Relazione finale ALISAL Attività 2010-2012 _Unità Operativa ISPA-CNR

Hydroxycinnamic acids (HCAs), phenolic components of wine, are known to have antimicrobial properties. Aspergillus carbonarius is one of the most important ochratoxin A (OTA) producing fungi in wine. Strategies for the control and prevention of A. carbonarius contamination are important for the maintenance of wine safety. This study sought to determine the potential of HCAs, such as caffeic, p-coumaric and ferulic acids, as antifungal natural compounds for the control of A. carbonarius growth and OTA production. The HCAs were tested at the increasing concentrations of 0.30, 0.65 and 1.10 mg/ml in minimal medium (MM) and grape juice. Germination of conidia was not affected in neither of the two media in presence of HCAs. At all the concentrations tested, OTA biosynthesis in MM was reduced and the dose effect was more evident for p-coumaric and ferulic acids; in grape juice the reduction trend was confirmed, and ferulic acid showed the highest inhibitory effect. Moreover, the expression level of genes encoding a polyketide synthase (AcOTApks) and a nonribosomal peptide synthetase (AcOTAnrps) involved in OTA biosynthesis, was evaluated by real time PCR in A. carbonarius grown in presence of 0.65 mg/ml of HCAs. From gene expression analysis only AcOTApks gene showed a marked reduction of transcription level in presence of p-coumaric and ferulic acids. On the contrary, caffeic acid seemed to not influence the expression levels of the genes analyzed in this study, suggesting a different mechanism of action on the regulation of OTA biosynthesis.

Nell'ambito dell'attività svolta nel progetto dall'UO ISPA-CNR si prevedeva di identificare dei composti fenolici estratti da bacche d'uva potenzialmente efficaci nel ridurre la contaminazione di funghi ocratossigeni, di verificare se l'uso di oligogalatturonidi potesse essere in grado di stimolare/elicitare una risposta di resistenza alla contaminazione da funghi ocratossigeni sulle bacche e/o sulla pianta, e supportare lo studio di suscettibiità varietale alla contaminazione di OTA da parte delle UO CRA-VIT e CRA-UTV. Per quanto riguarda gli aspetti della caratterizzazione dell'attività di composti presenti in bacche d'uva ed efficaci nel ridurre la contaminazione da OTA i risultati ottenuti sono stati incoraggianti. Infatti i principali componenti presenti come acidi idrossicinnamici negli estratti grezzi prodotti dall'UO CRA-IAA, dopo i primi risultati ottenuti sulla frazione grezza, hanno evidenziato la capacità di inibire la produzione da parte di OTA di A. carbonarius pur non inibendo la crescita del fungo. Successivamente il sistema di real time PCR messo a punto per monitorare alcuni geni coinvolti nella via biosintetica dell'OTA in A. carbonarius ha evidenziato come al sesto giorno due degli acidi idrossicinnamici utilizzati (ferulico e cumarico) siano in grado di inibire l'espressione dei geni pks, nrps e hal in maniera correlata alla ridotta produzione di OTA da parte del fungo in presenza di questi composti, mentre l'acido caffeico pur inibendo la produzione della tossina non ha evidenziato alcuna riduzione nel livello di espressione dei tre geni noti, suggerendo così l'ipotesi di influenza su un meccanismo di regolazione molecolare differente rispetto agli altri due composti. Alla luce di questi risultati sarebbe interessante verificare la possibile applicazione di questi composti in formulazioni per il controllo in campo della produzione di OTA. Per quanto riguarda le prove con OGA non si sono ottenuti dati che indichino la capacità di queste sostanze di indurre/elicitare una risposta nella pianta capace di generare resistenza all'A. carbonarius e al successivo accumulo di ocratossina A nelle bacche. Sia le prove in vitro con trattamento sulle bacche ferite e non, sia quelle con trattamento di OGA in campo sulle foglie vicino ai grappoli hanno mostrato che l'accumulo finale di OTA è uguale a quello delle piante inoculate con A. carbonarius e non trattate con OGA. Infine per le prove di suscettibilità varietale le indicazioni ottenute sulle prove in vitro con il trattamento con OGA hanno confermato anche quello visto dalle altre UO in campo, ovvero la cultivar Primitivo risulta la più suscettibile, mentre il Sangiovese mostra una discreta resistenza all'accumulo di OTA.