The role of terpenes in the defensive responses of conifers against herbivores and pathogens
La condició sèssil de les plantes ha fet que desenvolupin un ampli ventall de defenses físiques i químiques per fer front a herbívors i patògens. Moltes plantes tenen reserves permanents de productes químics (defenses constitutives) per fer front a les agressions biòtiques immediatament, però aquest...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:256999 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/256999 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Ecología química Terpens Coníferes Ecologia química Chemical ecolog Terpenos Terpenes Coníferas Conifers Ciències Experimentals |
| Sumario: | La condició sèssil de les plantes ha fet que desenvolupin un ampli ventall de defenses físiques i químiques per fer front a herbívors i patògens. Moltes plantes tenen reserves permanents de productes químics (defenses constitutives) per fer front a les agressions biòtiques immediatament, però aquestes defenses també poden augmentar o canviar proporcionalment davant d'un atac (defenses induïdes). Per altra part, podem distingir entre defenses directes, que frenen les agressions intoxicant o reduint el creixement d'herbívors i patògens, i defenses indirectes, que atreuen antagonistes dels atacants, normalment a partir d'emissions de volàtils. Dels més de 100.000 compostos químics que juguen papers defensius en les plantes, uns 20.000 són terpens, un tipus d'hidrocarburs amb un ampli ventall d'estructures i funcions. Les coníferes tenen els terpens com una de les seves principals defenses. Aquesta tesi té per objectiu descriure i aprofundir en el rol defensiu dels terpens en dues interaccions mediterrànies: pi roig (Pinus sylvestris) - processionària del pi (Thaumetopoaea pityocampa), i xiprer (Cupressus sempervirens) - xancre del xiprer (Seiridium cardinale). S'hi analitzen els terpens de teixits de plantes i fongs amb cromatografia de gasos - espectrometria de masses (GC-MS) i s'hi estudia l'expressió gènica de les sintases terpèniques amb qPCR. També s'han realitzat tests de laboratori per determinar l'impacte dels terpens sobre el creixement i la supervivència de la processionària i del xancre del xiprer. En el primer capítol es mostra que les concentracions foliars de terpens disminueixen i les emissions s'incrementen quan el pi roig és atacat per la processionària. Per saber si aquesta disminució de concentracions és deguda a la pèrdua per emissions o a una baixa biosíntesi de terpens, en el segon capítol s'estudia l'expressió gènica de dues sintases terpèniques, i es mostra que la defoliació causada per la processionària tendeix a disminuir l'expressió gènica d'aquestes sintases, fet que és poc habitual. En concordança, s'observa que les concentracions de terpens en fulles també disminueixen, suggerint una dèbil resposta defensiva del pi roig davant l'atac. En el capítol 3 s'estudien els canvis terpènics i nutricionals en fulles noves que han crescut després d'un episodi de defoliació, en dues subespècies diferents de pi roig. Una subespècie reacciona augmentant concentracions de terpens, canviant emissions i reduïnt nutrients, mentre que l'altra no mostra canvis significatius en cap paràmetre. Sorprenentment, aquestes reaccions tan diferents no semblen tenir efectes sobre la supervivència de la processionària, suggerint que aquest herbívor està adaptat a les respostes defensives dels pins. En el 4t capítol es monitoren les reaccions terpèniques en el floema i les fulles de xiprers infectats per Seiridium cardinale. Els resultats mostren fortes induccions de terpens en el floema, incloent la formació de terpens de novo i canvis en les proporcions d'aquests compostos. També es poden constatar canvis en les emissions foliars de terpens. En el 5è i últim capítol es comparen les respostes en el floema d'arbres resistents i no resistents al xancre del xiprer, i s'observa que la inducció terpènica és més forta en els arbres resistents. També es presenten els tests realitzats per veure la capacitat d'inhibició fúngica dels terpens del xiprer. En els resultats es pot apreciar que els terpens induïts per l'atac són molt inhibidors i que aquesta inhibició és més dependent de la concentració que en els terpens constitutius. Així mateix, es demostra que el fong és capaç de biotransformar i detoxificar tres terpens del xiprer, suggerint mecanismes d'adaptació a les defenses de l'arbre. Aquesta tesi aporta nova i valuosa informació sobre el rol dels terpens en dues interaccions mediterrànies, alhora que aprofundeix en alguns aspectes encara poc estudiats del rol defensiu dels terpens en les coníferes. |
|---|