español    español

Los glucanos mixtos presentes en las paredes celulares de microorganismos y plantas activan respuestas de resistencia a infecciones en plantas

Las plantas disponen de un sistema de inmunidad innata responsable de que, en las interacciones planta-patógeno, la infección sea una excepción. Este sistema de inmunidad está formado por un conjunto de receptores de reconocimiento de patrones (PRR) presentes en las membranas plasmáticas de todas las células vegetales. Los PRRs reconocen diferentes ligandos, como patrones moleculares asociados a microorganismos (MAMPs) o patrones moleculares derivados de la propia planta (denominados DAMPs), que se liberan o sintetizan durante el proceso de infección (p. ej. hidrólisis de la pared celular vegetal). Muchas de estas moléculas MAMP/DAMP están compuestas por carbohidratos, como la glucosa, que forman diferentes tipos de enlaces y estructuras. El grupo de Inmunidad vegetal del CBGP (UPM-INIA) ha estudiado junto con la empresa Plant Response Biotech, spin-off del CBGP, y en el marco de un Doctorado industrial financiado por la Comunidad de Madrid (IND2017/BIO-7800),, la capacidad de activación de la inmunidad vegetal por glucanos mixtos (MLGs), que están formados por moléculas de glucosa unidas por enlaces β‐1,3/1,4. En el articulo que han publicado en The Plant Journal, y en el que también han colaborado grupos del Max-Planck de Alemania/Universidad BOKU de Viena, y el KTH de Estocolmo, se describe la presencia de MLGs en las paredes celulares de algunos patógenos de plantas, como los oomicetos, al igual que se había caracterizado previamente la presencia de MLGs en las paredes celulares de algunas especies vegetales como los cereales. En este trabajo se identifica MLG43, formado por tres moléculas de glucosa (β-D‐celobiosil‐(1,3)‐β‐D‐glucosa o MLG43), como la estructura más simple capaz de activar respuestas de inmunidad en plantas de Arabidopsis thaliana. Además, se demuestra que estas respuestas están mediadas parcialmente por varios receptores PRR de la familia LysM, como CERK1, LYK4 y LYK5, descritos previamente como receptores/co-receptores en la percepción de la quitohexaosa [β‐1,4‐D‐ (GlcNAc)6], un carbohidrato derivado de paredes celulares de hongos. El articulo muestra, utilizando experimentos de activación de inmunidad cruzada MLG43/quitohexaosa, que el mecanismo de reconocimiento de estas dos moléculas no es idéntico. En colaboración con la empresa Plant Response, el grupo del CBGP ha observado que el tratamiento preventivo de cultivos, como tomate y pimiento, con MLG43 les confiere una mayor resistencia a infecciones provocadas por diferentes patógenos (Fig. 1). Estos datos de protección vegetal abren la puerta a la comercialización de MLGs como moléculas activadoras de la inmunidad natural de los cultivos y que puedan remplazar a los productos químicos fitosanitarios, contribuyendo a una agricultura más sostenible. Además, la abundancia de MLGs en residuos vegetales hace factible la extracción masiva de MLGs de estos residuos para utilizarlos en protección de cultivos, contribuyendo a una bioeconomía circular. Esta tecnología está en fase de prueba de campo para su comercialización y se ha protegido su uso mediante una solicitud de patente europea.

zoom

Publicación Original:

Rebaque, D., Hierro, I. del, López, G., Bacete, L., Vilaplana, F., Dallabernardina, P., Pfrengle, F., Jordá, L., Sánchez‐Vallet, A., Pérez, R., Brunner, F., Molina, A., Mélida, H. 2021. Cell wall-derived mixed-linked β-1,3/1,4-glucans trigger immune responses and disease resistance in plants. The Plant Journal. DOI: https://doi.org/10.1111/tpj.15185

 

Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas UPM – INIA Parque Científico y Tecnológico de la U.P.M. Campus de Montegancedo
Autopista M-40, Km 38 - 28223 Pozuelo de Alarcón (Madrid) Tel.: +34 91 0679100 ext. 79100  Fax: +34 91 7157721. Localización y Contacto

Síguenos en: