Ana María Castro UNLP-CONICET
Defensas constitutivas y
defensas inducibles, su
aprovechamiento y selección
MECANISMOS DE DEFENSAS
Defensas Directas
Genes constitutivos
Genes inducibles
Defensas indirectas
Emisión de volátiles atrayentes de
predadores/ parasitoides
Emisión de volátiles que inducen
defensas en otras plantas
Emisión de volátiles que mimetizan a
predadores o parasitoides
Secreción de fitoalexinas
Mecanismos de Defensa Las plantas han evolucionado y desarrollado complejos y variados
mecanismos de defensa para protegerse de herbívoros, virus, bacterias
nemátodos y hongos. Estos mecanismos pueden ser
CONSTITUTIVOS INDUCIBLES
Activos durante toda la vida de la planta (taninos, ác.hidroxamílicos fenoles, PPO, PAL, SOD)
Activados después de un estrés biótico o abiótico
Resistencia Sistémica Adquirida (SAR) Resistencia Sistémica Inducida (RSI)
Defensas Directas Constitutivas Barreras Físicas
1. Pared Celular
2. Pelos
3. Tricomas
4. Espinas
5. Ceras
Barreras Químicas
Latex
Aceites
Resinas
Compuestos adhesivos
Metabolitos secundarios
Etileno producido en cebadas, trigos y avenas, susceptibles y resistentes
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
SB
C
SB
I
RB
C
RB
I
SW
C
SW
I
RW
C
RW
I
SO
C
SO
I
RO
C
RO
I
Treatments
Ethylene nL/g
CEBADA
0
5
10
15
20
25
30
SB RB
Coleoptile Length (mmm)
C
0.5 ppm
1 ppm
3 ppm
4 ppm
5 ppm
63 ppm
Tratamientos exógenos de etileno
El ataque de áfidos
indujo una emisión
de 1.6 ppm de etileno
0
5
10
15
20
25
SW RW
Coleoptile Length (mm)
C
0.5 ppm
1 ppm
3 ppm
4 ppm
5 ppm
63 ppm
Castro et al., 1995
El ataque de
áfidos indujo una
emisión de 1.3
ppm de etileno
Por acción de la infestación de los áfidos algunos compuestos se
trasladan hacia la raíz y los ápices.
C14
Alimentados en dietas con C14
Se evalúa en raíz y ápices C14
A las 2 hs de infestación en la
raíz, y en los ápices hay C14
Giménez et al., 1995
Evaluación del Influjo de Fósforo
P32
Se evaluó P32 en raíz y parte aérea en
plantas infestadas durante 3 a 72 hs y
controles
Lavados
10
15
20
25
30
35
40
45
0 3 6 12 24 48 72
Infl
ujo
de
P (
nm
ol/
mg
dry
we
igh
t)/h
Variación del Influjo de P
Horas desde la infestación
Tolerante C, I Susceptible C, I
Giménez et al., 1997
RELACION PLANTA-FACTOR de ESTRÉS
ATAQUE Daños localizados (3-7 días)
Clorosis
Daño de membrana
Necrosis
Degradación de la
capa lipo-proteica
Ac. Jasmónico
Daños sistémicos (2 – 48 hs.)
Inhibición del
crecimiento
Raíces
N°de primordios
foliares
N° de hojas totales
Inhibición en el
metabolismo de Fósforo Transporte e
Influjo
Mecánico
Etileno
ADN Genes de defensa
Proteínas Inhiben síntesis
Castro et al., 1995; Giménez et al, 1997, Castro et al., 2001, Castro et al., 2008
Mecanismos de defensas involucrados con genes de resistencia específica
Dn1/Dn5
RWA Daños locales (6 días de infestación)
Rta H.S. inmediata
Daños Sistémicos: 24hs
Cambios en la emisión
de etileno
ROS (H2O2)
SA
Acumulación de PR
SAR
(Botha et al., 2006)
¿Pueden identificarse plantas que poseen Resistencias
inducibles?
Es posible identificar este tipo de resistencia comparando
con un control, aún en presencia de mecanismos
constitutivos
¿Pueden seleccionarse los genes de defensas inducibles?
Si se cuenta con materiales genéticos adecuados
contrastantes para ese carácter se podrán seleccionar las
plantas portadoras.
Son defensas de herencia poligénica, por lo cual deberá de
contarse con marcadores contrastantes en las plantas que
tienen diferente respuesta ante el estrés
Identificación de defensas Inducibles:
Enzimas relacionadas con las defensas a áfidos constitutivamente
expresadas e inducidas
CV Macollaje
Control Infestadas
R1 1.59 ±0.166 a 2.72*
R2 1.512±0.287 a 2.5*
S1 0.736±0.135 b 1.3*
S2 0.836±0.069 b 1.4*
PAL Actividad mg/min
Inducidas
(Fenil Amonio
Liasa)
Selección de Genes Inducibles
PFAC PFAJA PFAET PFASA PFAABA ..
LOD
0.0 ABC172
Bmac 29
4.50 3.76 3.0
SYR117ABC805
HVM62
MWG883
MWG884
PuB
GBM1069
OWB777dr
GBR044
10cM
Chromosome 3H
ABG499
HVM60
BCD1145
ABC325
Alm
MWG844B
ABG460
ABC171A
BCD907
AFC AFET AFSA..
LOD
0.0 ABC172
Bmac 29
4.50 3.76 3.0
SYR117ABC805
HVM62
MWG883
MWG884
PuB
GBM1069
OWB777dr
GBR044
10cM
Chromosome 3H
ABG499
HVM60
BCD1145
ABC325
Alm
MWG844B
ABG460
ABC171A
BCD907
Tocho et al. Euphytica, 2013
Chromosome 7H
GBM1359
GBS0405
MWG808
DAK642
GBS0591
GBR074
BMAC0187
HVCMA
ABG380
GBS0040
GBR1478
GBS0785
10cM
ChABA
ChET PSRETPSRABA
4.33 3.0
Tha1
HVM5
WG380A
ABG461A
ABC253Ris44
WG380B
0.0
LOD
Tocho et al. Euphytica, 2013