Mecanismo de defensa de los cotiledones de la plántula de Ipomoea purpurea ante el daño mecánico: su relación entre especies reactivas de oxígeno, fenol oxidasas y fenol peroxidasas Public Deposited
Ipomoea purpurea es una dicotiledónea de hábito rastrero y trepador, que pertenece a la familia Convolvulácea Esta considerada dentro de las 10 arvenses más importantes a nivel nacional. Compite por agua, luz, nutrimentos y bióxido de carbono, lo cual implica que en México anualmente se presente un decremento desde el 33% hasta la pérdida total en la producción del cultivo que invade. Las hojas cotiledonarias son fundamentales para la sobre vivencia y el establecimiento de esta especie, ya que la planta depende de las sustancias que se encuentran almacenadas en los cotiledones, mientras inicia el proceso de fotosíntesis. En el intervalo entre la protusión de la radícula (18 hr) y la generación de la primera hoja verdadera (más de 11 días), los gastos metabólicos deben ser aportados por las reservas y la síntesis de novo que realicen los cotiledones durante esta etapa; lo que implica que éstos órganos deben de poseer mecanismos de protección contra el daño mecánico, herbivoría y de patógenos. Por tanto los cotiledones son un modelo adecuado, para estudiar los mecanismos intrínsecos de defensa de la planta, lo cual posibilita encontrar factores de regulación claves para la sobre vivencia de esta arvense, y con ello en un futuro poder diseñar estrategias de control para esta maleza. En este trabajo se utilizaron dos modelos de lesión mecánica (extracción de un cilindro de 1.58 mm de diámetro). El modelo contra lateral consistió en realizar la perforación en un extremo de ambos cotiledones. A diferencia del modelo sistémico donde únicamente se lesionó un extremo de uno de los dos cotiledones. Se determinó la actividad de la catequínoxidasa, catequinperoxidasa y guayacolperoxidasa, sus isoenzimas existentes, la cantidad de ión superóxido, peróxido de hidrógeno y compuestos fenólicos; además se ubicaron estos parámetros. En el caso del modelo contra lateral dichas mediciones se realizaron en el extremo herido y en el extremo sin daño de ambos cotiledones. En el modelo sistémico las cuantificaciones se realizaron en el cotiledón herido (extremo lesionado y no lesionado) y el cotiledón sin herida de la misma planta lesionada. Ambos modelos se contrastaron con los cotiledones de una plántula sana. De los resultados obtenidos se desprende que en el modelo de lesión contra lateral, la generación de una herida a las 48 horas de embibición en un extremo de los cotiledones produce 24 horas después, un aumento en la actividad de catequinoxidasa (25 veces) > catequinperoxidasa (3 veces) > guayacolperoxidasa (1.5 veces) en comparación con los cotiledones de la planta sana. Dicha actividad, así como la producción de compuestos fenólicos se localizó alrededor del sitio de la lesión. Del mismo modo el extremo sin daño del cotiledón lesionado posee una actividad mayor que el de la planta control pero menor al del extremo herido. El daño induce la aparición de una isoenzima con pI de 7.3 con actividad de peroxidasa. En el extremo lesionado es significativo el aumento en la cantidad de protoantocianidinas (PAs). De 0 a 120 minutos inmediatos a la lesión es significativo el decremento de superóxido; en este tiempo la cantidad de peróxido de hidrógeno en los cotiledones de la planta lesionada, no presenta cambios con respecto a los de la planta control. En este caso la producción de peróxido de hidrógeno y superóxido se localizaron en el cotiledón herido alrededor del sitio de lesión. En el modelo de lesión sistémica al comparar el cotiledón herido contra el cotiledón sano de la misma planta los cambios en la actividad enzimática varían en el siguiente orden: Catequinoxidasa>Catequinperoxidasa>Guayacolperoxidasa (4; 1; 0.5). La actividad enzimática al igual que la producción de compuestos fenólicos, también se localizaron alrededor del sitio de lesión. El daño mecánico indujo a una isoenzima con pI de 4.8 en el cotiledón lesionado. Entre ambos cotiledones de la planta lesionada es significativo el aumento de fenoles reducidos, PAs y en el momento de la lesión la disminución del superóxido, ubicándose la producción de éste radical y del peróxido de hidrógeno alrededor del sitio de la lesión, en el cotiledón herido. En esta serie de estudios se demostró que la catequinoxidasa es una enzima constitutiva cuya actividad puede ser adicionalmente inducida por una lesión, y relacionado a ésta aumenta la cantidad de PAs que son derivados de catequina, sustrato de la enzima. Esta respuesta es inducida tanto a nivel contra lateral como sistémico. Este sistema nos hace inferir que está asociado a la producción de compuestos astringentes, a la regulación y control de especies reactivas de oxígeno.
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