Genetics and control of the pest resistance found in the wild tomato species solanum pimpinellifolium based on type iv glandular trichomes and their associated secretions
- Autores: Rocío Escobar Bravo
- Directores de la Tesis: Rafael Fernández Muñoz (dir. tes.), Merijn R. Kant (codir. tes.), Enrique Moriones Alonso (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Miguel Ángel Aranda Regules (presid.), Eduardo R. Bejarano (secret.), Eduardo Peña Mercado (voc.), María Luisa Gómez Guillamón (voc.), M. Jose Pozo Jiménez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Entre las plagas más devastadoras del cultivo de tomate se encuentra la mosca blanca Bemisia tabaci (Gennadius) cuyos efectos negativos sobre la planta no sólo se deben a los daños directos causados por la alimentación del insecto, sino también a su papel como vector en la transmisión de virosis. Entre las enfermedades causadas por virus transmitidos por este insecto, una de las más destructivas en tomate es la del rizado amarillo de la hoja de tomate (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD), causada por un conjunto de especies pertenecientes al género Begomovirus (Fam. Geminiviridae). Las estrategias de control de la enfermedad se basan en el empleo de cultivares con resistencia genética al virus, el control de las poblaciones de insectos vectores mediante el uso de barreras físicas, la aplicación de insecticidas, el control biológico y, en mucha menor medida, el uso de variedades resistentes al insecto vector. En el grupo de Mejora Genética Vegetal del IHSM, describimos una fuente natural de resistencia a plagas en la especie silvestre Solanum pimpinellifolium entrada TO-937 basada en la presencia de tricomas glandulares de tipo IV, y la secreción de compuestos con características antibióticas y antixenóticas en la superficie foliar, las acilsacarosas. Una de las líneas de retrocruzamiento avanzada generadas a partir de la especie silvestre, con un nivel de retrocruzamiento de BC3, denominada ABL 14-8, ha demostrado ser resistente a la mosca blanca B. tabaci y limitar de forma drástica la dispersión de TYLCD. Sin embargo, la resistencia a mosca blanca demostrada por ABL 14-8 es dependiente de las condiciones ambientales y, muy especialmente, de la edad de la planta. Así, en plantas jóvenes la repelencia a mosca blanca y el control de la dispersión de TYLCD es menor que en plantas en estadio de 10 hojas. Lograr una expresión más temprana de los caracteres asociados a la resistencia a mosca blanca, es decir, la producción y secreción de acilsacarosas a niveles similares a los encontrados en plantas adultas, ha constituido el principal objetivo de esta tesis. Para ello, se ha aplicado de forma exógena la forma volátil de la hormona vegetal ácido jasmónico (JA), metil jasmonato (MeJA), en plantas jóvenes de una línea más avanzada de retrocruzamiento, BC5S2, y del parental recurrente `Moneymaker¿ (S. lycopersicum), y se ha medido la producción de acilsacarosas y la regulación transcripcional de los genes implicados en su biosíntesis. A continuación, se ha evaluado el efecto de una temprana inducción de estos mecanismos de defensa mediados por tricomas sobre la repelencia a mosca blanca y la dispersión primaria del TYLCD. De forma adicional, se ha evaluado el efecto de la infestación con mosca blanca sobre el metabolismo de las acilsacarosas en plantas tratadas con la hormona, y la modulación de estos caracteres por otra clase de herbívoros, las arañas rojas, y específicamente, dos especies Tetranychus urticae y T. evansi que desencadenan en la planta respuestas de defensa distintas. Nuestros resultados han demostrado que varias aplicaciones de la hormona vegetal MeJA mejora la protección contra mosca blanca y la dispersión de TYLCD en plantas jóvenes de la línea mejorada con tricomas glandulares de tipo IV, y genera un estado de alerta en la planta que repercute en la percepción de este insecto, disparando rutas de defensa inusuales en la infestación de plantas de tomate con este hemíptero. Además, se ha demostrado que la infestación con araña roja T. urticae puede inducir la producción de acilsacarosas en la línea BC5S2, pero que esta inducción no se produce cuando la infestación por T. evansi tiene lugar. T. evansi es una especie de araña descrita como represora de la respuesta de defensa en tomate. En nuestro estudio, se observo un retraso en la inducción de estas respuestas de defensa mediadas por las hormonas ácido jasmónico y ácido salicílico en comparación con T. urticae. De este modo, la no-inducción de la secreción de acilsacarosas en plantas infestadas con T. evansi puede ser debido a un retraso en la inducción de la respuesta de defensa de la planta. En definitiva, la producción de tricomas de tipo IV y acilsacarosas constituye un carácter altamente inducible por la hormona vegetal metil jasmonato, y por tanto la inducción natural de la ruta de defensa mediada por esta hormona a través de la infestación con herbívoros puede desencadenar un fortalecimiento de este mecanismo de defensa de la planta. Boughton AJ, Hoover K, Felton GW. 2005. Methyl jasmonate application induces increased densities of glandular trichomes on tomato, Lycopersicon esculentum. Journal of Chemical Ecology 31:2211-2216.
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