Sánchez-Elordi, E., Morales de los Ríos, L., Vicente, C., Legaz, M.E.

Polyamine levels increase in smut teliospores after contact with sugarcane glycoproteins as a plant defensive mechanism

Journal of Plant Research, Mar 12 (2019)

DOI: 10.1007/s10265-019-01098-7

RESUMEN

Estudios previos destacaron la correlación entre la patogenicidad de Sporisorium scitamineum y la acumulación de poliaminas en caña de azúcar. El propósito de esta investigación es aclarar el efecto de las poliaminas en el desarrollo de la enfermedad del carbón. Se ha estudiado primero el efecto de poliaminas comerciales sobre la germinación de teliosporas del carbón. En segundo lugar, estos efectos se correlacionaron con los cambios en el nivel de poliaminas endógenas tras el contacto de las teliosporas con glicoproteínas de defensa de la caña de azúcar. Concentraciones bajas de espermidina activaron la germinación de la teliospora, mientras que la putrescina no tuvo ningún efecto activador. Curiosamente, se observó que la diamina causó descondensación nuclear y rotura de la pared celular de la teliospora, mientras que el tratamiento con espermidina no indujo descondensación nuclear ni ruptura de la pared celular. Además, el número de microtúbulos polimerizados aumentó en presencia de 7.5 mM espermidina pero disminuyó con putrescina lo que indica que los efectos de las poliaminas sobre la germinación de teliosporas de S. scitamineum podrían mediar a través de la interacción de los microtúbulos. Un aumento de la producción de poliaminas en las teliosporas del carbón se ha relacionado con la resistencia de la caña de azúcar a la enfermedad. La incubación de teliosporas con glicoproteínas de alta masa molecular (HMMG) de la variedad de caña de azúcar resistente no inoculada, Mayari 55-14, causó un aumento de la fracción insoluble de putrescina, espermidina y espermina dentro de la teliospora. Además, el nivel de la fracción soluble de la espermidina (fracción S) incrementó dentro de las teliosporas y el exceso fue liberado a las medio. Las glicoproteínas HMMG aumentó de manera significativa los niveles de putrescina y espermidina solubles, tanto retenidas como segregadas. Los niveles de poliaminas no aumentaron en teliosporas después de la incubación con HMMG producidas por la variedad no resistente Barbados 42231, lo que podría estar relacionado con la incapacidad de estas plantas para defenderse contra la enfermedad. Por lo tanto, se expone una hipótesis sobre el papel de las poliaminas en la interacción entre la caña de azúcar y el patógeno.