Efeito do derivado da 8-hidroxiquinolina sobre Botrytis cinerea e Glomerella cingulata isolados de uva e sobre leveduras Saccharomyces cerevisiae

Abstract

A produção de uvas com qualidade para elaboração de vinhos tem como fator limitante as doenças fúngicas. Um grupo de fungos responsáveis pelo apodrecimento dos cachos, como Botrytis cinerea e Glomerella cingulata, possuem grande importância neste cenário. A aplicação rotineira de fungicidas é a principal forma de controle destes fitopatógenos, motivo pelo qual há uma busca constante de antifúngicos que sejam eficazes e ao mesmo tempo seguros para a saúde humana e o meio ambiente. Neste contexto, os derivados da 8-hidroxiquinolina (8HQ) podem ser uma alternativa valiosa no controle de podridões da uva, devido ao seu efeito antifúngico e sua baixa toxicidade. Esta pesquisa avaliou a atividade antifúngica do derivado da 8HQ PH151 sobre B. cinerea e G. cingulata isolados de uva. Além disso, foi estudado o possível efeito do residual de PH151 sobre leveduras Saccharomyces cerevisiae. No que diz respeito aos valores de concentração inibitória mínima (CIM), os achados revelam que PH151 possui atividade antifúngica sobre B. cinerea e G. cingulata, sendo que os valores de CIM são semelhantes ou inferiores (2 e 4 mg L-1) aos encontrados para os fungicidas convencionais. Pelo contrário, os valores de CIM para S. cerevisiae são considerados elevados (32 e 64 mg L-1), o que nos permite concluir que as concentrações residuais em um mosto de uva estariam muito abaixo dos valores de CIM. Os ensaios envolvendo a combinação de fungicidas para inibição do crescimento micelial de G. cingulata revelam que existe um efeito sinérgico da associação de PH151 com difenoconazol, de difenoconazol com captana, e na associação tripla destes agentes. Os ensaios de citometria de fluxo, utilizando-se da levedura S. cerevisiae como modelo, indicaram que PH151 reduz a integridade da membrana celular, além disso, os resultados indicam que o acúmulo de ROS causado por PH151 desencadeia uma cascata apoptótica dependente da metacaspase. Por fim, a predição da cinética fermentativa do mosto de uvas Chardonnay revelou que PH151 em uma concentração de até 1 mg L-1 não afeta os parâmetros cinéticos estudados. Em conjunto, os resultados deste estudo são altamente relevantes, PH151 possui elevada atividade antifúngica contra fungos causadores de podridão do cacho e em baixas concentrações não afeta a levedura S. cerevisiae e sua cinética de fermentação. Desta forma, a utilização de PH151 para controle de podridões da uva é um achado sem precedentes e que, futuramente, poderá ser aplicado na indústria agrícola.

The production of quality grapes for wine elaboration has fungal diseases as a limiting factor. A group of fungi responsible for bunch rot, such as Botrytis cinerea and Glomerella cingulata, are of great importance in this scenario. The routine application of fungicides is the main way to control these phytopathogens, which is why there is a constant search for antifungals that are effective and at the same time safe for human health and the environment. In this context, 8-hydroxyquinoline (8HQ) derivatives can be a valuable alternative in the control of grape rot, due to its antifungal effect and its low toxicity. This research evaluated the antifungal activity of PH151 8HQ derivative on B. cinerea and G. cingulata isolated from grapes. In addition, the possible effect of residual PH151 on Saccharomyces cerevisiae yeasts was studied. Regarding the minimum inhibitory concentration (MIC) values, the findings reveal that PH151 has antifungal activity on B. cinerea and G. cingulata, and the MIC values are similar or lower (2 and 4 mg L-1) than those found for conventional fungicides. On the contrary, the MIC values for S. cerevisiae are considered high (32 and 64 mg L-1), which allows us to conclude that the residual concentrations in a grape must would be much lower than the MIC values. Tests involving the combination of fungicides to inhibit the mycelial growth of G. cingulata reveal that there is a synergistic effect of the association of PH151 with difenoconazole, of difenoconazole with captan, and in the triple association of these agents. Flow cytometry assays, using the yeast S. cerevisiae as a model, indicated that PH151 reduces cell membrane integrity, in addition, the results indicate that ROS accumulation caused by PH151 triggers a metacaspase-dependent apoptotic cascade. Finally, the prediction of fermentation kinetics of Chardonnay grape must reveal that PH151 at a concentration of up to 1 mg L-1 does not affect the studied kinetic parameters. Altogether, the results of this study are highly relevant, PH151 has high antifungal activity against bunch rot fungi and at low concentrations it does not affect the yeast S. cerevisiae and its fermentation kinetics. Thus, the use of PH151 to control grape rot is an unprecedented finding that, in the future, may be applied in the agricultural industry.