Post on 15-Jul-2015
MECCANISMI
DI DIFESA IMMUNITARIA
NELLE PIANTE
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MECCANISMI PASSIVI
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MECCANISMI ATTIVI
Barriere fisiche Barriere fisiche
Barriere chimiche
Barriere fisiche
Parete cellulare
Stomi poco accesibili Lenticelle piccole o poco numerose Tille Gomme Strato di abscissione
Barriere chimiche
Metaboliti secondari- difesa da predatori e patogeni - coinvolti nell'attrazione degli impollinatori - agenti di competizione tra piante e nelle simbiosi pianta-microbo
Metaboliti secondari
Terpeni Fenoli Composti azotati
Terpeni
Insolubili in acqua Biosintesi a partire dall'acetil CoA o da intermedi metabolici della glicolisi
Terpeni
Formati dalla fusione di unit isopreniche a 5 atomi di carbonio
Conifere ---> canali resiniferi Menta, Limone, Basilico, Salvia... ----> oli essenziali
Limonene
Mentolo
Fenoli
Si distinguono in semplici e complessi
acidi benzoici cumarine
flavonoidi
Fenoli
Funzione antiossidante (resveratrolo) Conferiscono spesso un sapore amaro (tannini) Assorbono le radiazioni UV e quindi proteggono il DNA e la clorofilla da degradazione.
Fenoli
Derivati dal fenolo
Cynara cardunculus scolymus Matricaria chamomilla
Coffea arabica
Isoflavonoidi
Gli isoflavonoidi si trovano prevalentemente nei legumi e hanno attivit antimicrobica Responsabili delle propriet antitumorali della soia Si accumulano in concentrazioni elevate in seguito a infezione batterica o fungina
Tannini
Polifenoli ad alto p.m. Presenti nei frutti immaturi, mele, more, vino rosso Si legano in modo aspecifico alle proteine nell'intestino degli erbivori
Composti Azotati
Alcaloidi Glucosidi cianogenetici Glucosinolati
Alcaloidi
Anello eterociclico azotato Caffeina, nicotina, cocaina, teobromina... Notevoli effetti farmacologici sui vertebrati
Nicotina
Nicotiana tabacum
Glucosidi cianogenetici
Molecole di vario tipo (fenoli, alcoli..) legate a una o pi molecole di zucchero Amigdalina (mandorle), durrina (sorgo)zucchero Glucoside cianogenetico------->cianoidrina------>chetone+ acido cianidrico glucosidasi idrossinitrile liasi
Glucosidi cardiotonici
Digitossina e digossina
Digossina Digitalis purpurea
Impiego farmacologico nel trattamento dell'insufficienza cardiaca
Digitossina
Glucosinolati
Crucifere o affini Responsabili dell'odore e del gusto caratteristico di alcuni ortaggi come il cavolo, ravanelli, broccoli
Brassica oleracea botrytis
Raphanus sativus
Glucosinolati: studi sulla colza
Abbassando il contenuto in glucosinolati nella colza si osserv la progressiva incapacit di sopravvivenza delle specie coltivate, a causa dei notevoli danni provocati dagli agenti infestanti
Brassica napus
Meccanismi attiviLa risposta ipersensibile La vampata ossidativa: ROS e NOSintesi di composti antimicrobici e antifungini Sintesi di fitoalessine e PR (pathogenesis releated proteins) Oligosaccarine
ROS
Antimicrobici/antifungini
Sintesi di lignina o callosio Sintesi di saponine (prima dell'attacco)
Lignina
Fitoalessine
Si accumulano intorno al sito di infezione Rapidissima sintesi del macchinario metabolico Non ancora chiaro il meccanismo di azione
Oligosaccarine
Prodotte in seguito a degradazione della parete Derivati dell'acido galatturonico Controllano la risposta ipersensibile
Proteine PR
Prodotte anche in situazioni di stress abiotico Localizzate a livello della parete Alcune agiscono direttamente contro il patogeno o le sue strutture di infezione, altre producono elicitori
Le PR comprendono:Enzimi Inibitori di proteasi Proteine ricche in cisteina o glicina Taumatine e osmotine
Altri composti inibitori
Proibitine: presenti negli essudati vegetali, azione antimicrobica diretta Lectine: presenti nella parete dell'ospite legano carboidrati della parete batterica e fungina
RIP (proteine inattivanti i ribosomi)
Saporina Ricina PAP ATTIVITA' ANTIVIRALE
Geni di resistenza
Gene codificante PAL (fenilalanina ammonio liasi): coinvolto nella via dei fenilpropanoidi E' uno dei primi geni ad attivarsi
Geni di resistenza
Sito NB (nucleotide-binding) e LRR (repeated leucine-rich) Riconoscono Avr (proteine di avirulenza) Alterazione transiente permeabilit ionica (entrata di Ca2+ e H+, uscita di K+ e Cl-) L'entrata di Ca2+ attiva la vampata ossidativa
SAR (resistenza acquisita sistemicamente)
Aumento delle molecole di difesa Indotta da acido salicilico, acido giasmonico, etileneAcido salicilico
Resistenza superiore ad attacchi successivi
Una scoperta recente...Una microflora nei terreni attorno alle radici aiuta la pianta a contrastare microrganismi e funghi patogeni come il Rhizoctonia Solani per le barbabietole da zucchero.
In conclusione....
BibliografiaTaiz L., Zeiger E. Fisiologia vegetale (Piccin, 2008, Padova). Bol, J.F., Linthorst, H.J.M., Cornelissen, B.J.C. Plant pathogenesisrelated proteins induced by virus infection. Annu. Rev. Phytopathol. 28: 113-150 (1990). Belli G., Elementi di patologia vegetale (Piccin, 2005, Padova). Bowles, D.J. Defense-related proteins in higher plants. Annu. Rev. Biochem. 59: 873-907 (1990). Belkhadir, Y., Subramaniam, R., Dangl, J.L. Plant disease resistance protein signalling: NBS-LRR proteins and their partners. Curr. Opin. Plant Biol. 7: 391-399 (2004). Mendes, R., et al. Deciphering the Rhizosphere Microbiome for Disease-Suppressive Bacteria. Science Express. DOI: 10.1126/science1203980 (2011).