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Publicação
New alternative solutions against Colletotrichum fioriniae and elucidation of their mode of action
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Orientador(es)
Resumo(s)
Olive cultivation is a cornerstone of the European agricultural sector, particularly in Portugal; however, it suffers substantial losses due to anthracnose, a disease caused by various Colletotrichum species that negatively impacts both the yield and quality of olive oil and table olives. Characterized by fruit lesions, defoliation, and necrosis, anthracnose is traditionally controlled through copper-based fungicides, which now face increasing restrictions due to their high environmental toxicity, necessitating the urgent development of sustainable alternatives. Among these, Volatile Organic Compounds (VOCs) have emerged as promising solutions as they are naturally produced via plant secondary
metabolic pathways and exhibit significant activity against phytopathogens. The presente study evaluated the effect of six VOCs on mycelial growth, conidial production and germination of Colletotrichum fioriniae, and the half-maximal inhibitory concentration (IC50) was calculated based on mycelial growth data. The results demonstrated that 3,7-dimethyl-3-octanol and dihydromyrcenol were the most effective VOCs, achieving 100% mycelial growth inhibition at 10 µL, while their 1:1 mixture exhibited superior efficacy by reaching 78.28% inhibition at a total volume of 1.95 µL (IC50). Furthermore, these individual compounds directly inhibited conidial germination by 81.00% and 90.53%, respectively, whereas the mixture achieved complete (100%) inhibition. In detached fruit assays, although no compound prevented initial infection, all VOCs successfully reduced the disease progression, with the 1:1 mixture showing the highest efficacy by reducing disease severity by 21% and total fruit rot by 28%, compared with the positive control.
Overall, these findings indicate that these volatiles limited fungal development and reduced disease impact, reinforcing their potential as sustainable alternatives to copper-based fungicides supporting further research on their physiological mechanisms of action and field-scale application strategies.
A olivicultura, é setor agrícola fundamental na Europa, Portugal em particular, sofre perdas substanciais devido à antracnose. Essa doença, causada por diversas espécies de Colletotrichum, impacta negativamente tanto a produção quanto a qualidade do azeite e das olivas de mesa. A antracnose manifesta-se por meio de lesões nos frutos, desfolhação e necrose. As estratégias de controle tradicionais são realizadas predominantemente com o uso de fungicidas à base de cobre. Embora eficazes, esses produtos enfrentam restrições crescentes devido à sua alta toxicidade ambiental. Nesse contexto, a necessidade de desenvolvimento de alternativas sustentáveis é, portanto, urgente. Soluções sustentáveis como compostos orgânicos Voláteis (COVs), tem demonstrado resultados promissores contra fitopatógenos além de serem produzidos naturalmente por vias metabólicas secundárias de plantas. O presente estudo focou em estudar o efeito de seis COVs, crescimento micelial, produção de conídios e germinação de Colletotrichum fioriniae e a concentração inibitória mínima sem-maxima (IC50) foi calculada baseado nos dados de crescimento micelial. Os resultados demonstram que, 3,7-dimetil-3-octanol e dihidromircenol foram os COVs mais eficazes, exibindo forte inibição do crescimento micelial de 100% a 10 µL, além disso sua mistura 1:1 resultou em uma inibição superior atingindo 78,28% com volume total de 1,95 µL (IC50). Esses mesmos compostos inibiram diretamente a germinação de conídios sadios em 81,00% e 90,53% respectivamente enquanto a mistura conseguiu inibir 100%. Também foi avaliado o impacto desses mesmos compostos na redução da antracnose em frutos destacados, porém nenhum COV impediu a infecção inicial, mas todos reduziram a progressão da doença. A mistura 1:1 apresentou a melhor eficácia, reduzindo a severidade da doença em 21% e diminuiu a podridão total dos frutos em 28%, comparado com o controle positivo. De forma global, os resultados indicam que estes voláteis atuam restringindo o desenvolvimento e reduzindo o impacto da doença, reforçando o potencial destes compostos como alternativas sustentáveis aos fungicidas cúpricos, dando suporte a pesquisas futuras sobre mecanismos fisiológicos envolvidos e estratégias de aplicação em condições de campo.
A olivicultura, é setor agrícola fundamental na Europa, Portugal em particular, sofre perdas substanciais devido à antracnose. Essa doença, causada por diversas espécies de Colletotrichum, impacta negativamente tanto a produção quanto a qualidade do azeite e das olivas de mesa. A antracnose manifesta-se por meio de lesões nos frutos, desfolhação e necrose. As estratégias de controle tradicionais são realizadas predominantemente com o uso de fungicidas à base de cobre. Embora eficazes, esses produtos enfrentam restrições crescentes devido à sua alta toxicidade ambiental. Nesse contexto, a necessidade de desenvolvimento de alternativas sustentáveis é, portanto, urgente. Soluções sustentáveis como compostos orgânicos Voláteis (COVs), tem demonstrado resultados promissores contra fitopatógenos além de serem produzidos naturalmente por vias metabólicas secundárias de plantas. O presente estudo focou em estudar o efeito de seis COVs, crescimento micelial, produção de conídios e germinação de Colletotrichum fioriniae e a concentração inibitória mínima sem-maxima (IC50) foi calculada baseado nos dados de crescimento micelial. Os resultados demonstram que, 3,7-dimetil-3-octanol e dihidromircenol foram os COVs mais eficazes, exibindo forte inibição do crescimento micelial de 100% a 10 µL, além disso sua mistura 1:1 resultou em uma inibição superior atingindo 78,28% com volume total de 1,95 µL (IC50). Esses mesmos compostos inibiram diretamente a germinação de conídios sadios em 81,00% e 90,53% respectivamente enquanto a mistura conseguiu inibir 100%. Também foi avaliado o impacto desses mesmos compostos na redução da antracnose em frutos destacados, porém nenhum COV impediu a infecção inicial, mas todos reduziram a progressão da doença. A mistura 1:1 apresentou a melhor eficácia, reduzindo a severidade da doença em 21% e diminuiu a podridão total dos frutos em 28%, comparado com o controle positivo. De forma global, os resultados indicam que estes voláteis atuam restringindo o desenvolvimento e reduzindo o impacto da doença, reforçando o potencial destes compostos como alternativas sustentáveis aos fungicidas cúpricos, dando suporte a pesquisas futuras sobre mecanismos fisiológicos envolvidos e estratégias de aplicação em condições de campo.
Descrição
Palavras-chave
Anthracnose Colletotrichum fioriniae Olea europaea Sustainability Volatile organic compounds