Control of toxigenic Aspergillus spp. in dried figs by volatile organic compounds (VOCs) from antagonistic yeasts

Abstract

Aspergillus flavus and Aspergillus niger are fungi which can contaminate dried figs before and after harvest and consequently produce aflatoxins (AFs) and ochratoxin A (OTA). Many approaches have been applied to minimise the growth of these filamentous fungi, mainly involving the use of synthetic fungicides which are limited due to their negative impact on human health and the environment. In this context, biocontrol is a recent approach that needs to be explored. This study evaluated the potential of three volatile organic compounds (VOCs), octanoic acid (OA), 2-phenylethyl acetate (2PEA) and furfuryl acetate (FA), produced by Hanseniaspora uvarum and Hanseniaspora opuntiae yeasts on the growth, germination, gene expression and production of AFs and OTA by A. flavus M144 and A. niger M185 on dried fig-based agar and the incidence rates in dried figs. Two of the three VOCs evaluated (2PEA and FA) effectively controlled A. flavus M144 and A. niger M185 by using at least amounts of 50 μL (715 μL/L in the headspace) for FA and 100 μL (1430 μL/L in the headspace) for 2PEA in dried figs. One of the mode of actions of both compounds consists in early repressing the expression of genes involved in the biosynthesis of AFs (aflR) and OTA (pks) of A. flavus and A. niger, respectively. The results of this study support the application of 2PEA and FA at the early post-harvest stages of dried figs to control mycotoxin accumulation.

Aspergillus flavus y Aspergillus niger son hongos que pueden contaminar los higos secos antes y después de la cosecha y, en consecuencia, producir aflatoxinas (AF) y ocratoxina A (OTA). Se han aplicado muchos enfoques para minimizar el crecimiento de estos hongos filamentosos, principalmente mediante el uso de fungicidas sintéticos que están limitados debido a su impacto negativo en la salud humana y el medio ambiente. En este contexto, el control biológico es un enfoque reciente que debe explorarse. Este estudio evaluó el potencial de tres compuestos orgánicos volátiles (COV), ácido octanoico (OA), acetato de 2-feniletilo (2PEA) y acetato de furfurilo (FA), producidos por las levaduras Hanseniaspora uvarum y Hanseniaspora opuntiae sobre el crecimiento, la germinación y la expresión génica. y producción de AF y OTA por A. flavus M144 y A. niger M185 en agar a base de higo seco y las tasas de incidencia en higos secos. Dos de los tres VOC evaluados (2PEA y FA) controlaron efectivamente A. flavus M144 y A. niger M185 utilizando cantidades mínimas de 50 μL (715 μL/L en el espacio de cabeza) para FA y 100 μL (1430 μL/L en el espacio de cabeza) para 2PEA en higos secos. Uno de los modos de acción de ambos compuestos consiste en la represión temprana de la expresión de genes implicados en la biosíntesis de AFs (aflR) y OTA (pks) de A. flavus y A. niger, respectivamente. Los resultados de este estudio respaldan la aplicación de 2PEA y FA en las primeras etapas posteriores a la cosecha de higos secos para controlar la acumulación de micotoxinas.