Inducción de resistencia como estrategia defensiva ante la invasión patógena en soja (Glycine max (L.) Merr.)

Abstract

El genoma de soja (Glycine max (L.) Merr.) incluye sistemas de defensa latentes contra el ataque patogénico que pueden ser activados por moléculas inductoras. Las respuestas defensivas se inician con la exposición de la planta a microorganismos virulentos, avirulentos o de forma artificial, frente a ciertos compuestos químicos. En este trabajo se evaluó el potencial inductor de quitosano y oligoglucosamina (OGA). La solubilidad en agua del biopolímero disminuye significativamente por encima de pH 6, por lo cual se sintetizó OGA, mezcla de pentámeros y hexámeros, libremente soluble. El efecto inductor fue evaluado a través del contenido total de fitoalexinas y nivel de actividad de fosfolipasa A2 (PLA2) como parámetros indicadores. Las semillas de soja fueron embebidas en la solución de inductores, luego sembradas en sustrato estéril y mantenidas bajo condiciones controladas. Se determinó la concentración total de fitoalexinas en extractos de infiltrados de hojas, mediante espectrofotometría UV de segunda derivada. La actividad lipolítica PLA2 en semillas se determinó aplicando un método espectro-fotométrico continuo para el seguimiento de la hidrólisis de fosfolípidos catalizada por la enzima. El tratamiento con quitosano incrementó el contenido de fitoalexina en hojas en un 39 %, mientras que la aplicación de OGA produjo un aumento 41 veces superior. Se obtuvieron aumentos de actividad PLA2 de 45 % en semillas y 70 % en semillas pregerminadas inoculadas con el biopolímero. En cuanto a actividad enzimática PLA2, se registró aumento del 23 % en semillas y del 200 % en semillas pregerminadas tratadas con solución OGA. Los aumentos alcanzados en niveles de fitoalexinas y de activación de PLA2 indican que el biopolímero quitosano y especialmente, derivados OGA grado de polimerización 5-6 son efectivos en la inducción de resistencia en soja.

Soybean (Glycine max (L.) Merr.) genome includes latent defense systems against pathogen attack which could be activated by inductor molecules. The defensive responses start when plants are exposed to virulent or non virulent microorganisms or artificially, against certain chemical compounds. In this work, it was evaluated the inductor potential of chitosan polymer and oligo-glucosamine (OGA). The aqueous solubility of the polymer decrease significantly above pH 6, therefore OGA, a mixture of freely soluble pentamers and hexamers was synthesized. The inductor effect was evaluated through the phytoalexin content and the phospholipase A2 (PLA2) activity level as inductor parameters. Soybean seeds were imbibed with inductor solutions, sowed in sterile substrate and maintained under controlled conditions. The total phytoalexin content was determined in extracts of leave infiltrates applying second derivative ultraviolet spectrophotometry. The lipolytic PLA2 activity in seeds was determined by a continuous spectrophotometric method. Chitosan treatment increased 39 per cent the phytoalexin content in leaves, while the application of oligoglucosamine lead to an increase of 41 folds. It was registered PLA2 activity increases of 45 per cent in seeds and 70 per cent in pregerminated seeds inoculated with the biopolymer. The PLA2 activity was enhanced 23 per cent in seeds and 200 per cent in pregerminated seeds treated with OGA. The increase in phytoalexin content and PLA2 activity level shows that chitosan biopolymer, and specially oligo-glucosamine derivatives of 5-6 polimerization degree, are effective as soybean resistance inductors.