Resumen
El chancro bacteriano causado por Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm), representa una de las amenazas más devastadoras para el cultivo de tomate. En este estudio se investigó la eficacia antimicrobiana de la fracción de acetato de etilo obtenida a partir del extracto soluble en acetona de hojas y flores de Salvia amarissima (EC-SA), así como de los diterpenoides amarissinina A (STJ-3) y amarissinina C (STJ-1), como posibles tratamientos biorracionales para el control de Cmm, comparándolos con un control químico tradicional. Mediante ensayos de inhibición in vitro, se observó que el diterpenoide STJ-1 de Salvia amarissima mostró la mayor actividad antimicrobiana de todos los tratamientos, a una concentración de 25 μg/mL. En condiciones de invernadero, el tratamiento con 25 μg/mL de STJ-1 de S. amarissima redujo en un 30% la incidencia y un 42% el índice promedio de la severidad del cáncer bacteriano en plantas de tomate respecto al testigo positivo. Los resultados indican que los extractos de S. amarissima, en particular el diterpenoide STJ-1, representan una alternativa biorracional prometedora para el control de Cmm en los cultivos de tomate. Estos extractos exhiben una eficacia superior a la proporcionada por los productos químicos tradicionales, ofreciendo una solución sostenible y efectiva en la lucha contra esta enfermedad.
Citas
Arauz, F. (1998). Fitopatología: un análisis agroecológico. San José, Costa Rica: Editorial de la Universidad de Costa Rica (EUCR). 469 páginas.
Bae, C., Han, S.W., Song, Y. R., Kim, B. Y., Lee, H. J., Lee, J. M., Yeam, I., Heu, S., & Oh, C.S. (2015). Infection processes of xylem-colonizing pathogenic bacteria: possible explanations for the scarcity of qualitative disease resistance genes against them in crops. Theoretical and Applied Genetics, 128(7), 219-1229. https://doi.org/10.1007/s00122-015-2521-1
Bautista E., Fragoso-Serrano M., Ortiz-Pastrana N., Toscano R. A., & Ortega, A. (2016). Structural elucidation and evaluation of multidrug-resistance modulatory capability of amarissinins A–C, diterpenes derived from Salvia amarissima. Fitoterapia, 114, 1–6. http://doi.org/10.1016/J.FITOTE.2016.08.007
Borboa-Flores, J., Rueda Puente, E. O., Acedo Félix, E., Ponce, J.F., Cruz, M., Grimaldo, J. O., & García Ortega, A. M. (2009). Detección de Clavibacter michiganensis subespecie michiganensis en el tomate del estado de Sonora, México. Revista Fitotecnia Mexicana, 32(4), 319-326. https://doi.org/10.35196/rfm.2009.4.319-326
Bozov, P., Penchev, P., Girova, T., & Gochev, V. (2020). Diterpenoid Constituents of Teucrium scordium L. Subsp. scordioides (Schreb.) Maire Et Petitmengin. Natural Product Communications, 15. https://doi.org/10.1177/1934578X20959525
Couto, A., Alves, F., Gonçalves, R., & Coelho, R. (2007). Isolamiento de Fungus Fitopatoênicos. In A. Couto & R. Gonçalves (Eds.), Métodos em Fitopatologia (pp. 53-91). Viçosa, Brasil: Universidade de Viçosa.
Cowan, M. M. (1999). Plant products as antimicrobial agents. Clinical Microbiology Reviews, 12(4), 564-582. https://doi.org/10.1128/CMR.12.4.564
Croce, V., Pianzzola, M. J., Durand, K., González-Arcos, M., Jacques, M. A., & Siri, M. I. (2016). Multilocus sequence typing reveals high variability among Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis strains affecting tomato crops in Uruguay. European Journal of Plant Pathology, 144(1), 1-13. https://doi.org/10.1007/s10658-015-0738-0
de León, L., Siverio, F., López, M. M., & Rodríguez, A. (2008). Comparative efficiency of chemical compounds for in vitro and in vivo activity against Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, the causal agent of tomato bacterial canker. Crop Protection, 27(9), 1277-1283. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2008.04.004
de León, L., Siverio, F., López, M. M., & Rodríguez, A. (2011). Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, a seedborne tomato pathogen: Healthy seeds are still the goal. Plant Disease, 95(11), 1328-1338. https://doi.org/10.1094/pdis-02-11-0091
Dorn, B., Musa, T., Krebs, H., Fried, P. M., & Forrer, H. R. (2007). Control of late blight in organic potato production: evaluation of copper-free preparations under field, growth chamber and laboratory conditions. European Journal of Plant Pathology, 119, 217-240. http://doi.org/10.1007/s10658-007-9166-0
EFSA PLH Panel [EFSA Panel on Plant Health]. (2014). Scientific Opinion on the pest categorisation of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Smith). EFSA Journal. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2014.3721
Eichenlaub, R., & Gartemann, K.‐H. (2011). The Clavibacter michiganensis subspecies: Molecular investigation of Gram‐positive bacterial plant pathogens. Annual Review of Phytopathology, 49, 445–464. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-072910-095258
European and Mediterranean Plant Protection Organization [EPPO]. (2016). PM 7/42 (3) Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis. EPPO Bulletin, 46, 202-225. https://doi.org/10.1111/epp.12302
Fozia, A., Shaheen, A., Ahmad, I., Amin, S., Ahmad, N., Ullah, R., Bari, A., Sohaib, M., Hafiz Majid, M., & Alobaid, A. (2021). Ballodiolic Acid A and B: Two New ROS, (OH), (ONOO−) Scavenging and Potent Antimicrobial Constituents Isolated from Ballota Pseudodictamnus (L.) Benth. Pharmaceutics, 13(3), 402. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13030402
Fragoso-Serrano, M., Ortiz-Pastrana, N., Luna-Cruz, N., Toscano, R. A., Alpuche-Solís, A. G., Ortega, A., & Bautista, E. (2019). Amarisolide F, an acylated diterpenoid glucoside and related terpenoids from Salvia amarissima. Journal of Natural Products, 82 (3), 631-635. https://doi.org/10.1021/acs.jnatprod.8b00565
Gartemann, K.‐H., Kirchner, O., Engemann, J., Gräfen, I., Eichenlaub, R., & Burger, A. (2003). Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis: First steps in the understanding of virulence of a Gram‐positive phytopathogenic bacterium. Journal of Biotechnology, 106 (2-3), 179–191. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2003.07.011
Gómez-Rivera, A., González-Cortazar, M., Herrera-Ruíz, M., Zamilpa, A., & Rodríguez-López, V. (2018). Sessein and isosessein with anti-inflammatory, antibacterial and antioxidant activity isolated from Salvia sessei Benth. Journal of Ethnopharmacology, 217, 212-219. https://doi.org/10.1016/j.jep.2018.02.012
González-Chávez, M. M., Alonso-Castro, A. J., Zapata-Morales, J. R., Arana-Argáez, V., Torres-Romero, J. C., Medina-Rivera, Y. E., Sánchez-Mendoza, E., & Pérez-Gutiérrez, S. (2018). Anti-inflammatory and antinociceptive effects of tilifodiolide, isolated from Salvia tiliifolia Vahl (Lamiaceae). Drug Development Research, 79 (4), 165-172. https://doi.org/10.1002/ddr.21432
Hernández-Díaz, L., & Rodríguez Jorge, M. (2001). Actividad antimicrobiana de plantas que crecen en Cuba. Revista Cubana de Plantas Medicinales, 6(2), 44-47.
Horiuchi, K., Shiota, S., Kuroda, T., Hatano, T., Yoshida, T., Tsuchiya, T. (2007). Potentiation of antimicrobial activity of aminoglycosides by carnosol from Salvia officinalis. Biological & Pharmaceutical Bulletin, 30(2), 287-290. https://doi.org/10.1248/bpb.30.287
Horna, Q. G., Silva, D. M., Taboada, W. V., & Tamariz, O. J. (2005). Concentración mínima inhibitoria y concentración mínima bactericida de ciprofloxacina en bacterias uropatógenas aisladas en el Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas. Revista Médica Herediana, 16(1), 39-44. https://doi.org/10.20453/rmh.v16i1.862
Jassbi, A. R., Eghtesadi, F., Hazeri, N., Ma’sumi, H., Valizadeh, J., Chandran, J. N., Bernd, S., & Baldwin, I. T. (2017). The roots of Salvia rhytidea: A rich source of biologically active diterpenoids. Natural Product Research, 31(4), 477-481. https://doi.org/10.1080/14786419.2016.1188096
Jassbi, A. R., Mehrdad, M., Eghtesadi, F., Ebrahimi, S. N., & Baldwin, I. T. (2006). Novel rearranged abietane diterpenoids from the roots of Salvia sahendica. Chemistry & Biodiversity, 3(8), 916–922. https://doi.org/10.1002/cbdv.200690093
Jassbi, A. R., Zare, S., Firuzi, O., & Xiao, J. (2016). Bioactive phytochemicals from shoots and roots of Salvia species. Phytochemistry Reviews, 15, 829–867. https://doi.org/10.1007/s11101-015-9427-z
Kabouche, A., & Kabouche, Z. (2008). Bioactive diterpenoids of Salvia species. Studies in Natural Products Chemistry, 35, 753–833. https://doi.org/10.1016/S1572-5995(08)80017-8
Kawahara, N., Tamura, T., Inoue, M., Hosoe, T., Kawai, K., Sekita, S., Satake, M., & Goda, Y. (2004). Diterpenoid glucosides from Salvia Greggii. Phytochemistry, 65(18), 2577–2581. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2004.08.012
López Ferrer, C. E., Sánchez Dirzo, G., Arrieta Baez, D., & Román García, J. H. (2010). Estudio preliminar fitoquímico y de la actividad antimicrobiana de Salvia amarissima Ort. Investigación Universitaria Multidisciplinaria: Revista de Investigación de la Universidad Simón Bolívar, (9). ISSN-e 1665-692X.
Martínez-Castro, E., Jarquin-Gálvez, R., Alpuche-Solís, A. G., Vallejo-Pérez, M. R., Colli-Mull, J. G., & Lara-Ávila, J. P. (2018). Bacterial wilt and canker of tomato: fundamentals of a complex biological system. Euphytica, 214, 72. https://doi.org/10.1007/s10681-018-2140-4
Martínez-Vázquez, M., Miranda, P., Valencia, N. A., Torres, M. L., Miranda, R., Cárdenas, J. & Salmón, M. (1998). Antimicrobial Diterpenes from Salvia reptans. Pharmaceutical Biology, 36 (2), 77–80. https://doi.org/10.1076/phbi.36.2.77.4611
Milijašević, S., Todorović, B., Potočnik, I., Rekanović, E., & Stepanović, M. (2009). Effects of copper-based compounds, antibiotics, and a plant activator on population sizes and spread of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in greenhouse tomato seedlings. Pesticidi i Fitomedicina, 24(1), 19-27. https://doi.org/10.2298/pif0901019m
Minitab. (2021). Minitab. Retrieved from https://www.minitab.com
Mirzaee, H., Peralta, N. L. N., Carvalhais, L. C., Dennis, P. G., & Schenk, P. M. (2021). Plant-produced bacteriocins inhibit plant pathogens and confer disease resistance in tomato. New Biotechnology, 63, 54-61. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2021.03.003
Monroy, A., González, R., García, I., Totosaus, A., Minor, H. (2007). Actividad antimicrobiana de extractos de romero (Rosmarinus officinalis L.) y Chile ancho (Capsicum annuum L. grossum Sendt). En: 12° Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería. Morelia, México.
Nandi, M., Macdonald, J., Liu, P., Weselowski, B., & Yuan, Z. C. (2018). Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis: bacterial canker of tomato, molecular interactions, and disease management. Molecular Plant Pathology, 19(8), 2036-2050. https://doi.org/10.1111/mpp.12678
Nostro A., & Papalia T. (2012 Antimicrobial activity of carvacrol: current progress and future prospectives. Recent Patents on Anti-Infective Drug Discovery, 7(1), 28–35. https://doi.org/10.2174/157489112799829684
Nowak, A., Konstantinidou-Doltsinis, S., Seddon, B., & Schmitt, A. (2009). Möglichkeiten der Bekämpfung des Falschen Mehltaus an Gurke (Pseudoperonospora cubensis) mit alternativen Präparaten. [Possibilities of controlling downy mildew in cucumber (Pseudoperonospora cubensis) with alternative preparations]. In 10. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, Zürich.
Peritore-Galve, F.C., Tancos, M.A., & Smart C.D. (2021). Bacterial canker of tomato: revisiting a global and economically damaging seedborne pathogen. Plant Disease, 105 (6),1581-1595.
SADER. (2020). El jitomate, hortaliza mexicana de importancia mundial. Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural. Fecha de publicación 10 de octubre de 2020. https://www.gob.mx/agricultura/articulos/el-jitomate-hortaliza-mexicana-de-importancia-mundial?idiom=es
Schmitt, A., Nowak, A., Gärber, U., Marx, P., Leinhos, G., Mattmüller, H., Konstantinidou-Doltsinsis, S., & Seddon, B. (2008). Downy mildew in organic vegetable production—new biological preparations (German). Mitteilungen aus dem Julius Kühn-Institut, 417, 251.
Sen, Y., van der Wolf, J., Visser, R.G., & van Heusden, S. (2015). Bacterial canker of tomato: Current knowledge of detection, management, resistance, and interactions. Plant Disease, 99(1), 4–13. https://doi.org/10.1094.PDIS/05-14-0499-FE
Sharabani, G., Manulis-Sasson, S., Borenstein, M., Shulhani, R., Lofthouse, M., Chalupowicz, L., & Shtienberg, D. (2013). The significance of guttation in the secondary spread of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis in tomato greenhouses. Plant Pathology, 62(3), 578-586. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2012.02673.x
Siddique, M., Din, N., Ahmad, M., Ali, A., Naz, I., Alam, S. S., & Ullah, N. (2020). Bioefficacy of some aqueous phytoextracts against Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Smith), the cause of bacterial canker of tomato. Gesunde Pflanzen, 72(3), 207-217. https://doi.org/10.1007/s10343-020-00503-9
Stefanova Nalimova, M. N., Rizo Peña, S.G., & Coronado Izquierdo, M. F. (2005). Efecto in vitro de extractos de plantas sobre especies bacterianas del género Xanthomonas. Fitosanidad, 9(3), 49-51.
Tancos, M. A., Chalupowicz, L., Barash, I., Manulis-Sasson, S., & Smart, C. D. (2013). Tomato fruit and seed colonization by Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis through external and internal routes. Applied and Environmental Microbiology, 79(22), 6948-6957. https://doi.org/10.1128/AEM.02495-13
Toribio, M. S., Oriani, D. S., & Skliar, M. I. (2004). Actividad antimicrobiana de Centaurea calcitrapa. Ars Pharmaceutica, 45(4), 335-341
Wassermann, E., Montecchia, M. S., Garaventa, V. S., Correa, O. S., & Romero, A. M. (2020). Virulence and pCM1 plasmid carriage are related to BOX‐PCR fingerprint type in strains of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis that cause bacterial wilt and canker of tomato in Argentina. Plant Pathology, 69(4), 723-732. https://doi.org/10.1111/ppa.13163
Werner, N. A., Fulbright, D. W., Podolsky, R., Bell, J., & Hausbeck, M. K. (2002). Limiting populations and spread of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis on seedling tomatoes in the greenhouse. Plant Disease, 86(5), 535-542. https://doi.org/10.1094/pdis.2002.86.5.535
Yuqing, W., Zhang, Y., Zhipeng, G., & Wencai, Y. (2018). Breeding for resistance to tomato bacterial diseases in China: challenges and prospects. Horticultural Plant Journal, 4(5), 193-207. https://doi.org/10.1016/j.hpj.2018.08.004
Revista Bio Ciencias por Universidad Autónoma de Nayarit se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Unported.
Basada en una obra en http://biociencias.uan.edu.mx/.
Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden encontrarse en http://editorial.uan.edu.mx/index.php/BIOCIENCIAS.licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional