MARY VERÓNICA SOFÍA
Congresos y reuniones científicas
Título:
LAS TELIOSPORAS DE THECAPHORA FREZII INDUCEN INMUNIDAD SISTÉMICA EN PLANTAS DE MANÍ RESISTENTES AL CARBÓN
Lugar:
Gerenal Cabrera, Córdoba
Reunión:
Jornada; XXXVIII JORNADA NACIONAL DEL MANÍ; 2023
Institución organizadora:
Agencia de Extensión Rural INTA Gral Cabrera; Centro Ingerieros Agrónomos General Cabrera y zona (Cba.)
Resumen:
Introducción
El maní es atacado por Thecaphora frezii, un hongo que se encuentra en los suelos en su forma de resistencia, las teliosporas, que germinan para penetrar los ginóforos o ?clavos? en el suelo e invadir los frutos en desarrollo, colonizándolos hasta convertirlos en una masa carbonosa. El conocimiento actual sugiere que los mecanismos de infección están cifrados en la comunicación química en ambos sentidos entre los clavos y las teliosporas. Entonces, componentes liberados por los clavos podrían inducir la germinación de las esporas de T. frezii, y a su vez, estas últimas podrían liberar compuestos que debiliten la inmunidad vegetal local y/o sistémica.
Las fitohormonas juegan importantes roles en el desarrollo y crecimiento de las plantas, así como, en la regulación de sus defensas contra el estrés biótico y abiótico. El ácido salicílico (AS) y el ácido jasmónico (AJ), se encuentran entre las fitohormonas más importantes que actúan como señales para desencadenar las respuestas locales y sistémicas de defensa de las plantas frente a patógenos. Generalmente, el AS es fuertemente asociado con la Resistencia Sistémica Adquirida (RSA), y es requerido para la resistencia a patógenos biótrofos y hemibiótrofos, mientras que, el AJ está involucrado en la Resistencia Sistémica Inducible
(RSI), y media la defensa de las plantas frente al ataque de patógenos necrótrofos e insectos herbívoros. Por lo tanto, en este trabajo se planteó estudiar los niveles de AS y AJ en clavos de plantas de maní susceptibles y resistentes a T. frezii, que estuvieron en contacto o no con las esporas de este hongo, para evaluar la probable inducción de respuestas de defensa locales y/o sistémicas, causadas por la interacción de dichas plantas con las teliosporas en el suelo.
Materiales y Métodos
Para cumplir con el objetivo propuesto, se utilizaron cultivares de plantas de maní susceptible (maní colorado) y resistente (CHI.inf.III) a T. frezii, provistos por el Criadero el Carmen. Las semillas fueron sembradas en suelo libres de teliosporas, dentro de macetas, a las cuales se las adicionaron tubos (con tierra y arena, mezcladas o no con teliosporas), donde penetraron los clavos de dichas plantas. De esta manera, se obtuvieron los clavos
que penetraron en el suelo de las macetas libre de teliosporas (Cm), para poder estudiar la resistencia sistémica, y los clavos que penetraron en el suelo de los tubos (Ct), los cuales estaban o no contaminados con las teliosporas, para poder estudiar la resistencia local. Posteriormente, en 100 mg de clavos se cuantificaron los niveles de AS y AJ por LC-MS/MS, mediante extracción con propanol/H 2 O/HCl (2:1:0,002) y diclorometano
(1:2). Luego, se obtuvo la fase orgánica inferior, la cual se evaporó y redisolvió en metanol:agua (1:1) con CH 2 O 2 al 0,1 %. Para la detección se utilizó un equipo LC-MS Waters XevoTQs Micro, y una columna de fase reversa (C18 Waters BEH 1,7 μm, 2,1 x 50 mm). La fase móvil usada fue agua:metanol (1:1) con 0,1% ácido fórmico, en un flujo de 0,25 mL/min. Para la identificación y cuantificación se utilizó un espectrómetro de masas
Xevo TQ-S micro de Waters acoplado al UPLC (LC-MS/MS). Los espectros de masas se registraron en modo positivo y negativo, y el software MassLynx (versión 4.1) se utilizó para la adquisición y procesamiento de datos.
Resultados
Los clavos de las plantas susceptibles a T. frezii, que fueron expuestos a las teliosporas (ST), presentaron incrementos significativos en los niveles de AS y AJ, respecto a las plantas susceptibles control (SC) (1,6 y 2,8 veces, respectivamente). Mientras que los niveles de estas fitohormonas disminuyeron significativamente en los clavos de plantas resistentes que penetraron en suelo contaminado con teliosporas (RT), encontrándose la
mitad del AS, y un 15 % del AJ, que se midió en las plantas resistentes control (RC). En consecuencia, la interacción con las teliosporas en los suelos disminuyó e incrementó el balance AS/AJ en los clavos de plantas susceptibles y resistentes, respectivamente.
Por otra parte, la presencia de teliosporas en los suelos provocó efectos antagónicos en los niveles de ambas fitohormonas, dependientes del tipo de planta, en tejidos que no fueron expuestos a dichas esporas, ya que se observó una reducción del AS y un aumento del AJ, en los clavos de plantas ST que no estuvieron en contacto con las teliosporas, así como también niveles incrementados y disminuidos de AS y AJ, respectivamente, en los clavos de plantas RT que penetraron en suelos libres de teliosporas. Por consiguiente, el balance AS/AJ
es afectado en los clavos provenientes de plantas ST y RT, que no tuvieron interacción directa con las teliosporas, dado que penetraron en suelos libres de estas esporas.
Conclusiones
Los hallazgos obtenidos en este trabajo evidencian que las teliosporas contaminantes de los suelos pueden inducir cambios en el perfil de fitohormonas que intervienen en las respuestas de defensa local y sistémica, tanto en platas de maní susceptibles, como resistentes a T. frezii, pero de manera diferencial. Los resultados indican que la interacción de las teliosporas con las plantas susceptibles, reduce el balance AS/AJ a nivel local, es decir en los clavos expuestos a las esporas de T. frezii, y a nivel sistémico (en los clavos que penetran en suelos libres de dichas esporas), lo que podría favorecer la invasión fúngica en los clavos que interaccionaron con las teliosporas, y volvería más susceptibles a los clavos que no lo hicieron todavía, ya que el AJ puede inducir una RSI, que es ineficiente contra la infección de patógenos biotróficos como T. frezii. Mientras que, los resultados obtenidos con las plantas resistentes evidencian que su interacción con las teliosporas aumenta la
El maní es atacado por Thecaphora frezii, un hongo que se encuentra en los suelos en su forma de resistencia, las teliosporas, que germinan para penetrar los ginóforos o ?clavos? en el suelo e invadir los frutos en desarrollo, colonizándolos hasta convertirlos en una masa carbonosa. El conocimiento actual sugiere que los mecanismos de infección están cifrados en la comunicación química en ambos sentidos entre los clavos y las teliosporas. Entonces, componentes liberados por los clavos podrían inducir la germinación de las esporas de T. frezii, y a su vez, estas últimas podrían liberar compuestos que debiliten la inmunidad vegetal local y/o sistémica.
Las fitohormonas juegan importantes roles en el desarrollo y crecimiento de las plantas, así como, en la regulación de sus defensas contra el estrés biótico y abiótico. El ácido salicílico (AS) y el ácido jasmónico (AJ), se encuentran entre las fitohormonas más importantes que actúan como señales para desencadenar las respuestas locales y sistémicas de defensa de las plantas frente a patógenos. Generalmente, el AS es fuertemente asociado con la Resistencia Sistémica Adquirida (RSA), y es requerido para la resistencia a patógenos biótrofos y hemibiótrofos, mientras que, el AJ está involucrado en la Resistencia Sistémica Inducible
(RSI), y media la defensa de las plantas frente al ataque de patógenos necrótrofos e insectos herbívoros. Por lo tanto, en este trabajo se planteó estudiar los niveles de AS y AJ en clavos de plantas de maní susceptibles y resistentes a T. frezii, que estuvieron en contacto o no con las esporas de este hongo, para evaluar la probable inducción de respuestas de defensa locales y/o sistémicas, causadas por la interacción de dichas plantas con las teliosporas en el suelo.
Materiales y Métodos
Para cumplir con el objetivo propuesto, se utilizaron cultivares de plantas de maní susceptible (maní colorado) y resistente (CHI.inf.III) a T. frezii, provistos por el Criadero el Carmen. Las semillas fueron sembradas en suelo libres de teliosporas, dentro de macetas, a las cuales se las adicionaron tubos (con tierra y arena, mezcladas o no con teliosporas), donde penetraron los clavos de dichas plantas. De esta manera, se obtuvieron los clavos
que penetraron en el suelo de las macetas libre de teliosporas (Cm), para poder estudiar la resistencia sistémica, y los clavos que penetraron en el suelo de los tubos (Ct), los cuales estaban o no contaminados con las teliosporas, para poder estudiar la resistencia local. Posteriormente, en 100 mg de clavos se cuantificaron los niveles de AS y AJ por LC-MS/MS, mediante extracción con propanol/H 2 O/HCl (2:1:0,002) y diclorometano
(1:2). Luego, se obtuvo la fase orgánica inferior, la cual se evaporó y redisolvió en metanol:agua (1:1) con CH 2 O 2 al 0,1 %. Para la detección se utilizó un equipo LC-MS Waters XevoTQs Micro, y una columna de fase reversa (C18 Waters BEH 1,7 μm, 2,1 x 50 mm). La fase móvil usada fue agua:metanol (1:1) con 0,1% ácido fórmico, en un flujo de 0,25 mL/min. Para la identificación y cuantificación se utilizó un espectrómetro de masas
Xevo TQ-S micro de Waters acoplado al UPLC (LC-MS/MS). Los espectros de masas se registraron en modo positivo y negativo, y el software MassLynx (versión 4.1) se utilizó para la adquisición y procesamiento de datos.
Resultados
Los clavos de las plantas susceptibles a T. frezii, que fueron expuestos a las teliosporas (ST), presentaron incrementos significativos en los niveles de AS y AJ, respecto a las plantas susceptibles control (SC) (1,6 y 2,8 veces, respectivamente). Mientras que los niveles de estas fitohormonas disminuyeron significativamente en los clavos de plantas resistentes que penetraron en suelo contaminado con teliosporas (RT), encontrándose la
mitad del AS, y un 15 % del AJ, que se midió en las plantas resistentes control (RC). En consecuencia, la interacción con las teliosporas en los suelos disminuyó e incrementó el balance AS/AJ en los clavos de plantas susceptibles y resistentes, respectivamente.
Por otra parte, la presencia de teliosporas en los suelos provocó efectos antagónicos en los niveles de ambas fitohormonas, dependientes del tipo de planta, en tejidos que no fueron expuestos a dichas esporas, ya que se observó una reducción del AS y un aumento del AJ, en los clavos de plantas ST que no estuvieron en contacto con las teliosporas, así como también niveles incrementados y disminuidos de AS y AJ, respectivamente, en los clavos de plantas RT que penetraron en suelos libres de teliosporas. Por consiguiente, el balance AS/AJ
es afectado en los clavos provenientes de plantas ST y RT, que no tuvieron interacción directa con las teliosporas, dado que penetraron en suelos libres de estas esporas.
Conclusiones
Los hallazgos obtenidos en este trabajo evidencian que las teliosporas contaminantes de los suelos pueden inducir cambios en el perfil de fitohormonas que intervienen en las respuestas de defensa local y sistémica, tanto en platas de maní susceptibles, como resistentes a T. frezii, pero de manera diferencial. Los resultados indican que la interacción de las teliosporas con las plantas susceptibles, reduce el balance AS/AJ a nivel local, es decir en los clavos expuestos a las esporas de T. frezii, y a nivel sistémico (en los clavos que penetran en suelos libres de dichas esporas), lo que podría favorecer la invasión fúngica en los clavos que interaccionaron con las teliosporas, y volvería más susceptibles a los clavos que no lo hicieron todavía, ya que el AJ puede inducir una RSI, que es ineficiente contra la infección de patógenos biotróficos como T. frezii. Mientras que, los resultados obtenidos con las plantas resistentes evidencian que su interacción con las teliosporas aumenta la
relación AS/AJ a nivel local y sistémico, lo que podría evitar el ingreso de T. frezii en los clavos, y aumentaría la resistencia de estas plantas a futuras infecciones de T. frezii, dado que el AS favorece el desarrollo de la RSA, la cual es una respuesta eficiente en la defensa de las plantas contra la invasión de este tipo de patógenos.
Financiamiento: MinCyT-Córdoba (PE 2019 y PID2018), ANPCyT-FONCyT (PICT 2019-04329, PICT-2021-CAT-I-00192, y PICT-2020-SERIEA-03880), y CONICET (PIP 2021-202311220200102478CO).
