Salicylic Acid Protects Potato Plants-from Phytoplasma-associated Stress and Improves Tuber Photosynthate Assimilation

Abstract

During a pathogen attack, cells triggers the overproduction of reactive oxygen species causing oxidative stress and physiological damage. Plants develop strategies using these reactive molecules for protection against pathogen attack. Phytoplasma are bacteria lacking cell walls that inhabit plant phloem and reduce yield, tuber quality, and commercial harvest value. Sprayed salicylic acid (SA) activated plant defense response against phytoplasma attack and reduced infection symptoms, favored photosynthate translocation, and improved tuber quality. Low levels of exogenous SA (0.001 mM) induced higher biological activity. Damage reduction was associated with high hydrogen peroxide and ascorbic acid contents together with reduction of peroxidase activity, suggesting an important SA role regulating these molecules counteracting pathogen effects.Resumen Durante un ataque patogénico las células presentan una sobreproducción de especies reactivas de oxígeno. Esto provoca estrés oxidativo y daño fisiológico. Las plantas aprovechan éstas moléculas reactivas para desarrollar estrategias que conducen a la autoprotección contra el patógeno atacante. Los fitoplasmas son bacterias sin pared celular que habitan el floema de las plantas y disminuyen el rendimiento, la calidad de los tubérculos y el valor comercial de las cosechas, entre otros daños. El ácido salicílico (SA) asperjado activó la respuesta de defensa de la planta contra el ataque del fitoplasma, redujo los síntomas de la infección, favoreció la translocación de fotosintetizados e incrementó la calidad de los tubérculos. Bajos niveles de SA exógeno (0.001 mM) mostraron mayor actividad biológica. La reducción de daño estuvo asociada a altos contenidos de peróxido de hidrógeno y ácido ascórbico acompañada de reducción de la actividad peroxidasa, lo que sugiere un papel importante del SA en la regulación de éstas moléculas contrarrestando los efectos dañinos del patógeno.

Phytoplasma-Responsive microRNAs Modulate Hormonal, Nutritional, and Stress Signalling Pathways in Mexican Lime Trees

“…The generation of ROS is a key process that is common to both biotic and abiotic stresses [38]. Production of ROS in plants in response to phytoplasma infection has also been reported [39]–[41]. Phytohormones constitute another class of endogenous molecules that modulate the protective responses of plants to biotic and abiotic stresses, primarily via signalling crosstalk [42].…”

Efecto de antioxidantes y señalizadores en plantas de papa (Solanum tuberosum L.) infectadas con Candidatus Liberibacter solanacearum bajo condiciones de invernadero

“…L. solanacearum que no tuvieron la aplicación de ningún compuesto, presentaron algunos síntomas típicos de infección por este patógeno parecidos a los observados en campo, tales como el engrosamiento del tallo, acortamiento de los entrenudos y baja producción y peso de tubér-culos. Sin embargo, otros síntomas inducidos por la bacteria bajo condiciones de campo como el enrro- llamiento de la hoja apical y coloración púrpura, clorosis y formación de tubérculos aéreos (INIFAP, 2000;Cadena et al, 2003;Secor et al, 2006;Martínez et al, 2007), estuvieron ausentes, posiblemente debido a que el ambiente bajo invernadero es más estable en contraste a las condiciones de campo donde se producen cambios ambientales bruscos (Sánchez et al, 2011). Además, bajo condiciones de campo las plantas están expuestas a la colonización constante del vector con el consecuente incremento de la concentración del patógeno, como lo reporta Sánchez (2010), pero en la var.…”

“…Las defensas puramente enzimáticas, tales como superóxido dismutasa, catalasas y peroxidasas protegen al eliminar directamente los radicales superóxido y el peróxido de hidrógeno y los convierten a especies menos reactivas (Scandalios, 2005); de esta manera, se elimina el daño que ocasionan estos compuestos en su calidad de radicales libres, pero cumplen su función previa de activar el sistema de defensa de las plantas debido a algún estrés biótico o abiótico. Sánchez et al (2011), reportan que el ácido salicílico asperjado activó la respuesta de defensa de la planta de papa contra el ataque de fitoplasma, lo cual redujo los síntomas de la infección, favoreció la translocación de fotosintatos e incrementó la calidad de los tubérculos, la mayor actividad biológica se observó con la aplicación de bajos niveles de ácido salicílico exógeno (0.001 mM), algo similar pudo haber ocurrido en este estudio en relación al H2O2, ya que si bien es cierto que este compuesto en altas concentraciones es dañino para la planta, su aplicación exógena fue positiva ya que probablemente activo la respuesta de defensa de la planta mediante la inducción de fitoalexina, la producción de especies reactivas del oxígeno (ERO), la acumulación de lignina y calosa para resistencia estructural, y la mejora antioxidante para con-trarrestar pro-oxidantes producidos durante el ataque (Bolwell, 1999;Baker et al, 2005). El ácido ascórbico controla el crecimiento y está mediada por contenido el contenido del peróxido de hidrógeno (Pedreira et al, 2004).…”

Long-term response on growth, antioxidant enzymes, and secondary metabolites in salicylic acid pre-treated Uncaria tomentosa microplants

“…Peroxidase (POX) activity was spectroscopically evaluated by following the oxidation of guaiacol using the extinction coefficient e 470 = 26.6 mM -1 cm -1 for tetraguaiacol according to Sánchez-Rojo et al (2011). The total reaction mixture (3 ml) contained 50 mM sodium phosphate (pH 7.0), 3.33 mM guaiacol, and 4 mM H 2 O 2 .…”

“…SA can also produce long-term protection against abiotic stress or pathogen attack through regulation of H 2 O 2 , as well as the antioxidant responses (Sánchez-Rojo et al 2011). However, the long-term effects of SA on the production of secondary metabolites in the stock plants for propagation have been little investigated.…”