INVESTIGADORES
TEN HAVE Arjen
congresos y reuniones científicas
Título:
RESISTENCIA INDUCIDA POR FOSFITOS EN Solanum
Autor/es:
GUZZO ML; LOBATO MC; LASSO MJ; ARJEN TEN HAVE; ANDREU AB
Lugar:
Cuzco
Reunión:
Congreso; XXIV Congreso de la Asociación Latinoamericano de la Papa; 2010
Institución organizadora:
Asociación Latinoamericano de la Papa
Resumen:
INTRODUCCIÓN    Los Fosfitos son sales de la HPO32-ion de baja toxicidad eficaces en el control del tizón tardío causado por Phytophthora infestans. Los resultados obtenidos por nuestro grupo han demostrado que el mecanismo de acción podría ser dualista. Se ha demostrado que afectan directamente el crecimiento de P. infestans y otros patógenos de la papa in vitro (Lobato et al, 2010), como también inducir una respuesta de defensa en la planta por la inducción de proteínas relacionadas a la patogénesis (PR) (Lobato et al., 2008). También se ha observado un efecto a favor del crecimiento del cultivo (Lasso et al., 2008).    La resistencia inducida se refiere a situaciones en las que una planta aumenta su resistencia a enfermedades. La resistencia sistémica adquirida o SAR, normalmente se produce a raíz de una infección inicial por patógenos y típicamente relacionada con el ácido salicílico (SA). La resistencia sistémica inducida (ISR) se produce por bacterias no patógenas en la rizosfera y se ha demostrado que dependen del ácido jasmónico (JA) y el etileno. Ambos tipos de resistencia inducida se acompañan de un aumento de los niveles de transcripción de proteínas PR que dependen de las hormonas mencionadas anteriormente. El "Priming", una tercera forma de resistencia inducida, consiste en una respuesta más rápida y amplificada desde la detección del patógeno por parte de la planta. Los fosfitos podrían inducir uno de estos tipos de resistencia inducida, pero, alternativamente, la resistencia observada puede también estar relacionada con la promoción del crecimiento observado. Nos propusimos estudiar cómo los fosfitos inducen la resistencia encontrada. Para ello, hemos comenzado tres tipos de análisis con el fin de estudiar que tipo de resistencia se produce. En primer lugar, hemos iniciado un enfoque mediante microarrays. En segundo lugar, se inició un estudio de los niveles de transcripción de una o varias proteínas PR conocidas. Los primeros resultados de este estudio serán presentados y discutidos aquí. En tercer lugar, vamos a estudiar cómo afectan los fosfitos a la resistencia regulada por SA, JA y etileno. Los efectos del SA, JA y etileno han sido bien descritos en la interacción Botrytis cinerea-Tomate (Díaz et al., 2000). El tomate es un pariente cercano de la papa y un excelente hospedante de P. infestans. Se presentará los primeros resultados que muestran el efecto de fosfitos sobre la interacción de B. cinerea y tomate.MATERIALES Y MÉTODOSPlantas de papa (Solanum tuberosum) y tomate (Solanum lycopersicum) fueron crecidas a 25°C con 16 hs de luz diaria.Tratamiento con KPhi: Plantas de papa y tomate con 30 días de edad fueron tratadas con KPhi 1% (v/v), las plantas controles fueron tratadas con agua.Inoculación: hojas de papa se infectaron conP. infestans a una concentración de 1x104esporangios/ml. Las hojas de tomate fueron infectadas con B. cinerea a unaconcentración de 1x106 conidios/ml.Extracción de ARN: se extrajo ARN con Trizol según el protocolo del proveedor Invitrogen.Síntesis de ADNc: la transcripción reversa se realizó a partir de 2 μg de RNA total a los que se le agregaron 0,2 μg de oligo dT en un volumen total de 14 μl. Se incubó a 65 ºC durante 10´ y se pasaron las muestras a hielo. Se agregaron 0,5 mM de dNTPs, 1X buffer RT y 1U de la enzima RT en un volumen final de 20 μl. Posteriormente se incubó a 37ºC durante 1:30 hs.Reacción de PCR: se uso como molde ADNc (5 veces diluido) y cebadores específicos. Cada tubo de reacción contuvo: 2,5 μl de ADNc, 0,25 μM de cada cebador, 1X buffer, 1,5 mM MgCl2, 0,15 mM dNTPs, 0,625 U de la enzima Taq polimerasa en un volumen final fue de 25 μl. El programa de PCR empleado fue el siguiente: 4 minutos a 95 ºC; (30¨a 95 ºC ? 45¨a 55 ºC ? 60 a 72 ºC) x 40 ciclos; 10´ a 72 ºC.Actividades enzimáticas: las actividades de Peroxidasas (POX) y de Polifenol oxidasas (PPO) fueron determinadas según Chen et al.(2000) a los 7 días de la infección y a tiempo 0.Inhibición de crecimiento de P. infestans y B. cinerea por KPhi in vitro: se realizó en placas de petri con medio agar-centeno y agar-malta respectivamente, con KPhi en distintas concentraciones (1, 0.67, 0.1, 0.02 y 0.01% v/v del producto comercial), o sin suplementar (control).RESULTADOSSe estudio la respuesta de defensa inducida por KPhi en plantas de papa infectadas con P. infestans analizando el patrón de expresión de Stppo con cebadores específicos de papa en hojas de tratadas (K) e infectadas (I) y sus respectivos controles (C). Como control de reacción se analizó el patrón de Stactina (Fig. 1)Figura.1: Patrón de expresión de Stppo y Piinf en hojasplantas tratadas con KPhi e infectadas.REF: K: tratado con KPhi, C:control tratado con agua, KW: tratado con KPhi y wounding, CW: control y wounding, KI tratado con KPhi e infectado con P. infestans. CI: control infectado.Los resultados de la Figura 1 muestran la presencia del transcripto Stppo en los tratamientos con KPhi y control a los 0 y 7 días de infección, detectándose un mayor nivel de expresión en el tratado e infectado (KI). También se estudio el patrón de expresión de Piinf. Los resultados mostraron expresión en tratados e infectados (KI). y su respectivo control (CI), siendo menor la expresión del trascripto en tratados e infectados 7 días.Las actividades enzimáticas de POX y PPO fueron cuantificadas en hojas provenientes de plantas tratadas con KPhi, e infectadas con P. infestans. Las actividades fueron mayores en las hojas tratadas con KPhi respecto de los controles. Se obtuvo un incremento de la actividad de PPO en un 50% y de POX en un 130% con respecto al control (tratadas a tiempo 0 de infección)Los ensayos de inhibición de crecimiento de P. infestans y B. cinerea por KPhi in vitro, mostraron una inhibición del crecimiento de ambos patógenos de papa y tomate, respectivamente. Se observó una inhibición completa sobre P. infestans a las dosis de 1 y 0.67%, mientras que el crecimiento de B. cinerea se inhibióun 75 y 50%, respectivamente. También obtuvimos una inhibición del crecimiento de B. cinerea en hojas de plantas de tomate tratadas KPhi respecto de las controles, siendo estas diferencias significativas (p< 0.05 análisis T)CONCLUSIÓNEstos resultados estarían mostrando que a tiempos tardíos de infección (7 días) con un estado muy avanzado de la enfermedad, la PPO y POX estarían involucradas en el mecanismo de resistencia inducidos por KPhi en papa. En los primeros estudios realizados en hojas de tomate tratadas con KPhi observamos un tamaño del área infectada menor en las plantas tratadas con KPhi respecto de las controles, esto indicaría que esta teniendo un patrón similar al ya estudiado en papa donde presentan menor tamaño del área de infección las plantas tratadas (Lobato et al., 2008). La inhibición del crecimiento de P. infestans y B. cinerea en los medios enriquecidos con KPhi al 1%, sugieren que la disminución en el avance de la infección en plantas de papa y tomate también se debería a un efecto directo sobre ambos patógenos.Podemos concluir que los KPhi estarían teniendo un efecto dual en el control de enfermedades, por un lado estarían activando diferentes moléculas involucradas en la resistencia inducida, como así también a través de a un efecto directo del fosfito contra los patógenos dentro de la planta.En estudios futuros esperamos discernir el tipo de resistencia inducida producida por fosfitos en Solanaceas.REFERENCIAS-Chen CH, Belanger RR, Benhamou N, Paulitz TC. 2000. Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and Pythium aphanidermatum. Physiol Mol Plant Pathol 56: 13-23.-Lobato MC, Olivieri FP, González Altamiranda EA, Wolski EA, Daleo GR, CaldizDO, Andreu AB. 2008. Phosphite compounds reduce severity of fungal disease in potato seed tubers and foliage. European Journal of Plant Pathology122: 349-358.-Lobato MC, Olivieri FP, Daleo GR, Andreu AB. 2010. Antimicrobial activity of phosphites against different potato pathogens. Journal Plant Disease and Protection, 117 (3): XXX-XXX-Lasso MJ,Lobato MC, Cicore PL,Daleo GR, Olivieri FP, Andreu AB, Caldiz DO. 2008. Efecto de la aplicación de fosfitos sobre variables fisiológicas del cultivo de papa. XXIII Congreso ALAP´08. Publicado en Memorias, Sección Fisiología, pag 399-400. 1-5 de diciembre. Mar del Plata. ARGENTINA.-ten Have A, Diáz J, van Kan JAL. 2002. The role of ethylene and wound signaling in resistance of tomato to Botrytis cinerea. Plant Physiol 129: 1341-1351.