Acido salicilico en plantas

Acido salicilico en plantas

Acné con ácido salicílico

El ácido salicílico (SA) es una importante hormona vegetal que es más conocida por mediar en las respuestas del huésped ante la infección de patógenos. Su papel en la activación de las defensas de las plantas está bien establecido, pero su biosíntesis en las plantas no se conoce del todo. Se considera que el SA se deriva de dos posibles vías: la vía ICS y la vía PAL, ambas a partir del corismato. La importancia de ambas vías para la biosíntesis difiere entre las especies vegetales, por lo que es difícil hacer generalizaciones sobre la producción de SA que abarquen todo el reino vegetal. Sin embargo, entender la biosíntesis de SA es importante para comprender cómo funcionan las respuestas de los patógenos de las plantas y cómo los patógenos pueden interferir en ellas. En esta revisión, hemos analizado más de cerca cómo se sintetiza el SA y la importancia de ambas vías de biosíntesis en diferentes especies de plantas.

Está ampliamente aceptado que las plantas poseen tanto la vía de la isocorismato sintasa (ICS) como la de la fenilalanina amoníaco-liasa (PAL) para sintetizar SA, ambas a partir del corismato (Figura 1). Sin embargo, no se han identificado todas las enzimas que catalizan estas vías en las plantas. La importancia de estas vías para la biosíntesis de SA varía en las diferentes especies de plantas. En Arabidopsis, la vía ICS es la más importante, mientras que la vía PAL parece ser más importante para la acumulación de SA en el arroz. También es posible que ambas vías contribuyan por igual, como ocurre en la soja. Además, la regulación de la biosíntesis de SA puede ser incluso diferente dentro de la planta. En el arroz, por ejemplo, los niveles basales de SA en los brotes son mucho más altos que en las raíces (Silverman et al., 1995; Duan et al., 2014).

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El ácido salicílico ordinario

Nicole Giese Rura | Instituto Whitehead25 de noviembre de 2019El ácido salicílico, que puede ser más conocido como tratamiento para afecciones de la piel como el acné y las verrugas y en su forma modificada como aspirina, es una hormona vegetal fundamental que interviene en el crecimiento y el desarrollo, así como en la regulación de las defensas inmunitarias de las plantas. Al no poder desplazarse y eludir los daños físicos o los ataques de bacterias y otros patógenos, las plantas responden a estas agresiones mediante la biosíntesis de ácido salicílico, que a su vez controla cascadas de otras respuestas de defensa. Por lo tanto, el control de la producción de ácido salicílico en las plantas agrícolas podría aumentar la resistencia de los cultivos a los patógenos e insectos, reduciendo así el uso excesivo de pesticidas potencialmente tóxicos que pueden conducir a la resistencia de los patógenos. Sin embargo, los científicos han echado en falta una herramienta clave para manipular los niveles de ácido salicílico en las plantas: una descripción completa de la vía necesaria para sintetizar la hormona. Ahora, Jing-Ke Weng, miembro del Instituto Whitehead, junto con Michael Torrens-Spence, postdoc del laboratorio de Weng, han descubierto los últimos pasos que faltaban en la vía del ácido salicílico de la planta Arabidopsis y han resuelto un rompecabezas que ha perseguido a Weng y a su campo durante décadas.

Estructura del ácido salicílico

El ácido salicílico (SA) es una hormona vegetal que, según se ha descrito, desempeña un papel esencial en la activación y regulación de múltiples respuestas al estrés biótico y abiótico. En particular, durante las interacciones planta-microbio, como parte de los mecanismos de defensa, el SA se acumula inicialmente en el tejido local infectado y luego se extiende por toda la planta para inducir una resistencia sistémica adquirida en las partes distales no infectadas de la planta. El SA puede producirse por las vías biosintéticas de la fenilalanina o del isocorismato. La primera, tiene lugar en el citosol, mientras que la segunda ocurre en los cloroplastos. Una vez sintetizado, los niveles de SA libre se regulan mediante una serie de modificaciones químicas que producen formas inactivas, como la glucosilación, la metilación y la hidroxilación a ácidos dihidroxibenzoicos. El SA glicosilado se almacena en la vacuola hasta que se necesita para activar las respuestas desencadenadas por el SA. Toda esta información sugiere que los niveles de SA están bajo un estricto control, incluyendo su movimiento intra y extracelular que debería estar coordinado por la acción de los transportadores. Sin embargo, nuestros conocimientos sobre este tema son todavía muy limitados. En esta revisión, describimos los esfuerzos más significativos realizados hasta la fecha para identificar los mecanismos moleculares implicados en el transporte de SA a través de la planta. Además, proponemos nuevas alternativas que podrían ayudar a entender el recorrido de esta importante fitohormona en el futuro.

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¿Para qué se utiliza el ácido salicílico?

El calentamiento global está provocando una grave amenaza para el crecimiento de las plantas y la seguridad alimentaria. El estrés térmico perturba la homeostasis celular de las plantas, retrasa su desarrollo y provoca esterilidad y reducción del rendimiento [1]. Se ha informado de que la aplicación de SA exógena mejora el rendimiento del arroz en condiciones de alta temperatura [2], mientras que la inhibición de la síntesis de SA redujo notablemente el nivel de termotolerancia en las plantas de guisante [3]. Además, la biosíntesis de SA se incrementó bajo estrés térmico, como se observó en muchas especies de plantas, como la mostaza [4], la hierba de los pinos [5], la uva [6] y el melón [7].

El fotosistema II, que funciona como una cadena de transporte de electrones en los cloroplastos, es una de las estructuras más termosensibles en las plantas [8]. Un estudio encontró que la pulverización de 0,25 mM de SA en las hojas de alfalfa durante 5 días mejoró el daño por calor al PSII y la eficiencia fotosintética [9]. Esto puede deberse a que el SA mejora el sistema antioxidante y la fluorescencia de la clorofila [10], manteniendo así la estabilidad térmica del donante de electrones y los centros de reacción del PSII [11]. El estrés térmico también altera el potencial osmótico y destruye las membranas plasmáticas, provocando así la fuga de iones en las células vegetales. La aplicación de SA puede aumentar el contenido de prolina libre, que juega un papel clave en la osmorregulación de las células vegetales. Este fenómeno se ha observado ampliamente en el trigo [12], el pepino [10] y el tomate [13][14]. Además, la pulverización de 100 mM de SA en las hojas de uva estabilizó la actividad de las bombas de protones en las membranas, incluyendo la H+- y la Ca2+-ATPasa, lo que puede ser otro mecanismo importante para mantener la integridad de la membrana bajo estrés térmico [15]. Las actividades de SA contribuyen a una mejor regulación de la apertura estomática junto con el aparato fotosintético, como la actividad de PSII y Rubisco, y por lo tanto aumentan la capacidad de fotosíntesis cuando se somete a condiciones de temperatura estresantes [14].

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