Estudio de moléculas señal en el estrés oxidativo en plantas de papa infectadas con Candidatus Liberibacter y su asociación con las relaciones hídricas.

Abstract

El objetivo del presente trabajo fue estudiar el efecto del ácido salicílico (AS), dehidroascorbato (DHA) y peróxido de hidrógeno (H2O2), como moléculas señal, en la respuesta al estrés oxidativo en plantas de Solanum tuberosum infectadas con Candidatus Liberibacter y en las relaciones hídricas de la planta. Etapa 1: Esquejes nodales de papa del clon 981819 infectadas con Ca. Liberibacter fueron incubados en H2O2 o DHA posteriormente fueron subcultivados en medio MS convencional exepto el tratamiento con AS. A los 30 días se determinó la actividad enzimática de catalasa (CAT), peroxidasa (POX), calosa sintetasa, concentración de H2O2, acumulación de calosa, contenido relativo de clorofila, peso fresco y altura de la vitroplanta. Etapa 2: vitroplantas provenientes de la etapa 1, fueron trasplantadas en condiciones de invernadero para evaluar el efecto a largo plazo de las moléculas señal. A los 73 días después del trasplante (DDT) se les determinó las mismas variables de la etapa 1, la altura de la planta, diámetro del sexto entrenudo, conductancia estomática (gs), potencial hídrico (ΨA), peso fresco y seco. A los 120 DDT se determinó el peso y número de minitubérculos. Etapa 3: vitroplantas infectadas con Ca. Liberibacter se trasplantaron a invernadero. Las plantas se asperjaron cada tercer día con AS, H2O2 o DHA. Las variables analizadas y tiempos de evaluación fueron las mismas de la etapa 2. Resultados: etapa 1; las vitroplantas infectadas redujeron significativamente la actividad de CAT, calosa sintetasa. La actividad de POX y la concentración de H2O2 se incrementaron significativamente respecto a las plantas no infectadas. Los tratamientos con AS, DHA y H2O2 incrementaron significativamente la actividad de CAT en contraste con las plantas testigos infectadas. La acumulación de calosa y actividad de la calosa sintetasa incrementó por efecto del H2O2, similares al de las plantas no infectadas. Los tratamientos con AS, H2O2 y DHA incrementaron significativamente el peso fresco, longitud del tallo y contenido relativo de clorofila. En la etapa 2, el patógeno incrementó el ΨA, redujo la gs, contenido relativo de clorofila el peso fresco, número y peso de minitubérculos significativamente. Los pretratamientos incrementaron el contenido relativo de clorofila; mientras que el AS y H2O2 redujeron la gs, el DHA incrementó la gs significativamente. El pretratamiento con H2O2 indujo un incremento significativo en la altura del tallo, peso fresco, seco y contenido relativo de clorofila. El H2O2 indujo un incremento en el número de brotes de minitubérculos provenientes de plantas infectadas. En la etapa 3, DHA y H2O2 incrementaron significativamente la actividad de CAT; el AS y H2O2, el peso fresco, seco y altura, de las plantas. Los tratamientos incrementaron el peso de minitubérculos con respecto a las plantas testigos infectadas. Los resultados sugieren que CAT, POX y H2O2 podrían estar involucrados en la síntesis de calosa mediada por el H2O2 en condiciones in vitro. El AS, DHA y H2O2 tuvieron efectos a largo y corto plazo ateanuando los síntomas de la enfermedad de “Zebra chip” asociada a Ca. Liberibacter. _______________ SIGNAL MOLECULES STUDY IN THE OXIDATIVE STRESS ON POTATO PLANTS INFECTED BY CADIDATUS LIBERIBACTER AND THEIR ASSOCIATION WITH WATER RELATIONS. ABSTRACT: The aim of this research was to evaluate the effect of salycilic acid (AS), dehydroascorbate (DHA) and hydrogen peroxide (H2O2) as signaling molecules in the oxidative response in Solanum tuberosum to stress caused by infection with Candidatus Liberibacter; as well as to know the effect of the pathogen on plant water relations. Phase 1: 981819 potato clone single nodes infected with Ca. Liberibacter solanacearum were incubated for 1 hour in H2O2 or DHA thereafther they were subcultured in Murashigue and Skoog propagation medium without any treatment. Another group of explants were cultured with MS propagation medium and added with SA. at 30 days the enzymatic activity of catalase (CAT), peroxidase (POX), calose synthase, H2O2 content, callose accumulation, chlorophyll, fresh weight and plant height determinate. Phase 2: pretreated vitroplants from phase 1, were transplanted to pots and grown under greenhouse conditions to evaluate the long-term effect of SA, DHA and H2O2. At 73 days after transplantation (DAT) were determinated all variables like pahse 1 experiement as well as, plant height, sixth internode diameter, stomatal conductance (gs) and plant water potential (ΨW), fresh and dry weight. At 120 DAT minituber number and weight were determinated. Phase 3: vitroplants non- infected or infected were transplanted to pots and grown under greenhouse conditions. Plants in greenhouse were sprayed twice a week from 30 DAT during the next 45 days with AS; H2O2; or DHA. The enzymatic evaluation and physiological determination were similar as describe in phase 2. Results. Phase 1: infected vitroplants reduced CAT activity significantly as well as that callose synthase; while POX activity and H2O2 content increased significantly respect to no-infected vitroplants. AS, DHA and H2O2 treatments significantly increased CAT respect to infected-control. The callose accumulation and callosa synthase activity significantly decreased in infected vitroplants respect to non-infected. However, H2O2 treatment increased callose synthase activity and accumulation at similar levels to non-infected vitroplants. AS, DHA and H2O2 in vitro treatments significantly increased fresh weight, stem length and chlorophyll content. Phase 2: Ca. Liberibacter increased ΨW, reduced gs, relative chlorophyll content, fresh weight, minitubers number and weight in a meaningful way, whereas an increase in H2O2 content was observed mediated by a reduction in CAT activity. A long-term effect of DHA treatment in tuber weight, gs, and chlorophyll content was observed. DHA treatment reduced H2O2 content and increased CAT activity in infected plants showing an augmentation in minituber weight. Interestingly, a long term effect of H2O2, significantly increased stem height, shoot fresh and dry weight, chlorophyll relative content and minitubers weight. Phase 3: SA and H2O2 treatments significantly increased fresh and dry weight, stem height and sprouting number respect to infected control plants. It was noted that the SA, DHA and H2O2 had short and long-term promoted ameliorative symptoms in Ca. Liberibacter infected plants.