 ± 0.15 34.3 ± 0.90 -12.7
13J
4.4.2. Efecto de las medidas de control químico de antracnosis sobre la calidad del fruto
En el primer ensayo (mayo 2007) , la luminosidad de la cáscara se incrementó en todos los tratamientos. El incremento del valor de L * fue de de 36.1 puntos en promedio al inicio de la maduración , a 54.4 puntos a los 16 días después de la aplicación de los tratamientos. Todos los tratamientos se comportaron en forma similar (Figura 4.1A) .
El color amarillo también tuvo un incremento durante el periodo de maduración. Todos los tratamientos se comportaron en forma similar, en promedio, el incremento fue de 32 a 53.6 puntos del valor de b*.
El color rojo y el ángulo de tono del color, representados por los valores de a* y los grados Hue, presentaron diferencias desde el día 5 (Figura 4.1 B y D).
Tomando en consideración los resultados del capítulo 3, que indican que cuando el valor a* de la cáscara presenta el valor negativo más cercano al cero coincide con el pico climatérico , podemos asumir que el pico climatérico se presentó en un lapso de 3 días en los tratamientos evaluados. Después del pico climatérico, los valores de a* presentaron mayor variación. Los frutos del tratamiento control tuvieron la menor vida útil (13 días) mientras que los frutos tratados con azoxystrobin y con ácido salicílico+prochloraz, tuvieron la mayor vida útil (17 días) . Los frutos tratados con quitosano presentaron los promedios más bajos del valor de a* y del tono (Figura 4.1 B y D) .
134
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1 2 3 4 5 6 7 6 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
DAS I:ESF\.ÉS CE LA .AFIJCACICN CE LOO TRATM'IENTOS
Figura 4.1.- Color de la cáscara de frutos de papaya Maradol durante su maduración poscosecha, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración . Mayo 2007. (A) Valor L *, (B) valor a*, (C) valor b*, (D) ángulo de tono. Las dosis de los productos se presentan en el cuadro 4.1 .
135
~
Cuando los frutos alcanzaron la madurez de consumo, los valores de L *, b*, y saturación del color de la cáscara fueron muy similares entre los tratamientos, sin presentar diferencia estadística entre tratamientos. En cambio, los frutos tratados con quitosano presentaron el menor valor a* y el mayor valor de tono, lo cual significa que el color de la cáscara tuvo menor componente rojo por lo que tono fue menos anaranjado (Cuadro 4.5) .
El color de la pulpa siguió la misma tendencia que el color de la cáscara. Los frutos tratados con quitosano tuvieron la pulpa menos roja , sin embargo, la diferencia no fue estadísticamente diferente a los promedios de los otros tratamientos (Cuadro 4.6) . En el contenido de sólidos solubles totales, los valores más bajos de Brix se encontraron en los frutos tratados con quitosano, seguido del tratamiento control , en los demás tratamientos el rango varió de 10.5 a 11 .2 °8rix.
Cuadro 4.5.- Color de la cáscara de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fung icidas e inductores de resistencia a l inicio de su maduración . Ma~o 2007.
Tratam iento L• a• b. Tono
(NS) (NS) (0 Hue)
Control 60.0 ± 2.20 11.4±2.78 ab 54.8 ± 3.44 78.2 ± 2.79 ab
Azoxystrobin 59.5 ± 0.60 9.9 ± 2.90 ab 52.5 ± 2.72 79.2 ± 3.41 ab
Prochloraz 59.7 ± 0.67 6.9 ± 4.06 ab 54.1 ± 0.48 82.7±4.18 ab
Quitosano 58.2 ± 0.78 4.1 ± 5.53 b 52.2 ± 1.65 85.5 ± 5.99 b
Benzothiadiazole 59.6 ± 1.04 7.8 ± 2.80 ab 53.5 ± 1.88 81 .6±3.19ab
Ácido salicílico 58.5 ± 1.62 11 .6 ± 4.07 ab 51 .2 ± 2.63 77 .0 ± 4.93 ab
Prochloraz + quitosano 59.7 ± 0.79 8.0 ± 4.78 ab 54.4 ± 1.69 81 .6 ± 4.95 ab
Salicílico + prochloraz 59.1 ±1 .43 12.8 ± 1.56 a 52.4 ± 2.34 76.2±2.12 a
P romedios de 5 frutos ± desv. estándar. Los valores con la misma letra son
estadísticamente iguales {Tuckey 0.05) NS: diferencia estadística no s ignificativa . Las dosis de los productos se p resentan e n e l C uadro 4 .1.
136
Saturación (NS)
56.0 ± 3.51
53.5 ± 2.40
54.7 ± 0.90
52.6 ± 1.84
54.1±1 .50
52.7 ± 1·. 79
55.1 ± 1.60
54.0 ± 2.01
Cuadro 4.6.- Color de la pulpa y contenido de sólidos solubles totales (0 Brix) de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Mayo 2007
Tratamiento L* a* (NS) (NS)
b* (NS)
Tono (o Hue) Saturación
NS) (NS) BRIX (NS)
Control 49.3 ± 2.73 28.1 ± 0.97 36.8 ± 2.70 52.5 ± 2.48 46.3 ± 2.02 10.1 ± 0.54
Azoxystrobin 48.0 ± 1.74 30.5 ± 1.91 35.4 ± 1.98 49.2 ± 2.74 46.8 ± 1.59 11 .0 ±0.34
Prochloraz 49.1 ± 1.82 29.2 ± 3.19 36.1±1 .34 51 .0±3.14 46.5 ± 2.39 11 .1 ± 0.63
Quitosano 51 .9 ± 6.69 24.9 ± 7.02 35.1 ± 0.96 55.2 ± 8.05 43.4 ± 3.97 10.0 ± 1.16
Benzoth iadiazole 49.0 ± 1.84 28.7 ± 2.84 36.2 ± 2.25 51 .6 ± 2.42 46.3 ± 3.08 11 .3 ± 0.46
Ácido salicílico 49.5 ± 3.98 28.7±1 .95 35.6 ± 1.85 51 .1 ± 3.20 45.7 ± 0.84 10.4±1 .02
Prochloraz + quitosano 50.9 ± 2.39 29.7 ± 2.21 37.2 ± 0.95 51 .4 ± 2.08 47.6 ± 1.67 10.9 ± 0.52
Salicllico + prochloraz 49.6 ± 1.16 30.0 ± 2.14 35.8 ± 0.71 50.0 ± 1.96 46.7 ± 1.59 11 .2 ± 1.07
Promedios de 5 frutos ± desv. estándar. NS: diferencia estad ística no significativa . Las dosis de los productos se presentan en el Cuadro 4.1.
En los ensayos de agosto de 2007 y febrero de 2008, se evaluó la aplicación del ácido salicílico, los fungicidas azoxystrobin y prochloraz y la combinación del ácido salicílico con estos dos fungicidas .
En la cáscara de los frutos de los dos ensayos, la luminosidad (L *), el color rojo (a*) y el amarillo (b*) , presentaron la tendencia normal de incrementarse conforme avanzó el proceso de maduración (Figura 4.2). Estos incrementos fueron de 44.9 a 58.7 en el valor deL *; de-15.0 a +1 0.2 en el color rojo (a*) y de 30.3 a 53.5 el amarillo (b*) . El tono del color descendió de 116.3 a 79 °Hue, lo cual significa que el color de la cáscara fue del verde amarillento al anaranjado.
En el ensayo de agosto de 2007, la vida útil de los frutos de los tratamientos control y los frutos tratados con ácido salicílico fue de 15 y 14 días respectivamente. Los frutos tratados con prochloraz y con la combinación de ácido salicílico + prochloraz tuvieron una vida útil de 17 días.
En el ensayo de febrero de 2008, los frutos tratados con ácido salicílico y la combinación del ácido salicílico con el fungicida azoxystrobin tuvieron una vida útil de 15 y 16 días respectivamente.
137
La vida de útil de los frutos control fue de 17 días y la de los demás tratamientos fue de 19 días.
Cuando los frutos llegaron a la madurez de consumo, no se encontraron diferencias estadísticas entre los tratamientos en el color de la cáscara (cuadros 4. 7 y 4.8) ni en el color de la pulpa , ni en el contenido de sólidos solubles totales (cuadros 4.9 y 4.1 0).
138
AGOSTO 2007 FEBRERO 2008
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olAS OESPUI:S DE LA APliCACióN DE LOS TRATAMIENTOS
Figura 4.2.- Color de la cáscara de frutos de papaya Maradol durante su maduración poscosecha, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. (A) Valor L *, (B) valor a*, (C) valor b*, (D) ángulo de tono, en agosto de 2007. (E) Valor L *, (F) valor a*, (G) valor b*, (H) ángulo de tono, en febrero de 2008. Las dosis de los productos se presentan en el Cuadro 4.2.
139
Cuadro 4.7.- Color de cáscara de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo después del ser tratados con fungicidas y ácido salicílico al inicio de su maduración. Agosto 2007.
L* a* b* Tono Saturación (NS) (NS) (NS) (
0 Hue) (NS) (NS Control 58.8±1 .14 10.0 ± 2.32 53.8 ± 1.52 79.4 ± 2.56 54.8 ± 1.33
Azoxystrobin 58.6 ± 1.49 10.6 ± 4.01 53.4 ± 2.11 78.7 ± 4.44 54.6 ± 1.71
Prochloraz 58 .8 ± 2.80 10.8 ± 2.78 53.3 ± 3.23 78.4 ± 3.39 54.4 ± 2.76
Salicílico 58.8 ± 2.23 10.9 ± 3.13 52 .5 ± 3.40 78.1 ± 3.93 53.8 ± 2.80
Salicílico + azoxystrobin 58.5 ± 0.64 11 .1 ±2.52 52 .6 ± 1.37 78.0 ± 2.64 53.9 ± 1.42
Salicílico + prochloraz 56.9 ± 2.09 10.6 ± 5.31 49.8 ± 2.54 77.9 ± 6.09 51.1±2.40
Promedios de 5 frutos ± desv. estándar. NS: diferencia estadística no sign ificativa . Las dosis de los productos se presentan en el Cuadro 4.2.
Cuadro 4 .8.- Color de cáscara de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo después del ser tratados con fungicidas y ácido salicílico al inicio de su maduración. Febrero 2008.
L* a• b* Tono Saturación
(NS) (NS) (NS) (
0 Hue) (NS)
NS Control 58 .7 ± 2.29 10.9 ± 3.98 54.1 ± 2.92 78.4 ± 4.50 55.3 ± 2.33
Azoxystrobin 59.5 ± 0.85 5.7 ± 0.76 55.6 ± 2.51 84.0 ± 1.06 55.9 ± 2.42
Prochloraz 58.0 ± 1.68 10.0 ± 2.92 53.5 ± 2.73 79.3 ± 2.93 54.5 ± 2.84
Salicílico 58.1 ± 1.18 9.4 ± 4.36 51.7±3.41 79.5 ± 5.33 52 .7 ± 2.56
Salicílico + azoxystrobin 58.1 ± 1.60 10.4±5.14 53 .0 ± 2.71 78.8 ± 5.75 54 .2 ± 2.00
Salicílico + prochloraz 58.2 ± 2.25 14.3 ± 4.47 53 .7 ± 3.88 74.9 ± 5.01 55.7 ± 3.26
Promedios de 5 frutos ± desv. estándar. NS: diferencia estadística no significativa. Las dosis de los productos se presentan en el Cuadro 4.2.
140
Cuadro 4 .9 .- Color de la pulpa y contenido de sólidos solubles totales de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración . Agosto 2007.
L* (NS)
Tono Saturación
(oHue) (NS) (NS)
a* b* (NS) (NS)
Control 50.7 ± 3.43 26.9 ± 2.67 35.8 ± 1.90 53.0 ± 2.93 44.9 ± 2.33
Azoxystrobin 49.5 ± 1.67 28.4 ± 1.91 36.4 ± 0.99 52.0 ± 1.83 46.2 ± 1.58
Prochloraz 47.2 ± 2.72 27.9 ±4.83 34 .8±3.15 51.4±4.12 44.7 ± 4.86
Salicílico 48 .5 ± 1.75 28.0 ± 1.85 35.7 ± 2.12 51 .9±1 .24 45.4 ± 2.64
Salicílico + azoxystrobin 49.2 ± 2.20 26.2 ± 2.37 35.0 ± 1.01 53.2 ± 2.91 43.8 ± 1.27
Salicílico + prochloraz 49.8 ± 2.20 27.1 ± 2.57 36.1 ± 1.31 53.0 ± 3.51 45.2 ± 0.84
Promedios de 5 frutos ± desv. estándar. N S : diferencia estadística no significativa . Las dosis de los productos se presentan en el Cuadro 4 .2.
Brix (NS)
10.1±0.88
11 .2 ± 0.46
11 .3 ± 1.70
10.7 ± 0.70
10.5 ± 0.79
11.3±0.45
Cuadro 4 .1 0.- Color de la pulpa y contenido de sólidos solubles totales de frutos de papaya Maradol en la madurez de consumo, después de ser tratados con fungicidas e inductores de resistencia al inicio de su maduración. Febrero 2008.
L* a• b* Tono Saturación Brix
(NS) (NS) (NS) (0 Hue) (NS) (NS) (NS)
Control 49.1 ± 2.94 25.9 ± 1.88 38.5 ± 1.59 56.0 ± 2.95 46.5 ± 0.57 10.7 ± 0.88
Azoxystrobin 51 .0 ± 0.92 23.5 ± 1.08 36.5 ± 0.03 57.1±1 .22 43.5 ± 0.56 10.4±1 .21
Prochloraz 50.3 ± 1.11 26.4 ± 1.18 36.8 ± 0.59 54.3 ± 1.11 45.3 ± 0.99 10.0 ± 1.87
Salicílico 48.0 ± 4.88 26.1 ± 1.24 36.0 ± 2.77 53.9 ± 3.38 44.5 ± 1.51 10.9 ± 0.65
Salicílico + azoxystrobin 49.8 ± 1.90 25.4 ± 2.55 35.6 ± 1.44 54.4 ± 2.93 43.8 ± 1.91 10.9 ± 0.47
Salicíl ico + prochloraz 49.5 ± 1.39 24.9 ± 0.07 38.0 ± 1.54 56.7 ± 1.05 45.5 ± 1.30 10.8 ± 0.69
Promedios de 5 frutos ± desv. estándar. NS: diferencia estadística no significativa . Las dosis de los productos se presentan en el Cuadro 4.2.
141
4.5. DISCUSION
La apariencia es el primer contacto que tienen los consumidores con los productos frescos e influye en su decisión de comprar o no un producto. La apariencia no solo incluye la uniformidad en tamaño, forma y color sino también la ausencia de defectos y enfermedades (Aked, 2000; Kader, 2001 ). Por lo tanto, la presencia de defectos en la cáscara del fruto de papaya provocados por enfermedades hace la diferencia entre la clasificación de los frutos. La categoría primera no acepta estos defectos, la presencia de cualquier tipo de defectos hace que los frutos se clasifiquen dentro de la segunda categoría , siempre y cuando no afecten a la pulpa y no excedan del 7 % de la superficie de la cáscara del fruto (norma mexicana NMX-FF-041-SCFI-2007) .
Los resultados de los estudios del efecto de la antracnosis sobre la calidad del fruto muestran que las manchas superficiales (grandes o pequeñas) no afectan el color de la pulpa , ni el contenido de sólidos solubles totales de la pulpa . Esto es importante porque los frutos que excedan el 7 % de la superficie dañada con antracnosis quedan fuera de la categoría primera, de acuerdo a la norma mexicana. Sin embargo, la pulpa de estos frutos podría ser utilizada para productos de mínimo procesado, a pesar de tener dichos defectos en la cáscara. Aunque para dar esta recomendación , es necesario hacer los trabajos pertinentes.
Cuando la enfermedad avanza en la pulpa, la afectación se da no sólo por el mecanismo de la maceración de la pared celular por medio de endopectinliasas, reportado por Bailey et al. (2004) , sino probablemente también por la descomposición de carotenoides y por el proceso de pudrición en general.
En las manchas hundidas, la afectación en el contenido de sólidos solubles totales puede ser hasta de 2 °Brix, lo cual se ve reflejado en el sabor. En cuanto a la apariencia, la pulpa se ve afectada no solo en el tono del color (de cerca de 50 a 67 °Hue) lo que significa que la pulpa cercana al sitio de infección es menos anaranjada, sino que también la intensidad del color se ve reducida en casi 13 puntos. Lo
142
anterior, hace que la pulpa de estos frutos no es conveniente para ser utilizada en productos de mínimo procesado.
El quitosano modificó la calidad de los frutos . La cáscara fue menos roja y la pulpa se vio ligeramente afectada en el contenido de sólidos solubles totales, además, se redujo la vida útil de los frutos . En parte, estos resultados concuerdan con los reportes de Hernández et al. (2001) ya que estos autores encontraron que los frutos de papaya tratados con quitosano presentaron menor porcentaje de sólidos solubles totales que los frutos sin tratamiento. Dado que el quitosano afectó la calidad y no tuvo efecto sobre el control de antracnosis, su uso en poscosecha no es recomendable para papaya Maradol.
Los frutos tratados con ácido salicílico y los frutos control tuvieron la menor vida de anaquel en el ensayo de agosto 2007, como consecuencia de que estos tratamientos alcanzaron el pico climatérico desde el día 1 O y a que presentaron la mayor severidad de antracnosis. Los frutos control presentaron promedios de 161.3 manchas y 34.9 cm2 de área dañada, y los frutos tratados con ácido salicílico presentaron promedios de 101 .6 manchas y 18.89 cm 2 de área dañada (Figura 4.12). En el ensayo de febrero de 2008 los frutos tratados con ácido salicílico también tuvieron la menor vida de anaquel y la mayor severidad de antracnosis, 79.5 manchas por fruto con 68.5 cm2 de área dañada (Figura 4.12), los frutos control tuvieron en promedio 76.7 manchas por fruto, lo cual fue estadísticamente igual a los frutos tratados con ácido salicílico.
El adelanto en el día que se infiere el pico climatérico en los frutos tratados con ácido salicílico, parece deberse a la incidencia de antracnosis y no al efecto del ácido salicílico sobre el proceso de maduración, ya que los tratamientos de fungicidas combinados con el ácido salicílico no presentan este adelanto. Estos resultados contradicen observaciones preliminares que se tuvieron al inicio del proyecto, donde se pensó que la aplicación de ácido salicílico pudiera retrasar la maduración de papaya Maradol, así como los reportes que indican que en mango (Zainuri et al., 2001) y en plátano (Srivastava y Dwivedi , 2000) , el retraso se debe a la inhibición de biosíntesis de etileno. Como la afectación de los frutos con antracnosis puede modificar la tasa de producción de etileno, también es posible que los efectos del ácido salicílico sobre el retraso
143
en la maduración se hayan visto superados por el efecto de la severidad de antracnosis.
Exceptuando al tratamiento con quitosano, los tratamientos evaluados para el control de antracnosis no modificaron el color de la cáscara y de la pulpa de los frutos de papaya Maradol. Debido a que no se encontró que ninguno de los fungicidas hay afectado los componentes de apariencia ni el contenido de sólidos solubles totales, para la recomendación del manejo de la antracnosis se deberá considerar, los productos que ejerzan buen control y tengan registro de tolerancia EPA.
4.6. CONCLUSIONES
La antracnosis afecta negativamente la calidad del fruto dependiendo de la severidad del daño. El contenido de sólidos solubles totales puede reducirse 0.5 °8rix en las lesiones leves superficiales mientras que en los síntomas donde el daño avanza sobre la pulpa la afectación puede ser hasta de 2 °Brix. El color de la pulpa no se afecta cuando las lesiones son superficiales.
El tratamiento con quitosano afectó negativamente la calidad del fruto , tanto en el color de cáscara y pulpa como en el contenido de grados Brix.
Los fungicidas azoxystrobin y prochloraz no afectaron los componentes de color y sólidos solubles de los frutos de papaya Maradol. Los valores de color y grados Brix en la madurez de consumo de los frutos tratados con estos fungicidas son similares al tratamiento control.
144
4. 7. REFERENCIAS
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Cristóbal , A.J. , J. M. Tun Suárez, R. Méndez González (2006) Prevención y control integral de enfermedades. In: Paquete tecnológico de producción de papaya (Carica papaya L.), Cituk C.D.E. SEP-Instituto Tecnológico de Conkal, pp 33-37.
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Hernández, L. , B. Bautista, B. Montes, L. Bravo y M. Bosquez (2001) Evaluación del quitosano y extracto de semilla de papaya en el control de Colletotrichum gloeosporioides en el fruto de la papaya. IX Congreso SOMECH. Horticultura Mexicana. 8:160.
Kader, A. A. (2001) Quality assurance of harvested horticultura! perishables. Acta Horticulturae 553:51-56.
NMX-FF-041-SCFI-2007 (2007) Productos alimenticios no industrializados para consumo humano fruta fresca - papaya (Carica papaya L.) -Especificaciones (Cancela a la NMX-FF-041-Scfi-2003)
145
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Tun Suarez, J.M. (1999) Enfermedades del papayo (Carica papaya L. ) cv maradol. In: Seminario de Papaya Maradol 1999. Gobierno del Estado de Yucatán. Mérida, Yuc, 17 de noviembre de 1999, pp 49-52.
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146
Capítulo 5
Conclusiones generales y perspectivas
5.1. CONCLUSIONES
Este trabajo presenta dos vertientes. Por un lado se analizaron los componentes de calidad del fruto mientras que por otro, se evaluaron aspectos de la incidencia de antracnosis.
Los resultados de los trabajos de fisiología poscosecha permiten relacionar los cambios de color de la cáscara del fruto con la calidad y la vida de anaquel. Muestran que la papaya Maradol presenta un patrón de maduración que difiere de otras variedades de papaya reportadas. Por lo tanto, los índices de madurez desarrollados para otras variedades no son adecuados para su uso como estándares de calidad para Maradol , éstos deben ser desarrollados.
Los valores de los atributos de calidad estudiados (color, firmeza, sólidos solubles totales} , pueden ser utilizados como referencia para definir los estándares de calidad de acuerdo con el estado de madurez del fruto , especialmente los componentes de color de la cáscara, ya que no requieren del uso de muestreos destructivos.
Esta información se puede utilizar en muestreos que requiera pruebas medibles, con lo anterior se evitan subjetividades que se basen en estimaciones de porcentaje de área de color y se evitan ambigüedades en la descripción como "color y firmeza característicos".
La obtención de los valores que fijan el estado de madurez fisiológica permite determinar objetivamente, cuales frutos tienen la capacidad de alcanzar una adecuada madurez de consumo y cuales no madurarán debido a que fueron cosechados antes de esta etapa.
Debido a que las mediciones de la producción de etileno y C02 no son prácticas, ni sencillas de llevar a cabo como un índice de
147
maduración, el valor negativo de a* más cercano al cero en la cáscara el fruto, puede ser considerado como un indicador del momento que ocurre el pico climatérico. Con esto se puede predecir el tiempo que los frutos alcancen la madurez de consumo y por lo tanto, su vida útil.
Por su parte, los resultados de los estudios del efecto de la antracnosis sobre la calidad del fruto muestran que las manchas superficiales no afectan el color, ni el contenido de sólidos solubles totales de la pulpa. En cambio, en las manchas hundidas, se reduce el contenido de sólidos solubles totales hasta en 2 °Brix, además que la pulpa es menos anaranjada y el color es menos intenso. Esto puede servir como referencia para proponer que la pulpa de los frutos con manchas superficiales sea utilizada como fruta fresca cortada, mínimamente procesada o refrigerada.
Se encontraron dos especies de Colletotrichum que causan antracnosis: Colletotrichum gloeosporioides y Col/etotrichum dematium. Los resultados de los postulados de Koch confirman que C. dematium no es un hongo secundario en las lesiones de antracnosis sino que también es causante de la enfermedad.
Estas especies presentaron diferencia en la sensibilidad a fungicidas , · C. gloeosporioides mostró ser sensible a las estrobilurinas mientras que estos fungicidas no inhibieron el desarrollo in vitro de C. dematium.
El fungicida prochloraz dio el mejor resultado en el control de las dos especies de Col/etotrichum tanto en los ensayos in vitro como en las evaluaciones con frutos . Pero su recomendación está limitada debido a que no está autorizado en México para su uso en papaya por la CICOPLAFEST, ni está registrado para su uso en los Estados Unidos por EPA.
El efecto de los fungidas ferbam y clorotalonil no fue tan eficiente como prochloraz, pero controlaron a las dos especies de Colletotrichum. Como tienen registro de CICOPLAFEST y por parte de EPA, se propone que el manejo de la antracnosis en papaya Maradol se puede realizar alternando los fungicidas ferbam y clorotalonil en la etapa de precosecha, y utilizar azoxystrobin como parte del tratamiento poscosecha.
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El efecto de los inductores de resistencia en el control de Co/letotrichum fue muy limitado. Únicamente el ácido salicílico aplicado en combinación con prochloraz dio resultados prometedores pero no fueron constantes. El uso de quitosano modificó la calidad de los frutos y no ejerció control de la antracnosis.
Exceptuando al quitosano, los tratamientos evaluados para el control de antracnosis no modificaron la calidad del fruto de papaya Maradol , en términos del color de la cáscara , color de la pulpa, contenido de sólidos solubles totales y vida útil.
Por otra parte, se sugiere profundizar sobre el mecanismo de acción del ácido salicílico en combinación con otros fungicidas y el estudio de métodos de control de antracnosis diferentes al control químico, para reducir la dependencia de los fungicidas en el control de enfermedades poscosecha.
5.2. PERSPECTIVAS
El presente proyecto se desarrolló para obtener información que permita mejorar el manejo poscosecha de papaya Maradol en Yucatán. La información generada sobre la fisiología poscosecha resultaron útiles para la determinación de los estándares de calidad del fruto .
Los estándares de calidad del fruto de la variedad Maradol que establece la Norma Mexicana NMX-FF-041-SCFI-2007 están basados en el contenido de 0 Brix y la descripción subjetiva del color de la cáscara. Los valores de la escala CIELAB del color de la cáscara y pulpa que fueron determinados en este trabajo pueden ser útil para mejorar la norma haciéndola menos subjetiva . La realización de trabajos similares en otras regiones del país permitirá conocer si los resultados son reproducibles bajo otras condiciones de clima, suelo y época del año, de ser así, se puede proponer la inclusión de los estándares de calidad en la norma mexicana y en el pliego de condiciones para el sello de calidad.
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El uso del control qu1m1co de enfermedades sin realizar un diagnóstico previo , puede traer graves repercusiones. Parte del diagnóstico consiste en determinar cual es el agente causal de la enfermedad, o si hay más de una especie, como se encontró en este trabajo.
Por lo tanto, es importante continuar con los estudios sobre C. dematium y determinar su importancia como enfermedad. Debido a que tiene diferente sensibilidad a los fungicidas , se requiere conocer la época del año en la cual sus poblaciones son más altas, para así establecer mejores estrategias de control.
Como la calidad de los productos frescos no sólo se refiere a la apariencia , textura y valor nutritivo, sino que involucra la inocuidad alimentaria , es necesario realizar estudios para determinar el nivel de residuos tóxicos en los frutos que resulten de la aplicación correcta de los fungicidas.
El uso de fungicidas que controlan varias especies , pero que no son permitidos para su uso en papaya, o el uso de fungicidas permitidos pero a altas dosis, puede traer graves repercusiones, tal como el rechazo de los embarques por exceder los límites máximos de residuos permisibles.
Dado que los fungicidas del grupo de las estrobilurinas no controlan a C. dematium, y el fungicida prochloraz que controla a ambas especies no tiene registro para su uso en papaya, es importante promover entre los productrores de papaya el uso de los fungidas ferbam y clorotalonil en precosecha para reservar el uso de las estrobilurinas para poscosecha. Esta estrategia reduce el riesgo de desarrollo de resistencia por parte de los hongos.
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