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Ecophysiology
Ecofisiología
Ecofisiologia
Hyperaccumulation
Hiperacumulación
Hiperacumulació
Phytopatology
Fitopatología
Fitopatologia
Unravelling the role of zinc in the resistance to necrotrophic fungi in arabidopsis thaliana and noccaea caerulescens
[Barcelona] :
Universitat Autònoma de Barcelona,
2015
Accés lliure
http://hdl.handle.net/10803/319689
cr |||||||||||
AAMMDDs2015 sp ||||fsm||||0|| 0 eng|c
9788449056345
Gallego Páramo, Berta,
autor
1 recurs en línia (173 pàgines)
Tesi
Doctorat
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia
2014
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Biologia Animal, de Biologia Vegetal i d'Ecologia
Tesis i dissertacions electròniques
Poschenrieder Wie ns, Charlotte,
supervisor acadèmic
Barceló Coll, Juan,
supervisor acadèmic
Cabot Bibiloni, Catalina,
supervisor acadèmic
TDX
El zinc es un micronutriente esencial para las plantas, pero tóxico a concentraciones elevadas.
La mayoría de las plantas adaptadas a suelos metalíferos excluyen el exceso de metales de sus
tejidos. Sin embargo, algunas plantas denominadas hiperacumuladoras toleran y acumulan en
parte aérea concentraciones de metales extremadamente altas. Una de las hipótesis más
aceptadas que explica la adquisición de este rasgo relaciona una elevada concentración de
metales con una mayor resistencia a patógenos y herbívoros (hipótesis de la defensa metálica).
De hecho, existen evidencias de que altas concentraciones de metal en planta pueden ser tóxicas
para microorganismos fitopatógenos (hipótesis de la defensa elemental), incluso a niveles por
debajo del umbral de hiperacumulación (hipótesis de la mejora defensiva). No obstante, el Zn
podría sobre o subregular compuestos orgánicos relacionados con el sistema inmune de la
planta, acentuando la respuesta al estrés (hipótesis de los efectos conjuntos) o ahorrando costes
metabólicos (hipótesis de la compensación).
En esta tesis se examinó la hipótesis de la defensa metálica en plantas hiperacumuladoras y no
hiperacumuladoras inoculadas con hongos necrotróficos. Para ello se consideraron el efecto
directo tóxico del Zn y la interacción con las defensas orgánicas, estableciéndose tres
patosistemas con plantas creciendo en distintas concentraciones de Zn: Noccaea
caerulescens inoculada con Alternaria brassicicola y Arabidopsis thaliana inoculada
con Alternaria o Botrytis cinerea. En el caso de Arabidopsis, se emplearon cuatro mutantes con
defectos metabólicos en la respuesta al estrés: npr1, pad1, coi1 y etr1. Además, se localizaron
en los Pirineos poblaciones naturales de plantas del género Noccaea, que fueron identificadas y
caracterizadas con vista a futuros experimentos de campo.
El Zn mejoró la resistencia de Noccaea a Alternaria, y se correlacionó negativamente con
algunas de las defensas orgánicas. A pesar de que el SA, JA, ABA y las expresiones de varios
genes marcadores de las rutas del SA, JA y JA/Et fueron inducidos por igual 24 horas tras la
inoculación con Alternaria, una semana más tarde el Zn y las rutas de señalización de estrés se
correlacionaron negativamente. Asimismo, se encontró una compensación entre el Zn y los
glucosinolatos en hoja, pero, por el contrario, una semana después de la inoculación
con Alternaria la concentración de glucosinolatos se vio incrementada en las hojas infectadas
con mayor concentración de Zn.
Las plantas de A. thaliana silvestres tratadas con Zn fueron más resistentes a Alternaria, pero no
claramente a Botrytis. Arabidopsis silvestre y los mutantes de las rutas de señalización de estrés
acumularon concentraciones similares de Zn en hoja, descritas como tóxicas para Alternaria,
pero no para Botrytis. El Zn amplificó la expresión de los genes relacionados con las rutas de
señalización del SA y del JA/Et en respuesta a la infección por Alternaria. Sin embargo, los
cambios en las concentraciones de SA, JA, ABA y ACC no fueron responsables de las
diferencias en la resistencia a Alternaria. Los mutantes tratados con Zn no fueron más
resistentes a ninguno de los patógenos o incluso más susceptibles a Botrytis. Como el Zn no
compensó su defecto metabólico, se sugiere que las defensas orgánicas activadas por el Zn
tuvieron un papel más importante contra Alternaria que el Zn como defensa inorgánica.
Las plantas de tres poblaciones de suelos no metalíferos de los Pirineos hiperacumularon Zn y
Cd y fueron identificadas como Noccaea brachypetala según características morfológicas.
Además, creciendo en hidroponía, presentaron diferencias fenotípicas, lo cual sugiere que
existen diferencias genéticas subyacentes puestas de manifiesto en la expresión de genes de
trasportadores de metales en respuesta a Zn y Cd exógenos. El uso de estas poblaciones para
estudios de campo se ve limitado por su fragilidad y dificultad de acceso.
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