Potassium phosphite increases tolerance to UV-B in potato

The use of biocompatible chemical compounds that enhance plant disease resistance through Induced Resistance (IR) is an innovative strategy to improve the yield and quality of crops. Phosphites (Phi), inorganic salts of phosphorous acid, are environment friendly, and have been described to induce disease control. Phi, similar to other plant inductors, are thought to be effective against different types of biotic and abiotic stress, and it is assumed that the underlying signaling pathways probably overlap and interact. The signaling pathways triggered by UV-B radiation, for instance, are known to crosstalk with other signaling routes that respond that biotic stress. In the present work, the effect of potassium phosphite (KPhi) pre-treatment on UV-B stress tolerance was evaluated in potato leaves. Plants were treated with KPhi and, after 3 days, exposed to 2 h/day of UV-B (1.5 Watt m(-2)) for 0, 3 and 6 days. KPhi pre-treatment had a beneficial effect on two photosynthetic parameters, specifically chlorophyll content and expression of the psbA gene. Oxidative stress caused by UV-B was also prevented by KPhi. A decrease in the accumulation of hydrogen peroxide (H2O2) in leaves and an increase in guaiacol peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD) activities were also observed. In addition, the expression levels of a gene involved in flavonoid synthesis increased in UV-B-stressed plants only when pre-treated with KPhi. Finally, accumulation of glucanases and chitinases was induced by UV-B stress and markedly potentiated by KPhi pre-treatment. Altogether, this is the first report that shows a contribution of KPhi in UV-B stress tolerance in potato plants

First Insights into the Role of Polyamines in Biotic Stress Resistance Induced by Potassium Phosphite in Potato

Phosphites (Phi) are inorganic salts widely used to protect plants from pathogens, especially oomycetes, on a wide range of horticultural crops. They were studied at the molecular level in different pathosystems; however, their mode of action is not completely understood. In this work, we investigate the participation of polyamine (PA) metabolism in the defence mechanism induced by Phi. To this aim, potato plants were treated with potassium phosphite (KPhi), and 3 days later, leaves were inoculated with Phytophthora infestans (P. infestans). The content of free PAs was analysed and showed that KPhi induced the accumulation of spermine (Spm), spermidine (Spd) and putrescine (Put). However, when treated leaves were detached and inoculated with P. infestans, their accumulation was even higher. In addition, the expression of genes implicated in PA synthesis and degradation was measured. Most of the genes involved in PA biosynthesis showed no changes in their expression upon KPhi treatment, except for those involved in Spm synthesis: Spm synthase and S-adenosyl-L-methionine decarboxylase (SPMS and SAMDC, respectively). On the other hand, the catabolism genes: diamine oxidase (DAO), and polyamine oxidases PAO1, PAO2 and PAO5, but not PAO4, decreased their expression after inoculation with P. infestans, and this was reverted by KPhi pretreatment. To investigate this effect, assays were carried out using a PA oxidase inhibitor showing that defence responses induced by KPhi do not require products of PA catabolism. Additionally, we analysed in silico phytohormone and stress-responsive cis-elements in PAO gene promoters, which might explain, at least in part, the different behaviour of PAO4.Fil: Lobato, Maria Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Feldman, Mariana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Machinandiarena, Milagros Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Olivieri, Florencia Pia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentin

Undaria pinnatifida (Harvey) Suringar aqueous extract activates potato defense responses against Phytophthora infestans

Undaria pinnatifida is an invasive macroalga on the Argentinean coast and its use as a biostimulant was rarely investigated. The present work aimed to evaluate the effect of U. pinnatifida aqueous extract (AE) as an inducer of potato defense responses. Our results showed that AE protected potato plants against Phytophthora infestans infection. Application of AE by foliar spray (10% dilution), resulted in a significant reduction in disease severity. However, when antimicrobial activity was tested in vitro, a higher concentration of AE was needed to reduce P. infestans growth, showing hyphae morphological alterations and a reduction in the number of sporangia. These results indicate that AE at 10% induced defense responses in treated plants. The analysis of PR1 and IPII genes (Salicylic Acid and Jasmonic acid pathways markers, respectively), showed that the SA pathway would participate in the AE-induced resistance. Additionally, the accumulation of β-1,3-glucanase, guaiacol peroxidase activity, and changes in free polyamines were analyzed. An accumulation or enhanced activity was stimulated by AE. Moreover, the effect of AE treatment might be positive for the plant performance, since all the dilutions of AE tested showed an increment of chlorophyll content. These preliminary results strongly encourage further studies of the potential use of AE as an alternative tool for potato disease management using locally available seaweed in environmentally friendly conditions.Fil: Lobato, Maria Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Olivieri, Florencia Pia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Machinandiarena, Milagros Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Becherucci, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Feldman, Mariana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentin

Characterization and in vitro expression patterns of extracellular degradative enzymes from non-pathogenic binucleate Rhizoctonia AG-G

Many filamentous fungi produce an array of extracellular enzymes that acting in cell walls release elicitors of the plant defense response These enzymes may therefore be important in biocontrol applications. The aim of this study was to characterize extracellular degradative enzymes produced by a non-pathogenic binucleate isolate of Rhizoctonia AG-G. The fungus was grown in liquid culture supplemented with pectin, polygalacturonic acid or glucose as a carbon sources and filtrates of the culture media were analyzed for the detection of pectinolytic and glucan hydrolytic enzymes. Using only pectin as a carbon source, secretion of polygalacturonases and methylesterases was found. When the liquid medium was supplemented with polygalacturonic acid, only polygalacturonase activity was detected. However, when glucose was used as carbon source β-1,3 and β-1,6 glucanases activities were detected, using laminarin and pustulan as substrates, but none of the pectinolytic activities were found. These enzymes were partially purified and characterized. The β-(1,3)(1,6) glucanase and polygalacturonase enzymes showed to be active against cell wall polysaccharides from potato sprouts. These enzymes may have an important role in fungus-plant cell wall interaction. This is the first study about the production of extracellular enzymes by non-pathogenic binucleate Rhizoctonia AG-G.Fil: Machinandiarena, Milagros Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Wolski, Erika Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Barrera, Viviana Andrea. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Daleo, Gustavo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Andreu, Adriana Balbina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentin

The reinforcement of potato cell wall as part of the phosphite-induced tolerance to UV-B radiation

Phosphites (Phis), inorganic salts of phosphorous acid, have shown to be effective in protection of plants against biotic stress. Recently, we have described that potassium phosphite (KPhi) induces tolerance to UV-B radiation in potato. To counteract the harmful effect of UV radiation, plants accumulate UV-screening compounds, such as flavonoids, sinapate ester, and lignin. In previous work, we have shown an increase in guaiacol peroxidase (POD) activity in plants pretreated with KPhi and further exposed to UV-B radiation. In order to continue with this study, the expression of different enzymes and components involved in cell wall reinforcement were analyzed. An isoform of POD induced by KPhi was analyzed by isoelectric focusing and further identified as suberization-associated anionic peroxidase (POPA) by mass spectrometry. In addition, other enzymes participating in lignin biosynthesis, like caffeoyl-CoA O-methyltransferase (CCoAOMT), determined by accumulation of transcripts, and laccase activity, visualized in zymogrames, were increased by KPhi treatment previous to UV-B exposure. Further, the accumulations of extensin (EXT) transcripts and of conjugated polyamines (PAs) were increased by KPhi treatment previous to UV-B exposure. All these results suggest cell wall reinforcement in leaves due to KPhi pretreatment followed by UV-B exposure.Fil: Machinandiarena, Milagros Florencia. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Oyarburo, Natalia Soledad. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Daleo, Gustavo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Andreu, Adriana Balbina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Olivieri, Florencia Pia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentin

Terápicos de papa-semilla. Eficiencia en el control de enfermedades tempranas del cultivo

El laboratorio de Bioquímica Vegetal (IIB-CONICET, FCEyN, UNMDP) posee una amplia experiencia en el estudio de los aspectos bioquímicos y moleculares de la interacción entre plantas de papa y diferentes patógenos. Para esto se han desarrollado y puesto a punto los sistemas experimentales de laboratorio que simulan las infecciones ocurridas en los cultivos a campo. Entre los patógenos de papa estudiados se encuentran: los hongos Fusarium solani y Rhizoctonia solani, patógenos del tubérculo y brote respectivamente y el oomycete Phytophthora infestans que ataca tanto al tubérculo como a las hojas de la planta adulta, produciendo la enfermedad conocida como Tizón tardío. En el trabajo realizado se muestra la investigación desarrollada para probar la eficacia de una formulación (provista por la Empresa NOVA S.A.) como agente ?curasemilla? para la papa. En base a esto, se realizó primeramente una evaluación de la dosis óptima a utilizar a través de la realización de ensayos de inhibición del crecimiento de los patógenos en medio de cultivo. Posteriormente las dosis óptimas seleccionadas se probaron en tubérculos semilla frente a diferentes patógenos de suelo y finalmente, el efecto de la formulación en plantas provenientes de tubérculos semilla tratados se evaluó, ya sea como protector de patógenos de hoja como así también la propia toxicidad que pudiera tener sobre la misma planta sana (efecto fitotóxico). Los resultados de la investigación indican que el producto testeado sería un eficiente cura semilla puesto que tiene acción inhibitoria sobre un amplio espectro de patógenos de papa y no resulta toxico para la planta en crecimiento.Fil: Olivieri, Florencia Pia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Lobato, Maria Candela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Machinandiarena, Milagros Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Guzzo, Maria Carla. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Lasso, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Feldman, Mariana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Andreu, Adriana Balbina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; Argentin

New insights into the molecular basis of induced resistance triggered by potassium phosphite in potato

This work aimed to provide data about the molecules involved in induced resistance mediated by potassium phosphite (KPhi) in potato. To achieve these, we performed microarray analysis to determine the changes in gene expression after KPhi treatment, and their abundance after Phytophthora infestans (P.i.) infection. Our results showed the differential expression of 172 genes after KPhi treatment, and 22 KPhi primed genes after P.i. challenge, mainly involved in signal transduction and defense reactions, among others. Additionally, to identify common cis-elements involved in their regulation, we analyzed in-silico KPhi responsive genes promoters. Interestingly relevant phytohormone and stress-responsive cis-elements were present.Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos VegetalesFil: Feldman, Mariana Laura. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET. Mar del Plata, Prov. de Buenos Aires; ArgentinaFil: Guzzo, María Carla. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Fisiología y Recursos Genéticos Vegetales. Unidad de Estudios Agropecuarios; ArgentinaFil: Machinandiarena, Milagros Florencia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET. Mar del Plata, Prov. de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rey-Burusco, María Florencia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET. Mar del Plata, Prov. de Buenos Aires; ArgentinaFil: Beligni, María Verónica. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET. Mar del Plata, Prov. de Buenos Aires; ArgentinaFil: Di Rienzo, Julio. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Agrarias; ArgentinaFil: Castellote, Martín Alfredo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Balcarce; ArgentinaFil: Daleo, Gustavo Raúl. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET. Mar del Plata, Prov. de Buenos Aires; ArgentinaFil: Andreu, Adriana Balbina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas-CONICET. Mar del Plata, Prov. de Buenos Aires; Argentin