Polifenoli di mela: interazioni con Penicillium expansum e Botrytis cinerea.

Penicillium expansum and Botrytis cinerea are two plant pathogenic fungi that can cause important losses during storage. For increasing efficiency it is key to study the pathogenic process and develop sustainable and effective control techniques. During the infection the pathogens need to overcome numerous chemical and physical pre-formed and induced barriers to colonize the host tissues. This study analyzes the interactions between two fungi, P. exapansum and B. cinerea, and the phenolic substances of the apple fruit, with regard to the effect of chlorogenic acid, the main phenol found in apples. Initially, the effect of total apple phenolics and of chlorogenic acid on the germination rate and growth of the two fungi was evaluated. After that, the oxidizing ability of the fungi was observed using chlorogenic acid as a substrate. Phenols extracted from apple fruit pulp showed an inhibition effect on spore germination, whereas the chlorogenic acid didn’t modify the pathogen growth significantly, even if given in doses that exceeded the concentration inside the fruit. It was also noted that B. cinerea decreases the concentration of chlorogenic acid present into the growth media but that P. exapansum leaves the phenol concentration unaffected. These results are in contrast with what is reported in the literature by some authors, who suggest an inhibition effect of chlorogenic acid on the fungal growth, at certain thresholds. The oxidation products of chlorogenic acid, obtained with a fungal laccase treatment of the phenol, also didn’t show negative effects on the radial growth of the two fungi under study. An interesting result of this work is that while B. cinerea uses its own laccase to oxidize the host phenols, P. exapansum doesn’t, and instead inhibits the oxidase activity of an exogenous laccase added to the growth media. In conclusion, P. exapansum and B. cinerea have different ways of interaction with the chlorogenic acid of the apple fruit. The different ability of both fungi to oxidize phenols such as chlorogenic acid and the meaning of this process in the understanding of the pathogenic strategies need further studies.

Penicillium expansum e Botrytis cinerea sono funghi fitopatogeni della frutta che provocano ingenti perdite in fase di conservazione. Conoscere i meccanismi di patogenesi è un aspetto molto importante per poter sviluppare strategie di difesa efficaci e sostenibili. Per colonizzare i tessuti vegetali, i patogeni devono superare numerose barriere chimiche pre-formate e indotte durante l’infezione. In questo studio viene analizzata l’interazione tra P. exapansum e B. cinerea con le sostanze polifenoliche presenti in mela con particolare approfondimento dell’effetto dell’acido clorogenico che è il principale polifenolo contenuto nel frutto. Inizialmente è stato valutato l’effetto dei polifenoli totali e dell’acido clorogenico sulla germinazione e sviluppo dei patogeni. Successivamente è stata rilevata la capacità dei due funghi di ossidare l’acido clorogenico. I polifenoli estratti dalla polpa di mela hanno mostrato un effetto di inibizione sulla germinazione delle spore dei due funghi mentre l’acido clorogenico, anche quando somministrato a concentrazioni superiori a quelle presenti nel frutto, non ha influenzato la crescita dei due patogeni. È stato osservato che B. cinerea diminuisce la concentrazione di acido clorogenico nel mezzo di coltura mentre P. exapansum lascia inalterata la concentrazione di questo polifenolo. Questi risultati contrastano con quanto riportato in letteratura da alcuni autori che hanno evidenziato un effetto di inibizione della crescita dei funghi da parte dell’acido clorogenico. Anche i prodotti di ossidazione dell’acido clorogenico ottenuti trattando questo polifenolo con una laccasi fungina non hanno mostrato effetti negativi sulla crescita dei funghi. Un risultato interessante del lavoro è che mentre B. cinerea utilizza la propria laccasi per ossidare i polifenoli di mela, P. exapansum non solo non possiede questa capacità ma sembra inibire l’attività laccasica aggiunta al mezzo di coltura. In conclusione, P. exapansum e B. cinerea sembrano interagire diversamente con l’acido clorogenico presente nel frutto di mela. La diversa capacità dei due funghi di ossidare l’acido clorogenico e il suo significato nella strategia patogenetica necessitano ulteriori approfondimenti.