¿Qué significan los factores de resistencia pasiva a enfermedades?

Factores de resistencia pasiva

Wang Jinsheng

El mecanismo inherente de resistencia a enfermedades de las plantas. Las características estructurales y químicas de las plantas que obstaculizan la infección por patógenos, pero no incluyen las respuestas de defensa que ocurren después de que la planta es infectada por patógenos.

Factores estructurales

Componentes estructurales de las paredes celulares vegetales, como cutícula, cera, suberina, lignina y otras sustancias especiales y estructura de los estomas.

El estrato córneo

Está compuesto por una membrana de biopoliéster insoluble en agua: cutina incrustada en cera hidrófoba. Se encuentra en la superficie de las células epidérmicas y está cerca de la capa de pectina. de la pared celular. La queratina es un poliéster compuesto por grupos hidroxilo C16 y C18 y ácidos grasos epoxi. El primero es ácido dihidroxipalmítico, mientras que el segundo es principalmente ácido ω-hidroxioleico, ácido ω-hidroxi-9, 10-epoxi esteárico, ácido 9, 10, 18 trihidroxiesteárico y otro doble enlace en la posición C-12. En la mayoría de los órganos de las plantas, la cutina se compone de los monómeros anteriores, mientras que en los órganos de rápido crecimiento se compone principalmente de unidades de la familia C16. Los monómeros están conectados principalmente a través de enlaces éster de alcohol primario, y algunos están conectados a través de enlaces éster de alcohol secundario. El espesor de la cutícula es generalmente de 0,5 a 14 micrómetros, y el espesor de los estomas y los espacios de las células del mesófilo es generalmente de 0,15 a 1,0 micrómetros. El papel resistente a las enfermedades de la cutícula radica en primer lugar en su papel como barrera química y física que impide que las esporas de hongos germinen y penetren en el tejido de las hojas. El espesor del estrato córneo está relacionado con su capacidad para resistir la penetración de hongos en el tejido. La cutícula de algunas plantas, como los crisantemos y el tabaco, contiene sustancias que inhiben el crecimiento de hongos. Además, la hidrofobicidad de la cutícula evita la formación de una película de agua en la superficie de la planta, lo que dificulta que las esporas de hongos en las gotas de agua permanezcan en la superficie de la hoja. Al mismo tiempo, la cutícula también puede prevenir la pérdida de nutrientes intracelulares fuera de las células, lo que no favorece la colonización de patógenos en la superficie de la planta (Figura 1).

Figura 1 Corte transversal de superficie de variedades de tomate resistentes a Botrytis cinerea (A) y variedades susceptibles (B) (la cutícula está pintada de negro) (citado de Ainsworth, Oyler y Read, 1938)

Cereoso

Distribuido en la capa más externa de los tejidos y órganos aéreos de las plantas, es desigual y tiene protuberancias de diversas formas. Los ingredientes son una variedad de compuestos alifáticos C20~C32 no polares. Su función es evitar que el agua se evapore de la superficie de la hoja y que los patógenos se adhieran a la superficie de la hoja.

Suberina

Se distribuye principalmente en los tejidos epidérmicos de raíces, tallos, ramas y tubérculos de plantas. Similar a la cutina, es un polímero de hidroxiácidos grasos. Las células suberizadas también contienen cera, por lo que también constituyen un ambiente hidrofóbico. La suberina desempeña un papel de barrera en la prevención de infecciones bacterianas. La suberización de la pared celular en la superficie de la herida no sólo evita que la herida se expanda, sino que también forma una barrera que evita que los gérmenes invadan la herida. Durante el proceso de penetración de hongos patógenos en la capa de suberina, se ha descubierto que algunos pueden producir cutinasa para hidrolizar la suberina en el sitio de la cadena de éster. Ciertos compuestos producidos durante la hidrólisis, como los compuestos de ácido epoxi, tienen efectos antifúngicos.

La lignina

se distribuye en la capa media, pared primaria y pared secundaria del xilema, y ​​también se encuentra en el esclerénquima, las células de la vaina del haz y las células de la superficie. Es un polímero de sustancias fenólicas aromáticas, formado por polimerización por deshidrogenación de tres alcoholes hidroxicinámicos (sinacohol, alcohol cumarílico y alcohol coniferílico) bajo la acción de la peroxidasa. Aumento de la resistencia de la pared celular debido a la deposición de lignina entre las microfibrillas de celulosa. Puede interferir con la aparición y el desarrollo de infecciones y enfermedades por patógenos de muchas maneras. ① El efecto bloqueador de la lignina interfiere con el transporte de agua y nutrientes en las plantas a los patógenos y el movimiento de micotoxinas y enzimas degradativas a las células y tejidos vegetales sanos. ②Debido a la lignificación de las células del tubo germinal o de la punta de las hifas y los tejidos de la planta huésped y al efecto de inactivación de los precursores fenólicos de la lignina de bajo peso molecular sobre algunos metabolitos fúngicos, se interfiere con el crecimiento normal de los hongos hasta que se detiene la invasión. ③ Debido a que las células lignificadas de las plantas ralentizan la expansión de los patógenos en los tejidos vegetales, las plantas tienen tiempo suficiente para sintetizar y acumular fitodefensinas, lo que promueve la localización del desarrollo de hongos y la formación de lesiones locales. ④ La lignificación interfiere con el movimiento de los virus entre las células, provocando lesiones locales en algunos huéspedes.

El silicio

es un componente del tejido lignificado de la epidermis vegetal. En el suelo, el silicio existe en forma de H4SiO4. Después de ser absorbido por las plantas, se deposita alrededor de las células o en las paredes celulares en forma de hidrato amorfo SiO·2H2O. El silicio puede aumentar la resistencia de los tejidos y órganos de las plantas y reducir la transpiración. En términos de mejorar la resistencia a las enfermedades de las plantas, se ha demostrado que el contenido de silicio en el suelo se correlaciona significativamente con la resistencia del arroz al añublo del arroz.

Los iones divalentes

Ca2+ y Mg2+ están relacionados en cierta medida con la resistencia a enfermedades de las plantas. El Ca2+, como agente reticulante de la estructura de la pared celular, está relacionado con la resistencia de las plantas a R solania y también tiene un efecto inhibidor sobre las enzimas secretadas por bacterias patógenas.

Factores químicos

Incluidos antibióticos naturales en las plantas como ésteres, alcaloides e hidrolasas (Figura 2).

Figura 2 Varios factores químicos de resistencia pasiva en plantas

A. Catecol (R=H), ácido protocatequiico (R=CO2); A; (2) Tulipina B (Glc=glucosa); D. Ranunculus (glucosa);