Rol de la alantoína en la regulación de los niveles de especies activas del oxígeno en Arabidopsis thaliana.

42 h.; ils.; grafs.; tabls. Contiene Referencia BibliográficaLa alantoína es un metabolito derivado de la degradación de las purinas, que se acumula en Arabidopsis thaliana en condiciones de estrés abiótico. Numerosos autores han relacionado este hecho con la tolerancia al estrés. Puesto que se conoce que diferentes tipos de estrés abiótico conducen al aumento de los niveles de especies activas del oxígeno (EAO), situación conocida como estrés oxidativo; se propuso que la acumulación de alantoína podría estar relacionada con la tolerancia a dicho estrés. En este trabajo mutantes alantoinasa knockout (aln-1) que acumulan alantoína en forma constitutiva, presentaron signos de mayor tolerancia al estrés oxidativo inducido por H2O2; sin embargo, no presentaron diferencias respecto al genotipo silvestre al ser tratados con alta intensidad lumínica, metilviológeno o aminotriazol. También se ha propuesto que el transporte a larga distancia de alantoína, mediante el transportador Ureido Permeasa 5 (AtUPS5), podría estar implicado en la tolerancia al estrés. Por ello, se estudió la relación de la translocación de alantoína con la regulación de las EAO endógenas, en líneas WT y ups5. Luego de 3 horas de tratamiento con alantoína exógena, las plantas ups5 mostraron una disminución en sus niveles de O2·- foliares. Sin embargo, luego de 24 horas de tratamiento, ambos genotipos presentaron un aumento en los niveles de O2·- y H2O2, lo que sugiere la implicancia de otros transportadores en la translocación de alantoína y modulación de las EAO en parte aérea. Se discuten las posibles relaciones de este hecho, con las respuestas de tolerancia al estrés abiótico de plantas que acumulan alantoína o tratadas con alantoína exógena descriptas

Rol de la alantoína en la regulación de los niveles de especies activas del oxígeno en plantas

Las condiciones de estrés producen desbalances metabólicos que limitan el crecimiento de las plantas y disminuyen su rendimiento. Se conoce que diferentes tipos de estrés abiótico conducen al aumento de los niveles de especies activas del oxígeno (EAO) y de alantoína, un metabolito derivado de la degradación de las purinas. Ha sido propuesto que, en Arabidopsis thaliana, el transporte de alantoína a larga distancia, mediante el transportador Ureido Permeasa 5 (AtUPS5), podría estar implicado en dicha tolerancia al estrés. Por ello, el objetivo de este trabajo fue conocer si dicho transporte está vinculado con la regulación de los niveles de EAO. En primer lugar, se caracterizó el transporte de alantoína en líneas WT, knockout y sobreexpresantes del transportador, mediante determinación colorimétrica del contenido de alantoína en parte aérea, encontrando diferencias significativas a las 3 horas de trasplante a medio suplementado con alantoína. Posteriormente, plantas tratadas con alantoína exógena por 3 y 24 horas fueron incubadas en soluciones de NBT (Nitrobluetetrazolium) y DAB (Diaminobencidina), a fin de estimar semi-cuantitativamente mediante análisis de imágenes los niveles de O2·- y H2O2, respectivamente. Luego de 3 horas de tratamiento con alantoína exógena suministrada por raíz, las plantas ups5 mostraron una disminución en sus niveles de O2 - foliares. Sin embargo, a las 24 horas de tratamiento, ambos genotipos presentaron un aumento en los niveles de O2 - y H2O2. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la alantoína tenga un rol en la modulación de las EAO en parte aérea, aunque probablemente existan otros transportadores que se activen bajo tratamientos mayores a 3 horas con alantoína exógenaFil: Bogino, María Florencia. Universidad Nacional de Córdoba

Nanoemulsions of synthetic rhamnolipids act as plant resistance inducers without damaging plant tissues or affecting soil microbiota

Plant pathogens and pests can cause significant losses in crop yields, affecting food security and the global economy. Many traditional chemical pesticides are used to combat these organisms. This can lead to the development of pesticide-resistant strains of pathogens/insects and negatively impact the environment. The development of new bioprotectants, which are less harmful to the environment and less likely to lead to pesticide-resistance, appears as a sustainable strategy to increase plant immunity. Natural Rhamnolipids (RL-Nat) are a class of biosurfactants with bioprotectant properties that are produced by an opportunistic human pathogen bacterium. RL-Nat can act as plant resistance inducers against a wide variety of pathogens. Recently, a series of bioinspired synthetic mono-RLs produced by green chemistry were also reported as phytoprotectants. Here, we explored their capacity to generate novel colloidal systems that might be used to encapsulate bioactive hydrophobic compounds to enhance their performance as plant bioprotectants. The synthetic mono-RLs showed good surfactant properties and emulsification power providing stable nanoemulsions capable of acting as bio-carriers with good wettability. Synthetic RLs-stabilized nanoemulsions were more effective than RLs suspensions at inducing plant immunity, without causing deleterious effects. These nanoemulsions were innocuous to native substrate microbiota and beneficial soil-borne microbes, making them promising safe bio-carriers for crop protection

Proteínas efectoras de fitopatógenos y su impacto sobre las defensas y el desarrollo vegetal

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2024.Fil: Bogino, María Florencia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Los fitopatógenos producen y secretan moléculas efectoras, las cuales afectan el metabolismo de las plantas hospedantes, incrementando la susceptibilidad vegetal. De esta manera, los patógenos pueden adquirir los nutrientes necesarios para proliferar y completar sus ciclos de vida afectando negativamente a la sanidad y producción vegetal. En esta Tesis Doctoral, se estudian las funciones de dos efectores proteicos, pertenecientes a fitopatógenos biótrofos obligados que infectan a la planta modelo Arabidopsis thaliana: HaRxL106, producido por el oomicete Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa) y OEC115, generado por el hongo Golovinomyces orontii (Go). Ambos efectores interactúan en forma física con dos proteínas vegetales: el factor de transcripción BIM1 y la proteína IAA11. Las mismas forman parte de las vías de señalización de las hormonas Brasinoesteroides (BRs) y Auxinas (Aux), respectivamente, siendo ambas hormonas claves para el desarrollo vegetal. La expresión de HaRxL106 in planta promueve la susceptibilidad de Arabidopsis a Hpa y Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) e inhibe respuestas de defensa gatilladas por Patrones Moleculares Asociados a Patógenos (PTI). Además, genera un fenotipo similar al Síndrome de Evasión a la Sombra (SAS), aunque las condiciones lumínicas sean normales, en forma dependiente de BIM1, pero no de IAA11. A su vez, tanto la infección con Hpa como la expresión de este efector in planta incrementan la transcripción de genes relacionados con los BRs y las Aux. Estos resultados sugieren que HaRxL106 incrementa indirectamente la susceptibilidad de Arabidopsis, mediante la activación de las vías de señalización de BRs y Auxinas, que tienen un efecto antagónico sobre las respuestas de defensa a microbios patógenos. Por otra parte, caracterizamos las funciones del efector OEC115. La expresión de OEC115 in planta no genera cambios notorios en el patrón de desarrollo ni incrementa la susceptibilidad de Arabidopsis a Pst; sin embargo, al igual que HaRxL106 altera ciertas respuestas de defensa de tipo PTI, como el estallido oxidativo en respuesta al tratamiento con flagelina 22 (flg22) y la formación de depósitos de calosa luego de la infección con Pst mutante hrcC-. Estos resultados indican que, aunque interactúe con los mismos componentes, el mecanismo de acción de OEC115 es diferente del de HaRxL106 y resta de ser dilucidado en detalle.2026-02-01Fil: Bogino, María Florencia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina

Exopolysaccharides Synthesized by Rhizospheric Bacteria: A Review Focused on Their Roles in Protecting Plants against Stress

Plants are constantly exposed to a wide range of environmental factors that cause different kinds of stress, such as drought, salinity, heat, frost, and low nutrient availability. There are also biotic sources of stress, which include pathogens (bacteria, viruses, pests), herbivores, and plant competitors. These various types of stress affect normal plant physiology and development, and may lead to significantly lower yields. However, certain microorganisms (MOs), known as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), can interact with and benefit plants in stressful environments. They do so through a series of mechanisms which contribute to minimizing the negative effects of plants’ responses to stress. This review summarizes current knowledge about those mechanisms, with a focus on the production of exopolysaccharides (EPSs). These compounds can act as osmoprotectants, promote the production of phytohormones, prevent the entry of pathogens through roots, bioremediate metals, and improve soil structure and permeability, among many other beneficial effects. This makes them suitable alternatives to guarantee food security while reducing the excessive use of chemical agricultural inputs and their harmful consequences for the environment

Ureide permease 5 (AtUPS5) connects cell compartments involved in UREIDE metabolism

Allantoin is a purine oxidative product involved in long distance transport of organic nitrogen in nodulating legumes and was recently shown to play a role in stress tolerance in other plants. The subcellular localization of enzymes that catalyze allantoin synthesis and degradation indicates that allantoin is produced in peroxisomes and degraded in the endoplasmic reticulum (ER). Although it has been determined that allantoin is mostly synthesized in roots and transported to shoots either for organic nitrogen translocation in legumes or for plant protection during stress in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), the mechanism and molecular components of allantoin export from root cells are still unknown. AtUPS5 (Arabidopsis UREIDE PERMEASE 5) is a transmembrane protein that transports allantoin with high affinity when expressed in yeast. The subcellular fate of splicing variants AtUPS5L (long) and AtUPS5S (short) was studied by tagging them with fluorescent proteins in their cytosolic loops. The capability of these fusion proteins to complement the function of the native proteins was demonstrated by nutritional and salt stress experiments. Both variants localized to the ER, but the AtUPS5L variant was also detected in the trans-Golgi network/early endosome and at the plasma membrane. AtUPS5L and AtUPS5S localization indicates that they could have different roles in allantoin distribution between subcellular compartments. Our data suggest that under nonstress conditions UPS5L and UPS5S may function in allantoin degradation for nutrient recycling, whereas under stress, both genes may be involved in vesicular export allowing allantoin translocation from roots to shoots.Fil: Lescano López, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Bogino, María Florencia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Fisiología; ArgentinaFil: Martini, Ana Carolina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Fisiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud; ArgentinaFil: Tessi, Tomás María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: González, Claudio Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Fisiología; ArgentinaFil: Schumacher, Karin. Heidelberg University. Centre For Organismal Studies; AlemaniaFil: Desimone, Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Departamento de Fisiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; Argentin

Nanoemulsions of synthetic rhamnolipids act as plant resistance inducers without damaging plant tissues or affecting soil microbiota

International audiencePlant pathogens and pests can cause significant losses in crop yields, affecting food security and the global economy. Many traditional chemical pesticides are used to combat these organisms. This can lead to the development of pesticide-resistant strains of pathogens/insects and negatively impact the environment. The development of new bioprotectants, which are less harmful to the environment and less likely to lead to pesticide-resistance, appears as a sustainable strategy to increase plant immunity. Natural Rhamnolipids (RL-Nat) are a class of biosurfactants with bioprotectant properties that are produced by an opportunistic human pathogen bacterium. RL-Nat can act as plant resistance inducers against a wide variety of pathogens. Recently, a series of bioinspired synthetic mono-RLs produced by green chemistry were also reported as phytoprotectants. Here, we explored their capacity to generate novel colloidal systems that might be used to encapsulate bioactive hydrophobic compounds to enhance their performance as plant bioprotectants. The synthetic mono-RLs showed good surfactant properties and emulsification power providing stable nanoemulsions capable of acting as bio-carriers with good wettability. Synthetic RLs-stabilized nanoemulsions were more effective than RLs suspensions at inducing plant immunity, without causing deleterious effects. These nanoemulsions were innocuous to native substrate microbiota and beneficial soil-borne microbes, making them promising safe bio-carriers for crop protection

Nanoemulsions of synthetic rhamnolipids act as plant resistance inducers without damaging plant tissues or affecting soil microbiota

Plant pathogens and pests can cause significant losses in crop yields, affecting food security and the global economy. Many traditional chemical pesticides are used to combat these organisms. This can lead to the development of pesticide-resistant strains of pathogens/insects and negatively impact the environment. The development of new bioprotectants, which are less harmful to the environment and less likely to lead to pesticide-resistance, appears as a sustainable strategy to increase plant immunity. Natural Rhamnolipids (RL-Nat) are a class of biosurfactants with bioprotectant properties that are produced by an opportunistic human pathogen bacterium. RL-Nat can act as plant resistance inducers against a wide variety of pathogens. Recently, a series of bioinspired synthetic mono-RLs produced by green chemistry were also reported as phytoprotectants. Here, we explored their capacity to generate novel colloidal systems that might be used to encapsulate bioactive hydrophobic compounds to enhance their performance as plant bioprotectants. The synthetic mono-RLs showed good surfactant properties and emulsification power providing stable nanoemulsions capable of acting as bio-carriers with good wettability. Synthetic RLs-stabilized nanoemulsions were more effective than RLs suspensions at inducing plant immunity, without causing deleterious effects. These nanoemulsions were innocuous to native substrate microbiota and beneficial soil-borne microbes, making them promising safe bio-carriers for crop protection.Fil: Mottola, Milagro. Universidad Nacional de Tierra del Fuego, Antartida E Islas del Atlantico Sur. Centro de Investigaciones y Transferencia Tierra del Fuego. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia Tierra del Fuego. - Gobierno de la Provincia de Tierra del Fuego. Centro de Investigaciones y Transferencia Tierra del Fuego.; ArgentinaFil: Bertolino, María Candelaria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: Kourdova, Lucille Tihomirova. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Valdivia Pérez, Jessica Aye. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bogino, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Nocelli, Natalia Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Chaveriat, Ludovic. Unité Transformations & Agroressources; FranciaFil: Martin, Patrick. Unité Transformations & Agroressources; FranciaFil: Vico, Raquel Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: Fabro, Georgina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Fanani, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentin