Pseudomonas fluorescens and low doses of chemicals inhibit postharvest decay of apples in commercial storage

Abstract

Postharvest diseases pose serious threats to the pome fruit industry worldwide. Grey mould, Mucor rot and blue mould decay on apples, caused by Botrytis cinerea, Mucor piriformis and Penicillium expansum, respectively, are the most economically important postharvest fungal pathogens in apple storage in British Columbia, Canada. The biocontrol capability of Pseudomonas fluorescens isolate 4–6 alone, or in combination with calcium chloride (CaCl₂), sodium bicarbonate (SBC) or salicylic acid (SA), against B. cinerea, M. piriformis and P. expansum was evaluated in vitro and on ‘Ambrosia’ apple in commercial cold storage at 1°C. The combination of the antagonist with the chemical additives generally did not enhance the level of control of the pathogens in vitro. The combination of isolate 4–6 with SBC did provide levels of control of B. cinerea, M. piriformis and P. expansum comparable to the commercial fungicide Scholar® on ‘Ambrosia’ apples after 15 weeks in cold storage. The biocontrol capability of P. fluorescens isolates 1–112, 2–28 and 4–6 to control B. cinerea, M. piriformis and P. expansum was also evaluated on ‘Ambrosia’ apples in commercial controlled atmosphere (1.5% CO₂ + 1.2% O₂) storage at 1°C. All three isolates of P. fluorescens significantly (P < 0.05) inhibited the development of grey mould and blue mould on ‘Ambrosia’ apples after CA storage, and provided levels of control comparable to BioSave® (containing Pseudomonas syringae ESC-10). These results suggest that P. fluorescens has the potential to control common postharvest fungal pathogens during commercial storage, and by combining the antagonist with SBC, decay can be reduced to a commercially acceptable level.

Résumé

Les maladies postérieures à la récolte constituent une sérieuse menace pour la pomiculture, et ce, partout dans le monde. La pourriture grise, la pourriture à mucor et la moisissure bleue, causées chez la pomme par Botrytis cinerea, Mucor piriformis et Penicillium expansum, respectivement, sont les agents pathogènes fongiques les plus importants sur le plan économique quant à l’entreposage des pommes en Colombie-Britannique, au Canada. La capacité de lutte biologique de l’isolat 4–6 de Pseudomonas fluorescens, utilisé seul ou en combinaison avec le chlorure de calcium (CaCl₂), le bicarbonate de sodium (BCS) ou l’acide salicylique (AS), contre B. cinerea, M. piriformis et P. expansum, a été évalué in vitro et sur le cultivar de pomme ‘Ambrosia’ dans un entrepôt frigorifique à 1°C. La combinaison de l’antagoniste avec les additifs chimiques n’a généralement pas amélioré son degré d’efficacité contre les agents pathogènes lors des évaluations in vitro. La combinaison de l’isolat 4–6 avec le BCS a affiché un taux d’efficacité contre B. cinerea, M. piriformis et P. expansum comparable à celui du fongicide commercial Scholar® sur les pommes ‘Ambrosia’, et ce, après 15 semaines passées en entrepôt frigorifique. La capacité de lutte biologique des isolats 1–112, 2–28 et 4–6 de P. fluorescens contre B. cinerea, M. piriformis et P. expansum a également été évaluée sur les pommes ‘Ambrosia’ entreposées en atmosphère contrôlée (AC) (1.5% CO₂ + 1.2% O₂) à 1°C. Les trois isolats de P. fluorescens ont significativement inhibé (P < 0.05) le développement de la pourriture grise et de la moisissure bleue sur les pommes ‘Ambrosia’ après entreposage en AC, et ont affiché des taux d’efficacité analogues à ceux de BioSave® (contenant Pseudomonas syringae ESC-10). Ces résultats suggèrent que P. fluorescens peut inhiber l’action des agents pathogènes fongiques courants postérieurs à la récolte durant l’entreposage commercial des pommes, et, en combinant l’antagoniste avec le BSC, la pourriture peut être réduite à un degré commercialement acceptable.

Keywords:

• apple
• biocontrol
• controlled atmosphere
• generally recognized as safe (GRAS)
• postharvest decay
• Pseudomonas fluorescens

Mots clés:

• atmosphère contrôlée
• généralement reconnu comme sûr
• lutte biologique
• Pomme
• pourriture postérieure à la récolte
• Pseudomonas fluorescens

Acknowledgements

The authors thank the British Columbia Tree Fruits Cooperative for the donation of the apples, use of their commercial storage facilities and their quality development lab in Winfield, BC; Dr Peter Sholberg from Agriculture and Agri-Food Canada – Summerland Research and Development Centre for providing P. expansum Link strain 1790, B. cinerea Pers.:Fr strain 27, and M. piriformis Fischer strain 563; and Lucie Grant (Jet-Harvest solutions, FL) for kindly providing BioSave®.

Additional information

Funding

This work was supported through the Canadian Agri-Science Cluster for Horticulture 2, in partnership with Agriculture and Agri-Food Canada’s AgriInnovation Program, a Growing Forward 2 initiative, the Canadian Horticultural Council, and industry contributors.