Estimulando las defensas naturales de las plantas con una sustancia semejante a la aspirina

Desde hace miles de años, los seres humanos han extraído el ácido salicílico de la cáscara del sauce para aliviar el dolor menor, la fiebre y la inflamación. Hoy en día este ácido se usa en las medicaciones para tratar la acné o quitar las verrugas, además de usarlo en otros productos cosméticos.
Ahora, según los hallazgos de un grupo de científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS), el ácido salicílico también podría ofrecer “alivio” a las plantas de cultivos estimulando sus defensas naturales contra una amenaza microbiana llamada el fitoplasma de la punta morada de la papa. Esta bacteria no tiene ningunas paredes celulares. Brotes de esta bacteria en la región fértil de la Cuenca Columbia del Pacífico Noroeste de EE UU en el 2002 y en años subsiguientes causaron pérdidas significativas en la calidad y los rendimientos de las papas.
Aplicaciones cuidadosas de insecticidas pueden impedir la transmisión del fitoplasma por las chicharritas del jitomate cuando ellas se alimentan en las plantas de papa. Pero no hay una cura para una planta infectada, según Yan Zhao, biólogo molecular del Laboratorio de Patología Molecular de Plantas perteneciente al ARS en Beltsville, Maryland.
En estudios en Beltsville, Zhao y sus colegas de equipo han recopilado pruebas que indican que tratar las plantas de tomate -el cual es un pariente de la papa- con el ácido salicílico puede prevenir infecciones del fitoplasma o por lo menos puede disminuir su severidad.
En sus estudios, con resultados publicados en la revista ‘Annals of Applied Biology’ (Anales de la Biología Aplicada) en julio del 2012, los investigadores usaron dos grupos de plántulas de tomate en macetas. Un grupo de plantas recibió dos tratamientos con el ácido salicílico, el primero en forma de una solución rociada cuatro semanas después de sembrar las plántulas, y el segundo en forma de una aplicación directa a las raíces dos días antes de injertar alguno material vegetal infectado con el fitoplasma en los tallos de todas las plántulas de tomate para causar la enfermedad. El segundo grupo de plántulas no recibió ningún tratamiento.
Los investigadores inspeccionaron las plántulas para detectar síntomas de enfermedad y analizaron las hojas de las plántulas para buscar la “huella genética” del fitoplasma. El 94% de las plántulas sin tratamiento contuvieron el ADN del fitoplasma, comparado con el 47% de las plántulas que sí recibieron el tratamiento. Significativamente, el otro 54 por ciento de las plántulas tratadas no tuvieron ningunos síntomas o patógenos 40 días después de exposición al material vegetal infectado con el fitoplasma.
Los investigadores creen que el ácido salicílico estimuló la resistencia sistémica adquirida, la cual es un estado de preparación general que aumenta a las defensas naturales de plantas contra ataques por insectos o microbios.

 

 

Fuente: http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/feb14/plant0214.htm

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Willow trees are well-known sources of salicylic acid, and for thousands of years, humans have extracted the compound from the tree’s bark to alleviate minor pain, fever, and inflammation. Now, salicylic acid may also offer relief to crop plants by priming their defenses against a microbial menace known as “potato purple top phytoplasma.” Outbreaks of the cell-wall-less bacterium in the fertile Columbia Basin region of the Pacific Northwest in 2002 and subsequent years inflicted severe yield and quality losses on potato crops. The Agricultural Research Service identified an insect accomplice—the beet leafhopper, which transmits the phytoplasma to plants while feeding.

Carefully timed insecticide applications can deter such feeding. But once infected, a plant cannot be cured. Now, a promising lead has emerged. An ARS-University of Maryland team has found evidence that pretreating tomato plants, a relative of potato, with salicylic acid can prevent phytoplasma infections or at least diminish their severity.Treating crops with salicylic acid to help them fend off bacteria, fungi, and viruses isn’t new, but there are no published studies demonstrating its potential in preventing diseases caused by phytoplasmas.

Wei Wu, a visiting scientist, investigated salicylic acid’s effects, together with molecular biologist Yan Zhao and others at ARS’s Molecular Plant Pathology Laboratory in Beltsville, Maryland. “This work reached new frontiers by demonstrating that plants could be beneficially treated even before they become infected and by quantifying gene activity underlying salicylic acid’s preventive role,” according to Robert E. Davis, the lab’s research leader.

For the study, published in the July 2012 Annals of Applied Biology, the team applied two salicylic acid treatments to potted tomato seedlings. The first application was via a spray solution 4 weeks after the seedlings were planted. The second was via a root drench 2 days before phytoplasma-infected scions were grafted onto the plants’ stems to induce disease. A control group of plants was not treated.

In addition to visually inspecting the plants for disease symptoms, the team analyzed leaf samples for the phytoplasma’s unique DNA fingerprint, which turned up in 94 percent of samples from untreated plants but in only 47 percent of treated ones. Moreover, symptoms in the treated group were far milder than in untreated plants. In fact, analysis of mildly infected treated plants revealed phytoplasma levels 300 times below those of untreated plants, meaning that the salicylic acid treatment must have suppressed pathogen multiplication. Significantly, the remaining 53 percent of treated plants were symptom- and pathogen-free 40 days after exposure to the infected scions.

Researchers credit salicylic acid with triggering “systemic acquired resistance,” a state of general readiness against microbial or insect attack. Using quantitative polymerase chain reaction procedures, the team also identified three regulatory defense genes whose activity was higher in treated plants than in untreated ones.

Why salicylic acid had this effect isn’t known. Other questions remain as well, including how treated plants will fare under field conditions. Nonetheless, such investigations could set the stage for providing growers of potato, tomato, and other susceptible crops some insurance against phytoplasmas in outbreak-prone regions.—By Jan Suszkiw, Agricultural Research Service Information Staff.

This research is part of Plant Diseases, an ARS national program (#303) described at www.nps.ars.usda.gov.

Yan Zhao is with the USDA-ARS Molecular Plant Pathology Laboratory, 10300 Baltimore Ave., Beltsville, MD 20705-2350; (301) 504-6202.

Aspirin-Like Compound Primes Plant Defense Against Pathogens was published in the February 2014 issue of Agricultural Research magazine.

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