Priming strength in three species of pine by applying low concentrations Metil Jasmonato: alteration of induced resin production

Autor: Muñoz Carvajales, Manuel
Přispěvatelé: Zas Arregui, Rafael, Sampedro Pérez, Luis, Ministerio de Ciencia e Innovación (España), Ministerio de Economía y Competitividad (España)
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
instname
ISSN: 2010-1872
Popis: 70 páginas.- Proyecto Fin de Carrera de Ingeniería Técnica Forestal de Pontevedra, Universidad de Vigo
[EN] Plants are defended from herbivores and pathogens by two main mechanisms of defenses: (constitutive defenses and induced defenses). The first one is always present and the second is only activated in response to an attack. Previous studies show that the application of high concentrations of methyl jasmonate (MeJa), a phytohormone involved in the activation of induced defenses which a similar response in the herbivore real pine seedling, increasing resin production and reducing damage from various insects and fungal pathogens. So, the induction of defenses by applying MeJa has been proposed as an interesting alternative to phytosanitary control. The drawback of this tool is that, by increasing investment in defense mechanisms, there is a decrease of other vital metabolic activities, and in particular a reduction of the growth. It was recently discovered an intermediate state of pre-alert, known as priming, in which plants prepare their defense equipment without generating changes in the production of defenses and thus without affecting their growth. Primed plants, are nevertheless able to respond more quickly and effectively to a subsequent herbivory damage. In this research we studied whether this intermediate between constitutive and induced defenses also exists in the genus Pinus. An experiment was conducted with three seedlings Pine species (P. pinaster, P. radiata y P. sylvestris). To this end, we apply low concentrations of MeJa (0-25 mM), and expire its effects on the ability of pine seedlings to respond to insect damage (Hylobius abietis), increasing the concentration of non-volatile resin in their tissues. This insect herbivory a dining curculionid crust and phloem, only produced changes in resin content in the top stem of plants P. pinaster and P. sylvestris. For these two species, an increase in non-volatile resin between 30% and 60% was observed in response to insect herbivory. This answer was not the same in all MeJa´s pre-treatments. MeJa application at a low concentration (1, 5 mM) significantly increased the capacity of these two species of insect consumer respond by increasing the concentration of nonvolatile resin at the top of the stem. Rather similar effects were observed in non-volatile resin at the lower part of stem or on the needles, or in any of the tissues of P. radiata. These results point to the possibility of applying primer MeJa as defensive machinery pine species, at least in P. pinaster and P. sylvestris.
[ES] Las plantas se defiende de los herbívoros y patógenos mediante dos mecanismos de defensas principales: (defensas constitutivas y defensas inducidas). Las primeras están siempre presentes y las segundas solo se activan en respuesta a un ataque. Estudios previos muestran que, la aplicación de altas concentraciones de metil jasmonato (MeJa), una fitohormona involucrada en la activación de defensas inducidas, provoca una respuesta similar a la herbivoría real en plántulas de pino, aumentando la producción de resina y reduciendo los daños producidos por distintos insectos y hongos patógenos. Así, la inducción de defensas mediante aplicación de MeJa se ha propuesto como una interesante alternativa de control fitosanitario. El inconveniente de esta herramienta, es que, al incrementar la inversión en mecanismos defensivos, se produce una disminución de otras actividades metabólicas vitales, y en particular una reducción del crecimiento. Recientemente se ha descubierto un estado intermedio de prealerta, conocido como Priming, en la que las plantas preparan su maquinaria defensiva sin generar cambios en la producción de defensas y por tanto sin afectar al crecimiento. Las plantas imprimadas, son capaces sin embargo de responder de forma más rápida y eficaz a un daño posterior de herbivoría. En este trabajo de investigación se estudió si este intermedio entre defensas constitutivas y defensas inducidas también existe en el género Pinus. Se realizó un experimento con plantas jóvenes de tres especies de Pino (P. pinaster, P. radiata y P. sylvestris). Para ello, aplicamos bajas concentraciones de MeJa (0-25 mM) y exploramos su efecto en la capacidad de las plántulas de pino de responder a los daños causados por el insecto (Hylobius abietis), incrementando la concentración de resina no volátil en sus tejidos. La herbivoría de este insecto, un curculiónido comedor de corteza y floema, solo produjo alteraciones en el contenido de resina en el tallo superior de las plantas de P. pinaster y P. sylvestris. Para estas dos especies, se observó un aumento de resina no volátil de entre un 30% y un 60% en respuesta a la herbivoría del insecto. Esta respuesta no fue igual en todos los pre tratamientos de MeJa. La aplicación de MeJa a baja concentración (1, 5 mM) aumentó notablemente la capacidad de estas dos especies de responder al consumo del insecto incrementando la concentración de resina no volátil en la parte superior del tallo. Por el contrario no se observaron efectos similares en la resina no volátil en la parte inferior del tallo ni en las acículas, ni tampoco en ninguno de los tejidos de P. radiata. Estos resultados apuntan hacia la implicación de jasmonato en la imprimación de la maquinaria defensiva en especies de pino, al menos en P. pinaster y P. sylvestris.
[GL] As plantas deféndense dos herbívoros e patóxenos mediantes dous mecanismos de defensas principales: (defensas constitutivas e defensas inducidas). As primeiras están sempre presentes e as segundas só actívanse en resposta a un ataque. Estudos anteriores mostran que, a aplicación de altas concentracións de metil xasmonato (MeXa), una fitohormona involucrada na activación das defensas inducidas, provoca unha resposta similar a herbivoría real en plántulas de piñeiro, aumentandoa producción de resina e reducindo os danos producidos por distintos insectos e fungos patóxenos. Así, a inducción de defensas mediante aplicación de MeJa proponse como una interesante alternativa de control fitosanitario. A desvantaxe desta ferramenta, é que, o incrementar a inversión en mecanismos defensivos, prodúcese unha reducción doutras actividades metabólicas vitais, e en particular una reducción do crecemento. Recentemente descubriuse un estado intermedio de prealerta coñecido como Priming, no que as plantas preparan a súa maquinaria defensiva sin xerar cambios na producción de defensas e polo tanto sen afectar ó crecemento. As plantas imprimadas, son capaces sen embargo de responder de forma máis rápida e eficaz a un dano posterior de herbivoría. Neste traballo de investigación se estudió si este intermedio entre defensas constitutivas e defensas inducidas tamén existe no xénero Pinus. Realizouse un experimento con plantas xóvenes de tres especies de Piñeiro (P. pinaster, P. radiata y P. sylvestris). Aplicamos baixas concentracións de MeXa (0-25 mM) e exploramos o seu efecto na capacidade das plántulas de piñeiro de responder aos danos causados polo insecto (Hylobius abietis), aumentado a concentración de resina non volátil nos seus tecidos. A herbivoría deste insecto, un curculiónido comedor de corteza e floema, só produciu alteracións no contido de resina no talo superior das plantas de P. pinaster e P. sylvestris. Para estas dúas especies, observouse un aumento da resina non volátil entre un 30% e un 60% en resposta a herbivoría polo insecto. Esta resposta non foi igual en tódolos pre tratamientos de MeXa. A aplicación de MeXa a baixa concentración (1, 5 mM) aumentou notablemente a capacidade destas dúas especies de responder o consumo do insecto aumentadoa concentración de resina non volátil na parte superior do talo. Polo contrario non observáronse efectos significativos na resina non volátil na parte inferior do talo ni nas acículas, e tampouco en ningún dos tecidos de P. radiata. Estos resultados apuntan hacia a implicación do xasmonato nos mecanismos de imprimación da maquinaria defensiva en especies de pino, polo menos en P. pinaster e P. sylvestris.
El trabajo se realizó con fondos de los proyectos de investigación AGL2010-18724 (COMPROPIN) “Compromisos entre crecimiento y resistencia constitutiva e inducida en el género Pinus: variación entre y dentro de especies e implicaciones para los programas de mejora” y AGL2012-40151-C03-01 (FENOPIN) “Estrategias defensivas en pinos ibéricos: relevancia adaptativa en relación a caracteres alternativos de historia vital” financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación y Ministerio de Economía y Competitividad, respectivamente
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: