Evaluación de compuestos organosulfurados derivados de cebolla y microorganismos de control biológico en olivo (Olea europaea): Investigación de la capacidad antimicrobiana y bioestimulante
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemAutor
Falcón Piñeiro, AnaEditorial
Universidad de Granada
Departamento
Universidad de Granada. Programa de Doctorado en Biología Fundamental y de SistemasMateria
Olivo OSCs Cebolla Olive trees Onion Xylella
Fecha
2025Fecha lectura
2024-11-22Referencia bibliográfica
Falcón Piñeiro, Ana. Evaluación de compuestos organosulfurados derivados de cebolla y microorganismos de control biológico en olivo (Olea europaea): Investigación de la capacidad antimicrobiana y bioestimulante. Granada: Universidad de Granada, 2024. [https://hdl.handle.net/10481/102115]
Patrocinador
Tesis Univ. Granada.; Agencia Estatal de Investigación del Gobierno de España (AEI): DIN2019-010792; Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención n° 887281 (BIOVEXO); Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación; Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER)Resumen
Esta tesis doctoral aborda la caracterización y evaluación de compuestos
organosulfurados (OSCs) derivados de cebolla (Allium cepa) y cepas bacterianas como
Bacillus sp. GG-22 y Pseudomonas sp. PV8, con el objetivo de controlar fitopatógenos y
bioestimular cultivos de olivo (Olea europaea). El trabajo explora tanto la capacidad
antimicrobiana como su aplicación práctica en ensayos in vitro, in planta y bajo
condiciones reales de campo, proporcionando alternativas sostenibles para el manejo
integrado de plagas y enfermedades en el olivo. Los análisis mediante GC/MS y HPLC
confirmaron la alta concentración de OSCs, especialmente propil propano tiosulfinato
(PTS) y propil propano tiosulfonato (PTSO) en el extracto de cebolla, que demostraron
una destacada actividad antimicrobiana frente a patógenos claves como Xylella fastidiosa
y Verticillium dahliae. Los OSCs no solo inhibieron el crecimiento de estos patógenos en
estudios in vitro, sino que mostraron una reducción significativa de los síntomas de
verticilosis en plantones infectados con V. dahliae. Asimismo, en condiciones controladas,
se observó un efecto positivo sobre la fisiología de los plantones de la variedad Picual,
estimulando el crecimiento radicular y mejorando la resistencia al estrés oxidativo en
plantas no estresadas. Este doble rol, como agentes protectores y bioestimulantes,
reforzaría su potencial en el manejo integrado de cultivos. En los ensayos de campo
realizados en dos fincas comerciales en las provincias de Jaén y Córdoba, los
tratamientos con OSCs redujeron la severidad de la verticilosis, disminuyendo el
número de copias del hongo (evaluado por qPCR) y aumentando el contenido graso en
los frutos de olivos infectados. Además, la aplicación repetida de estos OSCs en dosis
bajas incrementó su eficacia, debido a su rápida degradación en el suelo y baja
persistencia, sugiriendo que la frecuencia de aplicación es un factor crítico para su
aplicación práctica. A nivel de seguridad ambiental, los estudios confirmaron la ausencia
de toxicidad por contacto y oral en polinizadores como las abejas melíferas (Apis
mellifera), lo que refuerza su viabilidad en sistemas agrícolas sostenibles. Por otro lado,
el análisis genómico y los ensayos con Bacillus altitudinis GG-22 confirmaron su
capacidad para actuar como agente de biocontrol, inhibiendo el desarrollo de hongos
fitopatógenos mediante la producción de lipopéptidos antifúngicos y activando
respuestas de defensa sistémica en las plantas. Asimismo, los estudios del transcriptoma
demostraron que GG-22 mejora la absorción de nutrientes como el hierro y la
solubilización de fosfatos, lo que subraya su valor en suelos empobrecidos. En
conclusión, esta investigación demuestra el gran potencial de los OSCs y los
microorganismos de biocontrol en el manejo de enfermedades y la bioestimulación del
olivo, tanto en condiciones controladas como en escenarios de campo. Los resultados
avalan su uso como una alternativa eficaz y sostenible, ofreciendo un enfoque
prometedor para reducir el uso de productos químicos convencionales. No obstante, es
necesario continuar con investigaciones adicionales que permitan optimizar su
aplicación en diferentes contextos agronómicos, con el objetivo de maximizar su
efectividad y asegurar su adopción a gran escala. This doctoral thesis focuses on the characterization and evaluation of organosulfur
compounds (OSCs) derived from onion (Allium cepa) and bacterial strains such as Bacillus
sp. GG-22 and Pseudomonas sp. PV8, with the aim of controlling phytopathogens and
bio-stimulating olive trees (Olea europaea). The study explores both the antimicrobial
activity and practical application of these agents through in vitro, in planta, and field
trials under real conditions, providing sustainable alternatives for integrated pest and
disease management in olive tree cultivation. Analyses conducted via GC/MS and HPLC
confirmed the high concentration of OSCs, particularly propyl propane thiosulfinate
(PTS) and propyl propane thiosulfonate (PTSO), in onion extracts, which exhibited
significant antimicrobial activity against key pathogens such as Xylella fastidiosa and
Verticillium dahliae. The OSCs not only inhibited the growth of these pathogens in vitro
but also significantly reduced verticillium wilt symptoms in olive tree seedlings infected
with V. dahliae. Furthermore, under controlled conditions, a positive effect on the
physiology of Picual olive tree seedlings was observed, stimulating root growth and
enhancing oxidative stress resistance in unstressed plants. This dual role, as protective
and bio-stimulant agents, reinforces their potential in integrated crop management.
Field trials conducted at two commercial farms in the provinces of Jaén and Córdoba
(Andalucía, Spain) showed that OSC treatments reduced the severity of verticillium wilt,
decreased fungal load (as evaluated by qPCR), and increased the oil content in the fruit
of infected olive trees. Additionally, repeated applications of OSCs at low doses
increased their efficacy, owing to their rapid degradation in the soil and low persistence,
suggesting that application frequency is a critical factor for practical use. In terms of
environmental safety, studies confirmed the absence of contact and oral toxicity in
pollinators such as honey bees (Apis mellifera), reinforcing the feasibility of their use in
sustainable agricultural systems. Moreover, genomic analyses and experiments with
Bacillus altitudinis GG-22 confirmed its capacity as a biocontrol agent, inhibiting the
development of fungal phytopathogens through the production of antifungal
lipopeptides and activating systemic defence responses in olive trees. Transcriptomic
studies also demonstrated that GG-22 strain enhances nutrient absorption, such as iron,
and solubilizes phosphates, underscoring its value in nutrient-deprived soils. In
conclusion, this research highlights the substantial potential of OSCs and biocontrol
microorganisms for managing diseases and bio-stimulating olive trees, both in
controlled environments and under field conditions. The results validate their use as an
effective and sustainable alternative, offering a promising approach to reducing the
reliance on conventional chemical products. However, further research is needed to
optimize their application under various agronomic contexts, with the aim of
maximizing their efficacy and ensuring widespread adoption.