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Sistemas de defensa frente al ataque de patógenos Físicas Bioquímicas Defensa estructural Defensa Metabólica
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2 divisiones Las células del esclerénquima y otras mecánicamente inhiben la dispersión del patógeno. En infecciones foliares la dispersión del patógeno es limitado por células del xilema lignificadas en las nervaduras, observándose de esta forma el síntoma de mancha angular, por ejemplo: la Xanthomona saxonopodis pv. Malvacearum en algodón. La presencia de células esclerenquimatosas como las de los tallos de los cereales puede detener la invasión de la roya del tallo.
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Ejemplo Exudados fungitóxicos, inhiben la germinación de Botrytis Inhibidores exudados por la planta Exudados radiculares Tal es el caso del compuesto fenólico catecol y el ácido protocatecuico presentes en las células de las cubiertas exteriores de las cebollas coloreadas (rojas) y que son fungo tóxicos, las hacen más resistentes y las protegen contra Colletotrichum circinans. Así como las saponina, tomatina y avenina, contenidas en tomate y avena respectivamente. Son responsables de la resistencia de algunas plantas contra ciertas enfermedades; así las variedades de lino resistentes a Fusariumexudan glucósidos que después de degradarse originan HCN, que es extremadamente venenoso para muchos organismos
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Ejemplo -Compuestos fenólicos y taninos -Proteínas -Enzimas hidroliticas: gluconasas, quitinasas. Compuestos fenólicos Inhibidores presentes en las células
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Deficiencia en nutrientes esenciales para el parasito
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la inducción de defensas bioquímicas en las plantas provocadas por el ataque de algún patógeno, se gatillan por diferentes mecanismos dependiendo de varios factores entre los cuales son muy importante el nivel de sensibilidad de la planta al patógeno: edad de la planta, tipo de patógeno, etc. REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD PRODUCIDAS EN LA PLANTA : Aumento en la concentración de compuestos fenólicos Producción de fitoalexinas síntesis de proteínas PR (relacionadas con la patogenicidad) transformación de glucosidos a fenoles tóxicos para el patógeno, producción de enzimas que oxidan fenoles (Polifenoloxidasa, Peroxidasa,) se activa la síntesis de otras sustancias complejas del sistema defensivo de la planta como pectinas, proteinas,cianuros,etc. sustancias inhibidoras de las enzimas y toxinas producidas por el patógeno entre otras. REACCIONES DE HIPERSENSIBILIDAD PRODUCIDAS EN LA PLANTA : Aumento en la concentración de compuestos fenólicos Producción de fitoalexinas síntesis de proteínas PR (relacionadas con la patogenicidad) transformación de glucosidos a fenoles tóxicos para el patógeno, producción de enzimas que oxidan fenoles (Polifenoloxidasa, Peroxidasa,) se activa la síntesis de otras sustancias complejas del sistema defensivo de la planta como pectinas, proteinas,cianuros,etc. sustancias inhibidoras de las enzimas y toxinas producidas por el patógeno entre otras.
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Liberados de complejos fenólicos no tóxicos. Algunos hongos producen enzimas que hidrolizan fenoles complejos. Como ejemplo tenemos a Venturia pirina que produce B. glucosidasa que cataliza la hidrólisis de arbutina y libera hidroquinona en cantidades tóxicas. Liberados de complejos fenólicos no tóxicos. Algunos hongos producen enzimas que hidrolizan fenoles complejos. Como ejemplo tenemos a Venturia pirina que produce B. glucosidasa que cataliza la hidrólisis de arbutina y libera hidroquinona en cantidades tóxicas.
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Polifenoloxidasa Esta enzima, posee una actividad realmente más alta en los tejidos de variedades resistentes que son susceptibles a enfermarse. La importancia como mecanismo de defensa es que actúa oxidando los compuestos fenólicos a quinonas, los cuales son a menudo más tóxicos que los fenoles originales. La activadad enzimática, en este caso será incrementada, producto de una mayor concentración de productos de oxidación ymayores grados de resistencia a la infección. Como ejejmplo se tiene a la papa infectada por Phytophthora infestans. Polifenoloxidasa Esta enzima, posee una actividad realmente más alta en los tejidos de variedades resistentes que son susceptibles a enfermarse. La importancia como mecanismo de defensa es que actúa oxidando los compuestos fenólicos a quinonas, los cuales son a menudo más tóxicos que los fenoles originales. La activadad enzimática, en este caso será incrementada, producto de una mayor concentración de productos de oxidación ymayores grados de resistencia a la infección. Como ejejmplo se tiene a la papa infectada por Phytophthora infestans (sarna de la papa). Esta enzima, posee una actividad realmente más alta en los tejidos de variedades resistentes que son susceptibles a enfermarse. La importancia como mecanismo de defensa es que actúa oxidando los compuestos fenólicos a quinonas, los cuales son a menudo más tóxicos que los fenoles originales. La activadad enzimática, en este caso será incrementada, producto de una mayor concentración de productos de oxidación ymayores grados de resistencia a la infección. Como ejejmplo se tiene a la papa infectada por Phytophthora infestans (sarna de la papa).
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Inducción de síntesis de proteínas y enzimas Es incitadas por bacterias hongos y virus. En sistemas huésped- parásito la infección incita en el huésped la formación anormal de enzimas y proteínas alrededor del punto de infección. Los cambios van acompañados de resistencia o inmunidad local de los tejidos. Los estudios efectuados indican que el etileno es el estímulo que inicia el incremento en la síntesis de las proteínas y la actividad enzimática con el correspondiente aumento de la inmunidad. Esta hormona es producido por los tejidos de la planta y parece moverse desde el punto de infección hasta los tejidos adyacentes donde inicia sus cambios metabólicos. La resistencia de las plantas a patógenos puede depender de la velocidad de sintetizar proteínas y enzimas. se demostró que las razas virulentas de la bacteria producían más catalasa que las no virulentas Es incitadas por bacterias hongos y virus. En sistemas huésped- parásito la infección incita en el huésped la formación anormal de enzimas y proteínas alrededor del punto de infección. Los cambios van acompañados de resistencia o inmunidad local de los tejidos. Los estudios efectuados indican que el etileno es el estímulo que inicia el incremento en la síntesis de las proteínas y la actividad enzimática con el correspondiente aumento de la inmunidad. Esta hormona es producido por los tejidos de la planta y parece moverse desde el punto de infección hasta los tejidos adyacentes donde inicia sus cambios metabólicos. La resistencia de las plantas a patógenos puede depender de la velocidad de sintetizar proteínas y enzimas. se demostró que las razas virulentas de la bacteria producían más catalasa que las no virulentas
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Fitoalexinas Son sustancias producidas por el huésped al ser invadido por el patógeno y que inhiben el desarrollo de los hongos. Se acumulan en la planta infectada como resultado de la acción delas fitotoxinas y compuestos afines producidos por el patógeno sobre los tejidos vegetales, por ejemplo, productos de la degradación enzimática de la pared celular. En la actualidad, este termino es tratado como aquella sustancias que se forman en el huésped en respuesta a un daño mecánico, agentes infecciosos o sus productos, y que se acumulan hasta niveles inhibidores para el patógeno. Recientemente las fitoalexinas se han detectado en tejidos sanos y su acumulación no sólo depende de la infección por hongos, metabolitos de hongos, virus, bacterias, si no que los daños mecánicos también inducen la acumulación de éstas. Estos compuestos abarcan polifenoles, cumarinas, flavonoides y antocianinas. Son sustancias producidas por el huésped al ser invadido por el patógeno y que inhiben el desarrollo de los hongos. Se acumulan en la planta infectada como resultado de la acción delas fitotoxinas y compuestos afines producidos por el patógeno sobre los tejidos vegetales, por ejemplo, productos de la degradación enzimática de la pared celular. En la actualidad, este termino es tratado como aquella sustancias que se forman en el huésped en respuesta a un daño mecánico, agentes infecciosos o sus productos, y que se acumulan hasta niveles inhibidores para el patógeno. Recientemente las fitoalexinas se han detectado en tejidos sanos y su acumulación no sólo depende de la infección por hongos, metabolitos de hongos, virus, bacterias, si no que los daños mecánicos también inducen la acumulación de éstas. Estos compuestos abarcan polifenoles, cumarinas, flavonoides y antocianinas.
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Radical anión superóxido Peróxido de hidrógeno Radical hidroxilo
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INDUCCIÓN DE RESISTENCIA La inducción de resistencia en una planta frente a un patógeno se basa principalmente en transformar una interacción compatible en incompatible, es decir, que la planta susceptible de enfermar sea resistente. Es bien conocido que la resistencia es la regla y la susceptibilidad la excepción. La idea de acelerar la respuesta de la planta mediante la aplicación de señalizadores de resistencia sistémica es del todo atractiva y supondría, al mismo tiempo, una alternativa biológica, ambiental y comercialmente viable, además de ser complementaria a los métodos actuales de control de patógenos mediante el uso tradicional de pesticidas químicos. Dentro de las ventajas de usar sustancias inductoras de resistencia están: -Evitar la aparición de resistencia por parte de los patógenos. -Disminuir la carga de agroquímicos en productos de alimentación humana y animal. -Pueden ser efectivos contra enfermedades producidas por virus y patógenos de suelo donde los tratamientos químicos no son eficaces. -El efecto al gatillar el sistema de defensa de las plantas es de amplio espectro y larga duración. -Productos no sujetos a límites de tolerancias.
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Conclusiones Las plantas están expuestas continuamente al ataque de patógenos diversos, incluso de otras plantas, de tal modo las plantas, presentan un mecanismo de defensa localizado en cada célula que minimiza las infecciones. Sugerencias Dentro de las prácticas agrícolas tradicionales, una alternativa es sembrar más de una variedad, cada una portando distintos genes de resistencia, permitiendo disminuir la presión de selección sobre la población de patógenos. Perspectivas El estudio de los diversos mecanismos bioquímicos de defensa que puede utilizar una planta, como parte de una estrategia de defensa contra potenciales microorganismos patógenos tales como bacterias, virus y hongos y nemátodos, nos permitirá conocer, en el ámbito molecular, la reacción de la planta y, en el futuro, proponer tácticas para mejorar la resistencia a los microorganismos que atacan las plantas económicamente significativa.
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