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SEÑALIZACION DE LA RESPUESTA DEFENSIVA DE PLANTAS DE TOMATE FRENTE A BACTERIA: COMUNICACION INTRA- E INTER-PLANTA

Instituto Universitario Mixto de Biología Molecular y Celular de Plantas

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Año de inicio

2021

Organismo financiador

AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION

Tipo de proyecto

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Responsable científico

Lisón Párraga María Purificación

Resumen

Las pérdidas económicas causadas por el estrés vegetal, así como la mayor concienciación por la sostenibilidad medioambiental evidencian la necesidad de desarrollar nuevas estrategias agrícolas. La identificación de compuestos naturales que participan en la señalización de defensa de las plantas y que pueden ser utilizados como inductores de la respuesta defensiva, constituye una de estas estrategias. I2Tom.Com tiene como objetivo estudiar la señalización defensiva de las plantas de Tomate contra bacterias que se active tanto en la propia planta en respuesta a la infección mediante la producción de señales móviles (Comunicación Intra-planta), como en las plantas vecinas a través de la percepción por las plantas receptoras (r-plantas) de señales volátiles liberadas por las plantas emisoras infectadas (e-plantas; Comunicación Inter-planta). En particular, exploraremos la participación en esta señalización de tres grupos de moléculas que participan en la respuesta del tomate contra las bacterias, incluidos los bencenoides ácido salicílico (SA) y su éster metílico (MeSA), los monoterpenoides hidroxilados (MTP) y los ésteres de volátiles de hoja verde (GLV). Nuestra propuesta se basa en nuestros resultados en la identificación de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) emitidos diferencialmente por las plantas de tomate que resisten eficazmente la infección bacteriana, que incluyen ésteres de GLV y MTP. También hemos demostrado el papel defensivo del butirato de Z-3-hexenilo (HB), un éster de GLV que ha sido patentado y licenciado por su extraordinaria capacidad para inducir el cierre de los estomas, mostrando múltiples usos en agricultura (Lisón et al., 2017; López-Gresa et al, 2018; Payá et al., 2020). Además, en nuestra propuesta se incluyen resultados preliminares sobre el papel defensivo de los MTP. En relación con la fitohormona defensiva SA, nuestro objetivo también surge de resultados de nuestro grupo sobre el papel de una salicilato 5-hidroxilasa (Sl_S5H) que hidroxila SA a ácido gentísico. Hemos observado que el silenciamiento de Sl_S5H mejora la resistencia a bacterias en plantas de tomate, indicando la importancia del catabolismo de SA en la respuesta defensiva. Dado que el SA puede ser metilado en la forma volátil MeSA, estas plantas transgénicas constituyen una excelente herramienta para estudiar el papel de este compuesto en la comunicación defensiva intra- e interplanta. Por otro lado, nuestro grupo ha desvelado recientemente al estrés ribosómico como una nueva dimensión de la patogénesis viroidal (Cottilli et al, 2019; Prol et al., 2020). Por tanto, este fenómeno también se explorará en estas plantas transgénicas tras la infección por viroides. Principalmente, I2Tom.Com tiene como objetivo estudiar el papel de tres familias de compuestos en la respuesta defensiva del tomate mediante la caracterización fenotípica, molecular y química de: (i) e-plantas transgénicas con alteraciones en la producción de cualquiera de estas señales defensivas, y (ii) r-plantas cultivadas en presencia o ausencia de estas e-plantas que emiten específicamente diferentes aromas de resistencia. Nuestra propuesta ayudará a comprender la respuesta de señalización defensiva de las plantas que podría conducir al desarrollo de nuevas alternativas biotecnológicas para combatir estreses bióticos en la agricultura, a través de la identificación de nuevos inductores naturales y la generación de plantas transgénicas que los sobre-emitan.