Óleos essenciais como alternativas no controle do cancro cítrico - Marin, Vítor Rodrigues [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Desde que os seres humanos praticam agricultura, fitopatógenos têm sido um obstáculo na produção de alimentos. Esses patógenos podem reduzir o montante de alimento produzido mundialmente, fazendo com que produtores se dependam de pesticidas tradicionais, tornando estes, um dos pilares da agricultura moderna. Ainda que efetivos, seu uso contínuo pode levar a efeitos adversos. Trabalhadores rurais e produtores, expostos regularmente a esses produtos, podem desenvolver condições de saúde severas, e descobertas mais recentes descrevem os riscos para os consumidores finais. Ainda, os impactos ambientais são inegáveis, com acumulação de químicos no solo, corpos d’água e pela cadeia alimentar. Adicionalmente, seu uso recorrente pode levar ao surgimento de resistência microbiana, pressionando produtores a usares maiores quantidades de pesticidas. Neste contexto, mudanças recentes na percepção do público sobre os riscos dos pesticidas levaram a busca por soluções mais “verdes”. Portanto, a busca por produtos eficientes e sustentáveis passa pela diversidade dos produtos naturais como ingredientes ativos. Esse documento descreve o uso de óleos essenciais (OEs) como ativos no controle da bactéria Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri), uma praga quarentenária e causador conhecido do cancro cítrico (CC). CC pode afetar tanto a quantidade, devido à queda prematura, quanto a qualidade dos frutos em função do surgimento de lesões que depreciam seu valor e limitam as opções de comercialização. O Capítulo 1 compreende uma sucinta revisão sistemática sobre OEs como agentes no controle de fitopatógenos fúngicos e bacterianos. Foram elaboradas buscas com palavras chaves na plataforma Scopus rendendo 132 trabalhos publicados, sendo reduzidos a 93 após as etapas de seleção. Os artigos foram analisados e informações como espécie vegetal que origina o OE, fitopatógeno, método de análise in vitro e as concentrações inibitórias provenientes foram coletadas. Os resultados obtidos indicaram que fitopatógenos fúngicos são os mais comumente estudados, especialmente gêneros com Fusarium, Colletotrichum e Alternaria, e as espécies vegetais dos gêneros Origanum, Thyummus¸ Cymbopogon e Mentha são as fontes de OEs mais comumente estudadas. O Capítulo 2 descreve o desenvolvimento de formulações compostas pelos OEs para a sanitização de limas ácidas do tipo “Tahiti” contaminadas por X. citri, uma etapa requerida na produção de citros devido a barreiras sanitárias impostas para impedir a disseminação da doença. Ensaios in vitro iniciais revelaram que os OEs de orégano (Origanum vulgare) e capim-limão (Cymbopogon flexuosus) apresentaram as menores concentrações inibitórias (0.03% (v/v)) e foram selecionados para desenvolvimento das formulações. Os tratamentos das limas ácidas contaminadas artificialmente com células de X. citri revelaram que a formulações contendo OE de orégano à 1% (v/v) e capim-limão à 2% (v/v) foram capazes de remover células viáveis da bactéria sem alterar as características visuais dos frutos após durante o período de armazenagem. O Capítulo 3 é referente a um artigo já publicado que relata um estudo aprofundado sobre OE de O. vulgare e seus principais componentes, os monoterpenos isoméricos: timol e carvacrol. Ambos apresentaram atividade antibacteriana em concentrações similares (100 e 114 µg.mL-1, respectivamente) e tem a membrana bacteriana como seu principal alvo celular. Porém, ensaios em mudas de citros revelaram ação distinta entre os compostos. Tanto o timol, quanto o OE de O. vulgare, composto majoritariamente por carvacrol, foram capazes de reduzir o surgimento de lesões de CC, enquanto o carvacrol apresentou efeito não significante, indicando uma possível ação sinérgica entre os compostos e os demais componentes do OE. Finalmente, o Capítulo 4 descreve as diferenças entre os OEs de quatro espécies do gênero Cymbopogon (C. martini, C. schoenanthus, C. citratus, C. winterianus) em relação a sua atividade antibacteriana contra X. citri, e sua composição. Os OEs avaliados apresentaram concentrações inibitórias que variaram entre 139 e 301 µg.mL-1 e tiveram como principal alvo a membrana celular bacteriana. Os OEs de C. martinii e C. schoenanthus também foram capazes de reduzir o número de células viáveis de X. citri da superfície de limas ácidas do tipo “Tahiti” quando preparados em soluções aquosas, revelando seu potencial para aplicação no processamento de frutos cítricos.

As long as humans practice agriculture, phytopathogens have been an obstacle to food production. These pathogens can reduce the amounts of food produced worldwide, making producers rely on traditional pesticides, turning these products into one of the pillars of modern agriculture production chain. While effective, the continuous use of these chemicals may lead to adverse effects. Farmers and producers, more regularly exposed to these chemicals, can develop severe health conditions, and more recent findings describe the risks for consumers. Moreover, the environmental impacts are undeniable, with chemicals accumulating in the soil, water bodies, and along the food chain. In addition, its recurrent use leads to the emergence of microbial resistance, pressuring farmers to use larger quantities of pesticides. In this light, recent changes in perception about the risks of pesticides led to the search for “greener” choices. Therefore, the search for efficient and sustainable pesticides passes through the diversity of natural active ingredients. This document describes the use of essential oils (EOs) as active substances in the control of the bacterium Xanthomonas citri subsp. citri (X. citri), a quarentenary disease and known causer of citrus canker (CC). CC can affect both the quantity, due to premature drop, and quality of citrus fruit due to the emergence of lesions that depreciate fruit value and limit commercialization options for producers. Chapter 1 comprises a succinct systematic review of articles relating EOs as control agents for fungal and bacterial phytopathogens. Searches were made in the Scopus database though the use of keywords, resulting in 132 published works, reduced to 93 after selection step. The papers were analyzed and information such as plant species from where the EO was obtained, phytopathogens, in vitro techniques and inhibitory concentrations were extracted. The results indicate that fungal phytopathogens are more commonly studied, specially from genus like Fusarium, Colletotrichum and Alternaria, and the EOs from Origanum, Thymmus, Cymbopogon and Mentha are the most studied genus. Chapter 2 describes the development of two formulations containing EOs for sanitization of acid limes of the “Tahiti” variety contaminated with X. citri, a required process in citrus fruit production due to sanitary regulations imposed by agencies to prevent disease spreading. In vitro assays revealed that the EOs of oregano (Origanum vulgare) and lemongrass (Cymbopogon flexuosus) presented the lowest inhibitory concentration (0.03% (v/v)) and were selected for formulation development. The treatments of acid limes artificially contaminated by X. citri revealed that formulations containing the EO of oregano at 1% (v/v) and lemongrass at 2% (v/v) could remove viable cells without altering any visual characteristics of fruit during the storage period. Chapter 3 is a published articled relating an in-depth study of the EO of Origanum vulgare and its main components, the isomeric monoterpenes thymol and carvacrol. Both compounds presented antibacterial activity with similar inhibitory concentrations (100 and 114 µg.mL-1, respectively), and had the bacterial membrane as their main cellular target. Although, assays with citrus nursery trees revealed distinct action between compounds. Both thymol and the EO of O. vulare, majorly composed o carvacrol, could significantly inhibit the development of CC lesions, while caravacrol alone did not show significant effect, which indicates a possible synergistic action between the EO compounds. Finalmente, o Capítulo 4 descreve as diferenças entre os OEs de quatro espécies do gênero Cymbopogon (C. martini, C. schoenanthus, C. citratus, C. winterianus) em relação a sua atividade antibacteriana contra X. citri, e sua composição. Os OEs avaliados apresentaram concentrações inibitórias que variaram entre 139 e 301 µg.mL-1 e tiveram como principal alvo a membrana celular bacteriana. Os OEs de C. martinii e C. schoenanthus também foram capazes de reduzir o número de células viáveis de X. citri da superfície de limas ácidas do tipo “Tahiti” quando preparados em soluções aquosas, revelando seu potencial para aplicação no processamento de frutos cítricos. Finally, Chapter 4 describes the differences in EOs of four species of the Cymbopogon genus (C. martini, C. schoenanthus, C. citratus, C. winterianus), relating their in vitro antibacterial activity, and composition. The EOs present inhibitory concentrations between 139 and 301 µg.mL-1 and had the cellular membrane as their main bacterial target. The EOs of C. martini and C. schoenanthus were capable of reducing the number of viable X. citri cells from acid limes were prepared in aqueous solution, reveling their potential in citrus fruit processing.
Essential oils as alternatives in the control of the citrus canker
Keywords: Produtos naturais; Fitopatógenos; Biopesticidas; Xanthomonas; Natural products; Phytopathogens; Biopesticides