La resistencia sistémica inducida (ISR) es un mecanismo de resistencia en las plantas que se activa por infección . Su modo de acción no depende de la destrucción o inhibición directa del patógeno invasor , sino del aumento de la barrera física o química de la planta huésped . [1] Al igual que la resistencia sistémica adquirida (SAR), una planta puede desarrollar defensas contra un invasor, como un patógeno o un parásito, si se produce una infección. A diferencia del SAR, que se desencadena por la acumulación de ácido salicílico , el ISR se basa en las vías de transducción de señales activadas porjasmonato y etileno . [2]
Descubrimiento
La inducción de la resistencia inducida por las plantas a la protección de patógenos se identificó en 1901 y se describió como el "sistema de resistencia adquirida". Posteriormente, se han utilizado varios términos diferentes, a saber, "inmunidad fisiológica adquirida", "desplazamiento de resistencia", "función inmune de las plantas" y "resistencia del sistema inducida". [3] Se ha descubierto que muchas formas de estímulo inducen a la planta a la resistencia a virus, bacterias y hongos y otras enfermedades, incluidos factores mecánicos ( daño del hielo seco , tratamiento electromagnético , ultravioleta , baja temperatura y alta temperatura, etc.) Factores químicos ( sales de metales pesados , agua, ácido salicílico ) y factores biológicos ( hongos , bacterias , virus y sus metabolitos ). [4]
Modo de acción
La resistencia inducida de las plantas tiene dos modos de acción principales: la vía SAR y la vía ISR. El SAR puede provocar una reacción local rápida o una respuesta hipersensible ; el patógeno se limita a una pequeña área del sitio de infección . Como se mencionó, el ácido salicílico es el mecanismo de acción de la vía SAR. ISR mejora los sistemas de defensa de la planta mediante el modo de acción del ácido jasmónico (JA). Ambos actúan sobre el efecto del NPR-1, pero el SAR utiliza genes PR. Es importante señalar que las dos respuestas mediadas tienen efectos regulatorios entre sí. A medida que aumenta SA, puede inhibir el efecto de JA. Hay que mantener un equilibrio al activar ambas respuestas. [5]
Las respuestas de ISR pueden estar mediadas por rizobacterias que han demostrado ser eficaces contra patógenos necrotróficos e insectos herbívoros que son sensibles a las defensas JA / ET. [6] Se ha informado ampliamente sobre la importancia de la ISR mediada por rizobacterias. [7] [8] [9]
Los factores biológicos de la resistencia del sistema inducida por las plantas generalmente incluyen dos categorías amplias, a saber, la resistencia clásica inducida por las plantas a la inducción de enfermedades (PGPR) u hongos que promueven el crecimiento de las plantas (PGPF), y las bacterias de la rizosfera que promueven el crecimiento de las plantas (PGPR) o el crecimiento de las plantas. promoción de hongos (PGPF). La diferencia se debe principalmente al hecho de que este último puede promover eficazmente el crecimiento de las plantas y aumentar el rendimiento de los cultivos al tiempo que causa (o aumenta) la resistencia de las plantas a las enfermedades (a veces incluidas las plagas ). [10]
Efectos sobre los insectos
Algunos estudios también han informado efectos negativos de los microbios beneficiosos en las interacciones planta-insecto. [11]
Investigación aplicada
Hasta la fecha, el trabajo sobre la inducción de la resistencia sistémica de las plantas ha demostrado que el trabajo de inducción de la resistencia del sistema de las plantas tiene importantes implicaciones para la investigación básica y aplicada.
Las aplicaciones de resistencia inducida en melones , tabaco , frijoles , papas y arroz han logrado un éxito significativo. Durante la última década, el estudio de la resistencia del sistema inducido se ha convertido en un campo de investigación muy activo. [12]
Los métodos para activar artificialmente la vía ISR es un área activa de investigación. [13] La investigación y la aplicación de inducir la resistencia del sistema vegetal han sido alentadoras, pero aún no son un factor importante para controlar los patógenos vegetales. La incorporación a los programas de manejo integrado de plagas ha mostrado algunos resultados prometedores. Hay investigaciones sobre la defensa contra las plagas de insectos masticadores de hojas, mediante la activación de la señalización del ácido jasmónico desencadenada por microorganismos asociados a las raíces. [14]
Algunas investigaciones en curso sobre ISR incluyen (1) cómo mejorar sistemáticamente la selección de factores de inducción; (2) el daño de factores inducidos; (3) el fenómeno de multiefecto de factores inducidos; (4) los efectos de los factores de inducción química sobre los factores ambientales; (5) Establecimiento de la estabilidad poblacional del factor inducible biológico multivariado. La investigación sobre ISR está impulsada en gran medida por una respuesta al uso de plaguicidas que incluye 1) el aumento de la resistencia de los patógenos a los plaguicidas, 2) la necesidad de eliminar algunos de los plaguicidas más tóxicos del mercado, 3) los problemas de salud y ambientales causados como efecto de los plaguicidas uso, y 4) la incapacidad de ciertos plaguicidas para controlar algunos patógenos. [15]
Ver también
Referencias
- ^ Choudhary DK, Prakash A, Johri BN (diciembre de 2007). "Resistencia sistémica inducida (ISR) en plantas: mecanismo de acción" . Revista India de Microbiología . 47 (4): 289–97. doi : 10.1007 / s12088-007-0054-2 . PMC 3450033 . PMID 23100680 .
- ^ Yan Z, Reddy MS, Ryu CM, McInroy JA, Wilson M, Kloepper JW (diciembre de 2002). "Protección sistémica inducida contra el tizón tardío del tomate provocado por rizobacterias promotoras del crecimiento de las plantas" . Fitopatología . 92 (12): 1329–33. doi : 10.1094 / phyto.2002.92.12.1329 . PMID 18943888 .
- ^ Conrath U (julio de 2006). "Resistencia sistémica adquirida" . Señalización y comportamiento de la planta . 1 (4): 179–84. doi : 10.4161 / psb.1.4.3221 . PMC 2634024 . PMID 19521483 .
- ^ Walters DR, Ratsep J, Havis ND (marzo de 2013). "Controlar las enfermedades de los cultivos mediante la resistencia inducida: desafíos para el futuro" . Revista de botánica experimental . 64 (5): 1263–80. doi : 10.1093 / jxb / ert026 . PMID 23386685 .
- ^ Traw MB, Bergelson J (noviembre de 2003). "Efectos interactivos del ácido jasmónico, ácido salicílico y giberelina en la inducción de tricomas en Arabidopsis" . Fisiología vegetal . 133 (3): 1367–75. doi : 10.1104 / pp.103.027086 . PMC 281631 . PMID 14551332 .
- ^ Pieterse CM, Zamioudis C, Berendsen RL, Weller DM, Van Wees SC, Bakker PA (4 de agosto de 2014). "Resistencia sistémica inducida por microbios beneficiosos". Revisión anual de fitopatología . 52 (1): 347–75. doi : 10.1146 / annurev-phyto-082712-102340 . hdl : 1874/297859 . PMID 24906124 .
- ^ Pieterse CM, Van Pelt JA, Van Wees SC, Ton J, Léon-Kloosterziel KM, Keurentjes JJ, Verhagen BW, Knoester M, Van der Sluis I, Bakker PA, Van Loon LC (2001). "Resistencia sistémica inducida por rizobacterias: activación, señalización y expresión". Revista europea de fitopatología . 107 (1): 51–61. doi : 10.1023 / a: 1008747926678 . S2CID 24450948 .
- ^ Siddiqui IA, Shaukat SS (septiembre de 2002). "Inducción de resistencia sistémica (ISR) mediada por rizobacterias en tomate contra Meloidogyne javanica". Revista de fitopatología . 150 (8–9): 469–473. doi : 10.1046 / j.1439-0434.2002.00784.x .
- ^ Bakker PA, Ran LX, Pieterse CM, Van Loon LC (marzo de 2003). "Comprender la participación de la inducción de resistencia sistémica mediada por rizobacterias en el control biológico de enfermedades de las plantas". Revista Canadiense de Fitopatología . 25 (1): 5–9. doi : 10.1080 / 07060660309507043 . hdl : 1874/7767 . S2CID 15977931 .
- ^ Beneduzi A, Ambrosini A, Passaglia LM (diciembre de 2012). "Rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR): su potencial como antagonistas y agentes de biocontrol" . Genética y Biología Molecular . 35 (4 (supl.)): 1044–51. doi : 10.1590 / S1415-47572012000600020 . PMC 3571425 . PMID 23411488 .
- ^ Pineda A, Dicke M, Pieterse CM, Pozo MJ (11 de febrero de 2013). "Microbios beneficiosos en un entorno cambiante: ¿están siempre ayudando a las plantas a lidiar con los insectos?". Ecología funcional . 27 (3): 574–586. doi : 10.1111 / 1365-2435.12050 . hdl : 1874/276314 .
- ^ Chaturvedi S, Paul Khurana SM (6 de julio de 2018). "Resistencia sistémica inducida" . Revista de acceso abierto de microbiología y biotecnología . 3 (1): 126. doi : 10.23880 / oajmb-16000126 .
- ^ Welling LL (octubre de 2001). "Resistencia inducida: de lo básico a lo aplicado" . Tendencias en ciencia de las plantas . 6 (10): 445–7. doi : 10.1016 / S1360-1385 (01) 02046-5 . PMID 11686134 .
- ^ Jung SC, Martinez-Medina A, Lopez-Raez JA, Pozo MJ (junio de 2012). "Resistencia inducida por micorrizas y cebado de las defensas de las plantas". Revista de Ecología Química . 38 (6): 651–64. doi : 10.1007 / s10886-012-0134-6 . PMID 22623151 . S2CID 12918193 .
- ^ Sadik, Tuzun; Elizabeth, Bent (26 de octubre de 2006). Resistencia sistémica multigénica e inducida en plantas . Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-23266-9.