Ana María Castro UNLP-CONICET

Defensas constitutivas y

defensas inducibles, su

aprovechamiento y selección

PLAGAS ACOMPAÑANTES

Áfidos

Escarabajos

Tucuras y Langostas

BARRENADORES

CHINCHES

GUSANOS DEL SUELO

NEMÁTODOS

Agallas con forma de granos

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)

VALLAD & GOODMAN, 2004

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

• Defensas Indirectas

Defensas Directas sistémicas

Susceptible Tolerante- 4d

Castro et al., 1987; 1988

Áfidos e inhibición sistémica del crecimiento

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

MUCHAS GRACIAS!