Estudio del mecanismo de acción del cierre estomático mediado por butanoato de (Z)-3-hexenilo en plantas

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). En concreto, se ha identificado la emisión diferencial de ésteres de (Z)-3-hexenilo de plantas de tomate "Rio Grande" como consecuencia de la infección con la bacteria avirulenta Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (López-Gresa et al., 2017). 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 produce la inducción de proteínas y metabolitos defensivos, sino que también cierra los estomas, produciendo así un aumento de la resistencia frente a la infección bacteriana. Además, este cierre estomático mediado por HB no sólo fue observado en Solanáceas sino que también fue efectivo en varias especies de plantas pertenecientes al género Nicotiana, Arabidopsis, Medicago, Zea y Citrus (López-Gresa et al., 2018). Su gran eficacia y universalidad nos ha llevado a la obtención de una patente para dicho compuesto como inductor del cierre estomático (Lisón et al., 2017). En el presente TFM se profundiza en el estudio de los mecanismos de acción del HB, así como su posible interacción con diferentes rutas de señalización hormonales y defensivas. Para ello, se estudia el efecto -en términos de cierre estomático y resistencia a la infección por Pseudomonas syringae- que producen tratamientos exógenos de HB sobre plantas de Arabidopsis thaliana ecotipo Col-0 y Ler, así como, sobre plantas mutantes que tienen alterados diferentes genes clave en las etapas tempranas de la señalización defensiva. También se comprueba la existencia de un posible efecto de los VOCs en la comunicación entre plantas. Todos estos estudios refuerzan la importancia de los VOCs como compuestosc lave en la respuesta defensiva de las plantas frente a patógenos

[EN] In response to stress, plants synthesize different defense proteins and chemical compounds. Among others, volatile organic compounds (VOCs) belong to this group of defensive metabolites (Niinemets et al., 2013). Specifically, the differential emission of (Z)-3-hexenyl esters from "Rio Grande" tomato plants has been identified after the infection with the avirulent bacterium Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 (López-Gresa et al., 2017). Among these esters, it is worth mentioning the (Z)-3-hexenyl butanoate (HB) which, after being applied directly on tomato plants, not only induces proteins and defensive metabolites, but also closes the stomata, thus producing an increase in resistance against bacterial infection. Furthermore, this HB-mediated stomatal closure was also effective in several plant species belonging to the genus Nicotiana, Arabidopsis, Medicago, Zea and Citrus (López Gresa et al., 2018). Its efficacy and universality have led us to obtain a patent for this compound as an inducer of stomatal closure (Lisón et al., 2017). This TFM has focused into the study of the mechanisms of action of HB, as well as its possible interaction with different hormonal and defensive signaling pathways. To this aim, the effect -in terms of stomatal closure and resistance to infection by Pseudomonas syringaethat produce exogenous HB treatments on Arabidopsis thaliana ecotype Col-0 and Ler plants, as well as on mutant plants with different key genes altered in the early stages of defensive signaling, is studied. A possible effect of VOCs on communication between plants is also verified. All these studies reinforce the importance of VOCs as key compounds in the defensive response of plants against pathogens.