Actividad elicitora en plantas de una endopoligalacturonasa de levadura encapsulada en liposomas

Abstract

Esta investigación se realizó con el objetivo de desarrollar un bioproducto capaz de activar respuestas defensivas en caña de azúcar frente al Sugarcane Mosaic Virus (SCMV), mediante la encapsulación de la enzima endopoligalacturonasa, de la levadura Kluyveromyces marxianus CCEBI 2011, en liposomas de fosfatidilcolina. La enzima, purificada por cromatografía de intercambio iónico, presentó una actividad enzimática de 34.5 U/mL. Los liposomas obtenidos por el método de inyección de etanol presentaron forma esférica, tamaño promedio de 3.3 ± 2 μm, y una eficiencia de encapsulación, determinada por cromatografía de exclusión molecular, del 28.3 %. Los cultivares SP70-1284 susceptible al SCMV y C323-68 resistente, fueron tratados con el preparado liposomal y con un bioproducto adicional a base de compuestos fenólicos. Se empleó un diseño completo al azar con cuatro tratamientos y tres repeticiones. Se evaluó la severidad de la infección, la acumulación de radicales superóxido y la expresión de 10 genes relacionados con la defensa. El cultivar resistente no presentó síntomas de infección durante el desarrollo del experimento, mientras que en el susceptible la aplicación de ambos bioproductos disminuyó la severidad de la infección entre el 38.9 y 44.4 % con respecto al control. Se observó la presencia de radicales superóxido en las primeras horas de interacción caña de azúcar - SCMV. A los 28 días post inoculación se apreció una expresión diferenciada de tres genes relacionados con la defensa antiviral. Se demostró la capacidad de ambos bioproductos para inducir respuestas defensivas en caña de azúcar frente al SCMV.

This research was carried out with the objective of developing a bioproduct capable of activating defensive responses in sugarcane against the Sugarcane Mosaic Virus (SCMV), through the encapsulation of the enzyme endopolygalacturonase, from the yeast Kluyveromyces marxianus CCEBI 2011, in phosphatidylcholine liposomes. The enzyme, purified by ion exchange chromatography, presented an enzymatic activity of 34.5 U/mL. The liposomes obtained by the ethanol injection method had a spherical shape, an average size of 3.3 ± 2 μm, and an encapsulation efficiency, determined by molecular exclusion chromatography, of 28.3%. The cultivars SP70-1284 susceptible to SCMV and resistant C323-68 were treated with the liposomal preparation and with an additional bioproduct based on phenolic compounds. A complete randomized design was used with four treatments and three repetitions. The severity of the infection, the accumulation of superoxide radicals and the expression of 10 defense-related genes were evaluated. The resistant cultivar did not present symptoms of infection during the development of the experiment, while in the susceptible cultivar the application of both bioproducts decreased the severity of the infection between 38.9 and 44.4% compared to the control. The presence of superoxide radicals was observed in the first hours of sugarcane - SCMV interaction. At 28 days post inoculation, a differentiated expression of three genes related to antiviral defense was observed. The ability of both bioproducts to induce defensive responses in sugarcane against SCMV was demonstrated.