Published May 18, 2020
| Version v1
Publication
Open
Strawberry fatty acyl glycosides enhance disease protection, have antibiotic activity and stimulate plant growth
Creators
- 1. Instituto de Química del Noroeste Argentino
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 4. University of Buenos Aires
- 5. National University of Tucumán
- 6. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas
Description
Abstract An increasing interest in the development of products of natural origin for crop disease and pest control has emerged in the last decade. Here we introduce a new family of strawberry acyl glycosides (SAGs) formed by a trisaccharide (GalNAc-GalNAc-Glc) and a monounsaturated fatty acid of 6 to 12 carbon atoms linked to the glucose unit. Application of SAGs to Arabidopsis thaliana (hereafter Arabidopsis) plants triggered a transient oxidative burst, callose deposition and defense gene expression, accompanied by increased protection against two phytopathogens, Pseudomonas viridiflava and Botrytis cinerea . SAGs-induced disease protection was also demonstrated in soybean infected with the causal agent of target spot, Corynespora cassiicola . SAGs were shown to exhibit important antimicrobial activity against a wide-range of bacterial and fungal phytopathogens, most probably through membrane destabilization, and the potential use of SAGs as a biofungicide for postharvest disease protection was demonstrated on lemon fruits infected with Penicillium digitatum . Plant growth promotion by application of SAGs was shown by augmented primary root elongation, secondary roots development and increased siliques formation in Arabidopsis, whereas a significant increment in number of seed pods was demonstrated in soybean. Stimulation of radicle development and the induction of an auxin-responsive reporter system (DR5::GUS) in transgenic Arabidopsis plants, suggested that SAGs-stimulated growth at least partly acts through the auxin response pathway. These results indicate that strawberry fatty acid glycosides are promising candidates for the development of environmental-friendly products for disease management in soybean and lemon.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ظهر اهتمام متزايد بتطوير منتجات ذات أصل طبيعي لأمراض المحاصيل ومكافحة الآفات في العقد الماضي. نقدم هنا عائلة جديدة من جليكوسيدات أسيل الفراولة (SAGs) المكونة من ثلاثي السكاريد (GalNAc - GalNAc - Glc) وحمض دهني أحادي غير مشبع من 6 إلى 12 ذرة كربون مرتبطة بوحدة الجلوكوز. أدى تطبيق SAGs على نباتات Arabidopsis thaliana (المشار إليها فيما يلي باسم Arabidopsis) إلى حدوث انفجار مؤكسد عابر وترسب الكالوز والتعبير الجيني الدفاعي، مصحوبًا بزيادة الحماية ضد اثنين من مسببات الأمراض النباتية، Pseudomonas viridiflava و Botrytis cinerea . كما ظهرت الحماية من الأمراض الناجمة عن SAGs في فول الصويا المصاب بالعامل السببي للبقعة المستهدفة، Corynespora cassiicola . وقد تبين أن مجموعات SAGs تظهر نشاطًا مهمًا مضادًا للميكروبات ضد مجموعة واسعة من مسببات الأمراض النباتية البكتيرية والفطرية، على الأرجح من خلال زعزعة استقرار الغشاء، وتم إثبات الاستخدام المحتمل لمجموعات SAGs كمبيد للفطريات الحيوية للحماية من أمراض ما بعد الحصاد على ثمار الليمون المصابة ببنسيليوم ديجيتاتوم . تم إظهار تعزيز نمو النبات عن طريق تطبيق SAGs من خلال استطالة الجذر الأولية المعززة، وتطور الجذور الثانوية وزيادة تكوين السيليكات في Arabidopsis، في حين تم إظهار زيادة كبيرة في عدد قرون البذور في فول الصويا. تحفيز تطور الجذور وتحريض نظام مراسل مستجيب للأوكسين (DR5::GUS) في نباتات الأرابيدوبسيس المعدلة وراثيًا، يشير إلى أن SAGs - تحفيز النمو يعمل جزئيًا على الأقل من خلال مسار استجابة الأوكسين. تشير هذه النتائج إلى أن جليكوسيدات الأحماض الدهنية الفراولة مرشحة واعدة لتطوير منتجات صديقة للبيئة لإدارة الأمراض في فول الصويا والليمون.Translated Description (French)
Résumé Un intérêt croissant pour le développement de produits d'origine naturelle pour la lutte contre les maladies des cultures et les ravageurs a émergé au cours de la dernière décennie. Nous introduisons ici une nouvelle famille d'acyl glycosides de fraise (SAG) formés par un trisaccharide (GalNAc-GalNAc-Glc) et un acide gras monoinsaturé de 6 à 12 atomes de carbone lié à l'unité glucose. L'application de SAG à des plantes d'Arabidopsis thaliana (ci-après Arabidopsis) a déclenché une explosion oxydative transitoire, un dépôt de callose et une expression génique de défense, accompagnés d'une protection accrue contre deux phytopathogènes, Pseudomonas viridiflava et Botrytis cinerea . La protection contre la maladie induite par le SAGS a également été démontrée chez le soja infecté par l'agent causal de la tache cible, Corynespora cassiicola . Il a été démontré que les SAG présentaient une activité antimicrobienne importante contre un large éventail de phytopathogènes bactériens et fongiques, très probablement par déstabilisation de la membrane, et l'utilisation potentielle des SAG comme biofongicide pour la protection contre les maladies post-récolte a été démontrée sur des citronniers infectés par Penicillium digitatum . La promotion de la croissance des plantes par l'application de SAG a été démontrée par l'allongement accru des racines primaires, le développement des racines secondaires et la formation accrue de siliques chez Arabidopsis, tandis qu'une augmentation significative du nombre de gousses de graines a été démontrée chez le soja. La stimulation du développement des radicules et l'induction d'un système rapporteur sensible à l'auxine (DR5 : :GUS) chez les plantes Arabidopsis transgéniques ont suggéré que la croissance stimulée par le SAGS agit au moins en partie par la voie de réponse à l'auxine. Ces résultats indiquent que les glycosides d'acides gras de fraises sont des candidats prometteurs pour le développement de produits respectueux de l'environnement pour la gestion des maladies du soja et du citron.Translated Description (Spanish)
Resumen En la última década ha surgido un interés creciente en el desarrollo de productos de origen natural para el control de enfermedades y plagas en los cultivos. Aquí introducimos una nueva familia de acilglicósidos de fresa (SAG) formada por un trisacárido (GalNAc-GalNAc-Glc) y un ácido graso monoinsaturado de 6 a 12 átomos de carbono unido a la unidad de glucosa. La aplicación de SAG a plantas de Arabidopsis thaliana (en adelante Arabidopsis) desencadenó una explosión oxidativa transitoria, deposición de calosa y expresión génica de defensa, acompañada de una mayor protección contra dos fitopatógenos, Pseudomonas viridiflava y Botrytis cinerea . La protección contra la enfermedad inducida por SAG también se demostró en la soja infectada con el agente causal de la mancha diana, Corynespora cassiicola . Se demostró que los SAG exhiben una importante actividad antimicrobiana contra una amplia gama de fitopatógenos bacterianos y fúngicos, muy probablemente a través de la desestabilización de la membrana, y se demostró el uso potencial de SAG como biofungicida para la protección contra enfermedades poscosecha en limones infectados con Penicillium digitatum . La promoción del crecimiento de las plantas mediante la aplicación de SAG se demostró mediante el aumento del alargamiento de la raíz primaria, el desarrollo de raíces secundarias y el aumento de la formación de silicuas en Arabidopsis, mientras que se demostró un aumento significativo en el número de vainas de semillas en la soja. La estimulación del desarrollo de la radícula y la inducción de un sistema indicador sensible a auxinas (DR5::GUS) en plantas transgénicas de Arabidopsis, sugirió que el crecimiento estimulado por SAGs actúa al menos parcialmente a través de la vía de respuesta a auxinas. Estos resultados indican que los glucósidos de ácidos grasos de fresa son candidatos prometedores para el desarrollo de productos respetuosos con el medio ambiente para el manejo de enfermedades en soja y limón.Files
s41598-020-65125-7.pdf.pdf
Files
(3.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9199de1af3f5f2e9afa5d84867f29f28
|
3.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الفراولة الدهنية أسيل جليكوسيدات تعزز الوقاية من الأمراض، ولها نشاط المضادات الحيوية وتحفز نمو النبات
- Translated title (French)
- Les glycosides d'acyle gras de fraise améliorent la protection contre les maladies, ont une activité antibiotique et stimulent la croissance des plantes
- Translated title (Spanish)
- Los acilglucósidos grasos de fresa mejoran la protección contra enfermedades, tienen actividad antibiótica y estimulan el crecimiento de las plantas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3025950983
- DOI
- 10.1038/s41598-020-65125-7
References
- https://openalex.org/W1561030288
- https://openalex.org/W1571197729
- https://openalex.org/W1574459258
- https://openalex.org/W1886677716
- https://openalex.org/W1965481392
- https://openalex.org/W1984856991
- https://openalex.org/W1987503020
- https://openalex.org/W1991512161
- https://openalex.org/W2003027533
- https://openalex.org/W2004373761
- https://openalex.org/W2008642796
- https://openalex.org/W2010042399
- https://openalex.org/W2015556817
- https://openalex.org/W2024281434
- https://openalex.org/W2025955985
- https://openalex.org/W2039358632
- https://openalex.org/W2050028164
- https://openalex.org/W2057029822
- https://openalex.org/W2064299329
- https://openalex.org/W2068916560
- https://openalex.org/W2076574966
- https://openalex.org/W2080863545
- https://openalex.org/W2085334694
- https://openalex.org/W2100958507
- https://openalex.org/W2105108994
- https://openalex.org/W2122266551
- https://openalex.org/W2127841571
- https://openalex.org/W2140270616
- https://openalex.org/W2144512002
- https://openalex.org/W2150918621
- https://openalex.org/W2164018166
- https://openalex.org/W2164938109
- https://openalex.org/W2174255809
- https://openalex.org/W2319392137
- https://openalex.org/W2582935604
- https://openalex.org/W2592269776
- https://openalex.org/W2750953134
- https://openalex.org/W2773136394
- https://openalex.org/W2794048250
- https://openalex.org/W2796540649
- https://openalex.org/W2807658512
- https://openalex.org/W2886445239
- https://openalex.org/W2892402560
- https://openalex.org/W4233550518
- https://openalex.org/W4246309106
- https://openalex.org/W4250432095
- https://openalex.org/W4252799752
- https://openalex.org/W4294216491
- https://openalex.org/W4298386547