Es un detalle de defensa

1. HORMONAS VEGETALES EN SISTEMAS DE DEFENSA DE LAS PLANTAS
Presentación BV 2010 / / UNRC
Biología Vegetal, 2011.

2. Jasmonatos en germinación
Plantas de tomate cv.
Moneymaker y mutantes
 tos1 hipersensible a
estrés osmótico
 tss1 hipersensible a
estrés iónico
 tss2 hipers. a estrés
iónico y osmótico

4. Jasmonatos en germinación

5. Jasmonatos en germinación

6. Respuestas a estrés abiótico
10000
Control
Sal
8000
pmol/g de peso seco
100
80
g.PF/l
OPDA
JA
60
40
6000
4000
2000
20
0
0
0
7
14
21
28
Días de cultivo
Curvas de crecimiento de cultivos de raíces
transformadas en condiciones control y en NaCl 100
mM.
Salinizado IC = 42,4
Control
IC = 23,75
control
sal
1
7 días
control
sal
2
14 días
control
sal
control
3
21 días
sal
4
28 días
Concentraciones de JA y OPDA en raíces
transformadas control y salinizadas.
G. Abdala y col., 2003.
Plant Growth Regulation
40: 21-27, 2003.

7. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

9. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

10. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

11. Rol de ácido salicílico en estrés abiótico
Ácido salicílico (SA)
ROS scavenging ability show increased tolerance to
environmental stresses (reviewed by Bohnert and
Sheveleva, 1998; Nuccio et al., 1999; Hasegawa et
al., 2000; Kocsy et al., 2001).
In hypersensitive responses, SA is thought to
potentiate ROS signaling (Klessig et al., 2000).
Although it is unclear whether osmotic stress leads
to an increased SA level in plants, the observation
that osmotic stress and SA activate the same MAPK
(Hoyos and Zhang, 2000; Mikolajczyk et al., 2000;
see below) suggests that the osmotic stress signal
transduction and SA signal transduction may
employ certain common components.
Using transgenic Arabidopsis expressing a
salicylate hydroxylase (NahG) gene, Borsani et al.
(2001) demonstrated that these SA-deficient
seedlings are more tolerant to salt and other
osmotic stress. They suggested that the increased
osmotic stress tolerance might result from
decreased SA-mediated ROS generation in the
NahG-expressing plants.
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

12. Hormonas en respuesta a estrés biótico y
abiótico
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

13. Respuestas a estrés biótico
Diversas hormonas vegetales
tales como el ácido jasmónico
(JA), el ácido salicílico (SA) y el
etileno (ET) están implicadas en
los mecanismos de defensa a
estrés biótico ejerciendo su
acción en forma sinérgica y/o
antagónica (Shah, 2003; Guo y
Ecker, 2004; Pozo y col., 2005).
Aplicaciones exógena de SA y JA
a bajas concentraciones resultan
en una expresión sinérgica de la
proteína
de
respuesta
a
patogénesis (PR) y proteínas
dependientes de JA, mientras
que la aplicación a altas
concentraciones implicaron la
producción de ROS y muerte
celular (Mur y col., 2006).
Pozo y col., 2005

14. Respuestas a estrés biótico
Asimismo, otros compuestos como el ácido
abscísico (ABA), brasinoesteroides y auxinas
también se han visto involucrados en estos
procesos (Audenaert y col., 2002; Jameson, 2000;
Krishna, 2003; Nakashita y col., 2003; Thaler y
Bostock, 2004; Ton y Mauch-Mani, 2004).
Los mecanismos de defensa que se
inducen en la planta luego de una infección están
influenciados por el estilo de vida del patógeno:
- Requieren de células vegetales vivas para
desarrollarse (biotróficos) SA
- Que matan a la célula huésped y se alimentan del
tejido muerto (necrotróficos) JA

15. El mutante de Arabidopsis jar1, el cual posee sensibilidad reducida a MeJA, y el
triple mutante fad3fad7fad8 deficiente en la síntesis de JA, muestran
susceptibilidad a un oomicete no patógeno del género Pythium (Staswick y col.,
1998; Vijayan y col., 1998)
Recientemente, se observó un incremento en la susceptibilidad del mutante jar1
a Fusarium oxysporum (Berrocal-Lobo y Molina, 2004) y una disminución en
la resistencia a Cucumber mosaic virus en el mutante fad3fad7fad8 (Ryu y col.,
2004).
El mutante de Arabidopsis coi1, insensible a JA, posee alta susceptibilidad a la
bacteria patógena Erwinia carotovora (Norman-Setterbland y col., 2000) y a
los hongos necrotróficos Alternaria brassicicola y Botrytis cinerea (Thomma
y col., 1998).
Asimismo, la sobreexpresión de una JA carboxil metil transferasa incrementa
los niveles endógenos de MeJA aumentando por lo tanto la resistencia a
Botrytis cinerea (Seo y col., 2001). Por otro lado, la activación constitutiva de
la vía de transducción de señales de JA en Arabidopsis aumentó la resistencia
a los patógenos biotróficos Erysiphe cichoracearum, Erysiphe orontii y
Oidium lycopersicum (Ellis y col., 2002).

16. En tomate, el mutante insensible a JA jai1 mostró un alto índice de
mortalidad debido al marchitamiento causado por Fussarium spp.
Por otra parte, la resistencia a patógenos biotróficos tales como
Oidium spp. no se vió afectada en el mutante de tomate def1,
deficiente en JA (Thaler y col., 2004).
Inducción de resistencia sistémica inducida (ISR) por Rizobacteria
JA, en concordancia con ET, participan en la resistencia sistémica
inducida (ISR) por rizobacterias a diferentes tipos de bacterias y
hongos patógenos.
Un grupo importante de rizobacterias no patogénicas, como las
Pseudomonas spp., que tienen características PGPR (rizobacterias
promotoras del crecimiento en plantas) son capaces de inducir ISR
hacia un amplio número de patógenos en Arabidopsis
Para la inducción de ISR se requiere de un reconocimiento específico
entre la planta y la rizobacteria, y este tipo de resistencia es
determinado genéticamente por la planta

17. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Fig.7. Modelo que ilustra el rol de JA en la inducción de resistencia a
patógenos. A) El reconocimiento del patógeno por la planta induce la producción
de JA, ET y SA. La interacción entre los diferentes compuestos conduce a la
inducción de genes de defensa, lo cual determina la respuesta de defensa por parte
de la planta. B) Microorganismos benéficos, tales como rizobacterias, o
pretratamientos con MeJA determinan una rápida y efectiva inducción de las
respuestas de defensa de las plantas dependiente de JA luego del ataque del
patógeno. Adaptada de Pozo y col. (2005).

18. Jasmonatos en la respuesta de las plantas a herbívoros
La herida ocasionada por el herbívoro activa un mecanismo de
defensa en el tejido dañado directamente (respuesta local), y en
hojas no dañadas localizadas a considerable distancia del sitio inicial
de ataque (respuesta sistémica).
Los JAs como miembros de la familia de las oxilipinas
desempeñan una importante función en la inducción de la defensa a
insectos herbívoros y otros animales que se alimentan de las
plantas.
Los JAs actúan indirectamente al ataque del herbívoro generando
emisiones volátiles, (similar a que fuera un herida) y directamente a
través de la síntesis de proteínas y pequeñas moléculas, (PINs,
leucine aminopéptidasa, threonine deaminasa (TD), and arginase),
con acción en el tracto digestivo del herbívoro.
La TD tendría no solo efecto sobre el herbívoro, sino tambien
podría contribuir en la planta a formar Ile, y con ello la síntesis de JAIle, la cual esta presente en caso de “wounding”.

19. For a long time, an active systemin was found only in tomato
(Solanum lycopersicon), but not in tobacco.

20. A otras oxylipinas con actividad biológica?

21. A otras oxylipinas con actividad biológica?
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

24. Como es la señalización entre
señales hormonales ?
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

25. The cellulose
synthase gene
CeSA3/CEV1
controls a point of
convergence
-
JIN1/MYC2
by coordinating a
transcriptional cascade
(Dombrecht et. al., 2007)
FT
PR1
Overexpression of
WRKY70 leads
expression of the SAresponsive PR genes and
suppression leads to
expression from JAresponsive genes

26. Rol de ácido salicílico en estrés biótico
Ácido salicílico (SA)
UDP-glucosiltransferasa (UGT)
Ácido salicílico - Glucoside (SAG)
Vacuola
SA-carboxil metiltransferasa (SAMT)
Metil salicílico (MeSA)
Ester volatil
avrPphB suceptible (PBS3) …
Ácido salicílico aminoácido conjugado (SA-aa)
??
Proteína de respuesta a patogénesis (PR1)
Actúa en la Respuesta Sistemica Aquirida
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Current Opinion in Plant Biology 2007, 10:446-472

27. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

28. Plant Physiology, April 2008,
Vol. 146, pp. 1459–1468
Kazan and Manners
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

29. Señalización celular
The JAI3 protein contains a ZIM
(zinc finger protein expressed in
inflorescence meristem) domain (Shikata
et al., 2003).
JA-ILE
Because JAI3 was both an early JAresponsive gene and required for JA
sensitivity, it was renamed as JASMONATE
ZIM DOMAIN3 (JAZ3; Chini et al., 2007).
Thines et al. (2007).
Early JA-inducible genes in Arabidopsis
had found that, as early as 30 min after JA
treatment, several genes encoding
individual members of the JAZ protein
family
JAZ1 and JAI3/JAZ3 are indeed the
long-sought repressors of the JA signaling
pathway, and their SCFCOI1-dependent
ubiquitination is required for the activation
of JA-responsive gene expression.
Ubiquitination
JA
Protea
-some

30. Señalización celular

31. Isoform of JAS1, designated as JAS1.3/JAZ10.3, made the plants less and
more sensitive to growth repression by MeJA
The molecular mechanism(s) ofJAS1.3/JAZ10.3 mediated growth phenotype
is currently far from clear yet.
The finding that JA-Ile, a jasmonic acid-Ile conjugate, but not jasmonic acid
itself, MeJA, COR, or the JA precursor 12-OPDA promotes the interaction
between SCFCOI1-JAZ complexes in yeast two-hybrid assays (Thines et
al., 2007) raises new questions regarding the exact nature of the JA signal(s)
perceived by putative JA receptors.
Perspectives
The genuine ligand of a jasmonic acid receptor: Improved
analysis of jasmonates is now required
Claus Wasternack and Daoxin Xie
Volume 5, Issue 4
April 2010
Pages 337 - 340

32. JA-L-Leu
JA-L-Val
JA-L-ACC
Inactiva
JA-L-Ile
methyl
ester
In vivo
35 : 65
20 : 80
Sintético
06 : 94
Inactiva
Activa
Reacción
Reversible
Inactiva

33. JAR1

34. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

35. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

36. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

37. Large-scale expression profiling an physiological
characterization
of
jasmonic
acid-mediated
adaptation of barley to salinity stress
HARKAMAL WALIA , et. al., 2007
Plant, Cell and Environment Vol. 30, 4 Pages: 410-421
Therefore, the increased abundance of CA by JA pre-treatment
2 d before salinity stress can prime the subsequently stressed
plants and make photosynthetic machinery more adaptive to
salinity stress compared to directly salt-stressed plants.

38. Otros organismos producen Jas?
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

39. Ocurrencia de JAs
Hongos:
Botryodiplodia theobromae (+) 7-iso-JA (Miersch et al. 1991)
Gibberella fujikuroi (+) 7-iso-JA, (-) JA, (-) JA conjugado con
isoleucina, (+) 7-iso-JA conjugado con isoleucina, 4,5dedihidro JA conjugado con isoleucina, 9,10-dedihidro JA
conjugado con isoleucina (Miersch et al. 1992)
En 23 géneros y 46 cepas de hongos (+) 7-iso-JA, (-) JA, 9,10dedihidro JA, 11-OH-JA, CA (Miersch et al. 1993)
Saccharomices cerevisiae JA (Abdala et al. 1999)

40. Algas:
Euglena, Spirulina, Chlorella (-) JA, MeJA (Ueda et al. 1991)
Gelidium latifolium (alga roja) (+) 7-iso-JA, (-) JA, MeJA
(Kuprina and Dathe 1991)
Helechos:
Equisetum arvense (+) 7-iso-JA, (-) JA, CA
Bacterias:
Escherichia coli JA (Abdala et al. 1999)
Bacillus…

41. hormonas y m.o.

42. T
Verticillum growth (%)
hormonas y m.o.
C
120
a
b
b
SA
JA
80
40
0
B
120
a
b
80
c
40
0
Control
SA
JA
A
120
Alternaria growth (%)
JA Vs. Alternaria spp.
Sclerotinia growth (%)
Control
a
b
b
80
40
0
Control
SA
JA

43. Interactions between carbon and nitrogen metabolic signalling networks
UV-B, cold
shock,
wounding,
JAME,
ACC, SA.
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
SnRK1 is involved in the
re-allocation of carbon in
response to herbivory
(Schwachtje et al., 2006)
Hey, S. J. et al. Ann Bot 2010 105:197-203;
doi:10.1093/aob/mcp285
GCN2 was originally
characterized in yeast, where
it functions to sense and
respond to amino acid
starvation, not only causes a
general reduction in protein
synthesis but also change in
expression of a large number
of genes involved in, amongst
other things, amino acid
biosynthesis; this response is
known as general amino acid
control (Hinnebusch, 2005).

44. Hey, S. J. et al. Ann Bot
2010 105:197-203;
doi:10.1093/aob/mcp285
SnRK1 in cellcycle control
(Francis and
Halford, 2006)
(Halford
and Hey,
2009)
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Phosphorylation
Response element
binding proteins
Family of bZIP
transcription factors
SnRKs are closely related to calcium-dependent
protein kinases (CDPKs); Binding of calcium ions
to this domain increases kinase activity Many
CDPK genes themselves contain an ABAresponse element in their promoter, and some
have been shown to be induced at the
transcriptional level by ABA.

45. Que estamos haciendo?
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC

46. Respuesta a estrés abiótico

47. Respuesta a estrés abiótico
A
B
C

48. Jasmonatos en germinación
En que estamos …..
Determinar las asociaciones marcador-gen o marcador –QTL, las
distancias en los ligados y cuantificar la participación relativa de cada
QTL en la expresión total de la tolerancia a estrés hídrico en los primeros
estadios del crecimiento de las plantas.
Se realizarán determinaciones fenotípicas (poder germinativo y perfiles
hormonales) y se asociarán con los resultados obtenidos a partir de los
resultados moleculares.

49. Determinación de QTLs para estrés hídrico en girasol
Determinaciones
Determinaciones fenotípicas de PG, y
desarrollo plántula y rendimiento en
granos y aceite.
Germoplasma
Línea
B59 x R432 – B71
Evaluación de perfiles de hormonas
asociadas a estrés, mediante LC-MS/MS
F1
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Mapeo de genes responsables de la tolerancia
a sequía por microsatélites y determinación de
QTLs para sequía
Determinaciones fenotípicas de PG,
desarrollo plántula y rendimiento en
granos y aceite.
Evaluación de perfiles de hormonas
asociadas a estrés, mediante LC-MS/MS
X
F2
F3
F1

50. Determinar el poder germinativo y los contenidos hormonales de líneas F3
provenientes de los cruzamientos de (B71 x B59) y (R432 x B59), en
condiciones control y sometidas a estrés hídrico.
160
140
Poder germinativo
Presentación RC 2010 / /2010 / / UNRC
Presentación CP- CP-VM UNRC
120
100
80
60
40
20
0
Control
400 Mm
Tratamientos
F28
F340
F290
F274
F174
F140
F178
F132
F305
F323
F95
F296
F185
F147
F310
F224
FB59
R432
F336
F123
F153
F212
F131
F112
F330
F277
F107
F54
F322
F256
F138

51. Control
400 mM de manitol
1000
900
*
ABA pmol/gr. PS
800
*
*
700
600
500
*
400
300
200
100
0
174
199
314
310
224
290
Familias F3 Tolerantes
Control
400 mM de manitol
1000
900
ABA pmol/gr. PS
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
800
700
600
*
500
*
400
*
300
200
100
0
148
333
336
Familias F3 Sensibles
95
300

52. Control
400 mM de manitol
160000
140000
*
SA pmol/gr. PS
120000
100000
80000
60000
*
40000
20000
0
174
199
314
310
224
290
Familias F3 Tolerantes
Control
400 mM de manitol
160000
140000
SA pmol/gr. PS
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
120000
100000
80000
60000
40000
20000
*
*
0
148
333
336
Familias F3 Sensibles
95
300

53. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Determinar evaluar y
correlacionar el
contenido endógeno
de ácido jasmónico
(JA), ácido abscísico
(ABA) y derivados,
con la expresión de
genes relacionados al
metabolismo
hormonal y la
respuesta a estrés
hídrico durante la
etapa de crecimiento
temprano de dos
líneas endocriadas de
girasol, sensible y
tolerante a estrés
hídrico.

54. Análisis de cambios transcripcionales
Expresión de los genes candidatos serán probados en plántulas de girasol de 18
días en condición control y con estrés hídrico tanto en parte aérea como radical de las
líneas B59 y B71.
Jasmónico
AOC (aleno óxido ciclasa)
OPR3 (12-Oxophytodienoate reductase) relacionado a síntesis de ácido
jasmónico
PIN2 (inhibidor de proteasas 2) de respuesta a estrés biótico y abiótico
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Ácido Abscísico
NCED1 (9-cis-epoxicarotenoide-dioxigenasa)
AAO3 (abscísico aldehído oxidasa) relacionados a la síntesis de ABA
ABA 8’-OH (ácido abscísico 8’-hidroxilasa)
GT (glucosil transferasa) y BG (â-glucosidasa) relacionados al catabolismo de
ABA
RAB18 (respuesta a ABA 18)
RD22 (respuesta a desecación 22)
RD26 (respuesta a desecación 26)
HaABRC5 (elemento ABRE de girasol) genes de respuesta, inducibles por ABA y
estrés abiótico.

55. Determinación de QTLs y mapeo de genes para estrés hídrico en girasol
Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
Evaluar el rendimiento a campo de líneas F6 provenientes de
los cruzamientos de (B71 x B59) y (R432 x B59), en
condiciones control y sometidas a estrés hídrico.
Ensayo a campo de evaluación de germoplasma de girasol, realizado por la Universidad Nacional de La Pampa e INTA
EEA Anguil, La Pampa. 2009/2010.

56. Presentación CP- RC 2010 / / UNRC
GRUPO DE TRABAJO
Dra. Abdala, Guillermina. UNRC
Dr. Alemano, Sergio. UNRC
Dra. Vigliocco, Ana. UNRC
Dra. Andrade, Andrea. UNRC - CONICET
MSc. Alvaréz Daniel. INTA Manfredi
Dr. Jorge Gieco. INTA Manfredi
Dra. Molas, Lía. UNLP
Mic. Moreno, María. INTA Manfredi
Mic. Cristian Fernandez. FONCYT
Lic. Maximiliano Escalante. FONCYT
Mic. Paula Castillo. CONICET
Mic. Masciarelli Oscar. CONICET
Alum. Mic. Julieta Irigaray. UNRC
Alum. Biol. Agustina Nicola
Alum. Biol. Laura Moyano
Alum. Ing. Agr. Javier Torres. UNRC
Alum. Ing. Agr. Román Castillo. UNRC
Alum. Ing. Agr. Horacio Gómez. UNRC
Alum. Ing. Agr. Francisco Gadea. UNRC
Alum. Ing. Agr. Juan Pablo Gonzales