Butanoato de (Z)-3-hexenilo: eficacia y mecanismo de acción

Abstract

[ES] En respuesta a señales de estrés, las plantas sintetizan proteínas de defensa y compuestos químicos de diversa naturaleza. Entre otros, los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) pertenecen a este grupo de compuestos defensivos (Niinemets et al., 2013). A través de un análisis metabolómico no dirigido empleando la técnica de GC-MS, se identificaron algunos ésteres de (Z)-3-hexenilo que se inducían de manera diferencial como consecuencia de la infección de plantas de tomate ¿Rio Grande¿ con la bacteria avirulenta Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (López-Gresa et al., 2017). Para confirmar el papel defensivo de estos ésteres, se evaluaron tanto sus propiedades defensivas directas (antibacterianas y/o antioxidantes), como su papel defensivo indirecto mediante tratamientos exógenos en plantas de tomate, y se analizaron diferentes aspectos como la resistencia o susceptibilidad a la infección bacteriana, la acumulación de compuestos señalizadores, la inducción de proteínas de defensa o el efecto sobre el cierre estomático. De entre estos ésteres, cabe destacar el butanoato de (Z)-3-hexenilo (HB), que tras ser aplicado directamente sobre las plantas de tomate, no sólo produjo la inducción de proteínas y metabolitos defensivos, sino que también produjo un claro cierre de los estomas, provocando así un aumento de la resistencia frente a la infección bacteriana. Dicho compuesto ha sido patentado por estas características (Lisón et al., 2017). En este proyecto se profundiza en el estudio del mecanismo de acción del HB y se comprueba su eficacia en otras especies vegetales de interés agronómico y frente a estreses de tipo abiótico en los que la regulación del cierre estomático sea esencial, como la sequía. Nuestros estudios refuer- zan la importancia de los VOCs como compuestos fundamentales en la respuesta defensiva de las plantas frente a patógenos, además de ofrecer un nuevo producto, el HB, que puede tener un gran uso en agricultura.

[EN] In response to stress signals, plants synthesize defense proteins and several chemical compounds. Among others, volatile organic compounds (VOCs) belong to this defensive compounds group (Niinemets et al., 2013). A non-targeted GC-MS metabolomic analysis showed that some esters of (Z)-3-hexenol were differentially emitted by tomato cv. Rio Grande plants upon infection with the avirulent strain of the bacterium Pseudomonas syringae DC3000 pv. tomato (Pst) (Lopez-Gresa et al., 2017). To confirm the defensive role of these esters, both direct defensive properties (antibacterial and/or antioxidant), and their indirect defensive role, through exogenous treatments of tomato plants, were evaluated. Different aspects such as resistance or susceptibility to bacterial infection, signaling compounds accumulation, defense proteins induction or stomatal closure were also studied. Among all these esters of (Z)-3-hexenol, treatments of plants with (Z)-3-hexenyl butyrate (HB), resulted in stomatal closure, PR gene induction and enhanced resistance to the bacteria. Recently, this compound has been patented (Lisón et al., 2017). This project has focused on the mode of action of HB and its efficacy in other plant species and against different abiotic stresses in which stomatal regulation has a pivotal effect, such as drought. Our results reinforce the importance of VOCs as fundamental compounds in the defensive response of plants against pathogens, besides offering a new product, the HB, that can have a great use and value in agriculture.