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Respuesta bioquímica asociada a la defensa del aguacate Persea americana Mill. Frente a Phytophthora cinnamomi Rands

Muñoz Rivera, Oscar Julian (2018) Respuesta bioquímica asociada a la defensa del aguacate Persea americana Mill. Frente a Phytophthora cinnamomi Rands. Doctorado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Palmira.

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Resumen

El aguacate (Persea americana Mill.), es una fruta de alto valor nutritivo y medicinal, cuya explotación comercial se realiza en regiones tanto tropicales como subtropicales. En Colombia se ha producido un incremento de la producción de aguacate, debido a la oferta ambiental y a la demanda del producto en el mercado internacional. Sin embargo con el aumento de la producción se presentan problemas fitosanitarios que impactan directamente sobre la calidad de los frutos y la sanidad del cultivo. Una de las aproximaciones más importante dirigida hacia al control de la enfermedad, ha sido la búsqueda de portainjertos resistentes o tolerantes a la enfermedad. En este sentido, en la actualidad se cuentan con materiales como el Duke 7, por presentar una reconocida tolerancia al oomiceto. La búsqueda de nuevos portainjertos dirigida a ampliar la base genética y las fuentes de resistencia se plantea como una alternativa que minimice los riesgos de que rompa la resistencia por parte del patógeno. En este trabajo se estudiaron las respuestas bioquímicas asociadas a la defensa durante la interacción con Phytophthora cinnamomi Rands como fundamento para comprender aspectos de la inmunidad innata e inducida en aguacate. Para ello se determinó el balance hormonal asociado a la defensa, respuestas del metabolismo oxidativo y la biosíntesis de pared celular mediante ensayos de infección con Phytophrhora cinnamomi Rands, sobre materiales clonados de aguacate Hass y Duke 7, reportados como susceptible y tolerante respectivamente frente al patógeno. Se realizaron muestreos cinéticos a las 0, 3, 24, 48 y 120 horas después de la infección, para el posterior análisis de los contenidos de las fitohormonas ácido jasmonico, ácido salicilico, los compuestos de la ruta fenilpropanoide, ácido cafeico y ácido ferúlico, mediante cromatografía liquida acoplada a espectrometría de masas RP-UPLC-MS2 TQD. Igualmente, a las muestras se les analizaron las actividades enzimáticas polifenoloxidasa, superoxido dismutasa, ascorbato peroxidasa, así como el contenido de polifenoles totales, capacidad atrapadora de radicales libres y el contenido de lignina. Los datos bioquímicos fueron correlacionados con el área bajo la curva del progreso de la enfermedad (ABCPE), de los dos genotipos. Los análisis mostraron diferencias estadísticamente significativas entre los genotipos, con respecto a los contenidos y picos de producción de la fitohormona ácido jasmonico, respecto al genotipo susceptible Hass. Los análisis del metabolismo oxidativo, mostraron mayores actividades enzimáticas superoxido dismutasa en Hass y mayor actividad ascorbato peroxidasa en Duke 7, así como una mayor capacidad atrapadora de radicales libres de manera innata, debida a metabolitos secundarios de tipo fenólico para este genotipo. Con relación a las variables asociadas a biosíntesis de pared celular, los resultados mostraron que el genotipo Duke 7, activa la producción de compuestos de la ruta fenilpropanoide, mediante la producción del acido ferúlico, el incremento de la actividad enzimática polifenol oxidasa, y la subsecuente biosíntesis de lignina. En el presente trabajo de tesis se discuten los resultados y se propone un modelo bioquímico de interacción compatible e incompatible de P. cinnnamomi con los genotipos de aguacate Hass y Duke 7 respectivamente.Se concluye que existen marcadores bioquímicos asociados a la resistencia frente Phytophthora cinnamomi Rands en aguacate Duke 7 y que podran ser tenidos en cuenta, para posteriores trabajos de premejoramiento en aguacate., //Abstract: The avocado (Persea americana Mill.), is a fruit of high nutritional and medicinal value, whose commercial exploitation is carried out in both tropical and subtropical regions. In Colombia there has been an increase in avocado production, due to the environmental offer and the demand of the product in the international market. However, with the increase in production there are phytosanitary problems that have a direct impact on the quality of the fruits and the health of the crop. One of the most important approaches aimed at controlling the disease has been the search for rootstock resistant or tolerant to the disease. In this sense, currently there are materials such as the Duke 7, for presenting a recognized tolerance to the Oomycete. The search for new rootstocks aimed at broadening the genetic base and the sources of resistance is proposed as an alternative that minimizes the risks of breaking the resistance on the part of the pathogen. In this work we studied the biochemical responses associated with defense during the interaction with Phytophthora cinnamomi Rands as a basis to understand aspects of innate and induced immunity in avocado. To this end, the hormonal balance associated with defense, oxidative metabolism responses and cell wall biosynthesis were determined through infection tests with Phytophrhora cinnamomi Rands, on clones of Hass and Duke 7 avocado, reported as susceptible and tolerant, respectively, against the pathogen. . Kinetic samplings were carried out at 0, 3, 24, 48 and 120 hours after infection, for the subsequent analysis of the phytohormon content of jasmonic acid, salicylic acid, the compounds of the phenylpropanoid route, caffeic acid and ferulic acid, by liquid chromatography coupled to mass spectrometry RP-UPLC-MS2 TQD. Likewise, the enzymatic activities of polyphenoloxidase, superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, as well as the content of total polyphenols, free radical scavenging capacity and lignin content were analyzed. The biochemical data were correlated with the area under the disease progress curve (ABCPE), of the two genotypes. The analyzes showed statistically significant differences between the genotypes, with respect to the contents and production peaks of the phytohormone jasmonic acid, with respect to the Hass susceptible genotype. The analysis of the oxidative metabolism showed higher enzymatic activities superoxide dismutase in Hass and higher ascorbate peroxidase activity in Duke 7, as well as a higher capacity to trap free radicals in an innate manner, due to secondary metabolites of phenolic type for this genotype. Regarding the variables associated with cell wall biosynthesis, the results showed that the Duke 7 genotype activates the production of compounds of the phenylpropanoid pathway, through the production of ferulic acid, the increase of the enzymatic activity polyphenol oxidase, and the subsequent biosynthesis of lignin. In the present work of the thesis the results are discussed and a biochemical model of compatible and incompatible interaction of P. cinnnamomi with avocado genotypes Hass and Duke 7 respectively is proposed. It is concluded that there are biochemical markers associated with resistance against Phytophthora cinnamomi Rands in avocado Duke 7 and that could be taken into account, for further pre-improvement work in avocado.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Doctorado)
Colaborador / Asesor:Lorza Químico, Antoni Rueda and Muñoz Flórez, Jaime Eduardo
Información adicional:Línea de Investigación: Mejoramiento Genético Vegetal
Palabras clave:Fitohormonas, Fenilpropanoide, Biosintesis, Capacidad atrapadora de radicales libres, Metabolismo oxidativo, Phytohormones, Phenylpropanoid, Free radical scavenging capacity, Oxidative metabolism
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 63 Agricultura y tecnologías relacionadas / Agriculture
Unidad administrativa:Sede Palmira > Facultad de Ciencias Agropecuarias > Doctorado en Ciencias Agrarias
Código ID:64821
Enviado por : Biblioteca Digital Sede Palmira
Enviado el día :28 Junio 2018 16:52
Ultima modificación:28 Junio 2018 16:52
Ultima modificación:28 Junio 2018 16:52
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