Oligopéptidos, composición y utlilización como elicitores de las defensas naturales de las plantas.

Utilización como elicitor de las defensas naturales de las plantas contra los patógenos fúngicos y/o bacterianos y/o víricos y/o devastadores,

de un oligopéptido que presenta una de las estructuras siguientes:

- Ac-Alan-Ala-ol (1< n< 10)

ES: [M + H]+; 147, 0, 218, 0, 288, 6, 360, 1, 431, 1, 502, 1, 573, 3, 786, 5

- H-Ala1-Ala-ol

ES: [M + H]+: 147, 0

-H-Ala2-Ala-ol

ES: [M + H]+: 218; [M + Na]+; 240, 0; [2M + H]+: 434, 8; [2M * Na]+; 457, 4

- H-Ala3-Ala-ol

ES: [M + H]+: 289, 0

- H-Ala4-Ala-ol

ES: [M + H]+: 260, 2; [M + Na]+: 382, 2; [2M + H]+: 719, 7; [2M + Na]+: 741, 5

- H-Ala5-Ala-ol

ES: [M + H]+: 431, 4; [M + Na]+: 453, 5; [2M + H]+: 861, 3; [2M + N]+: 883, 8

- H-Ala6-Ala-OH

ES: [M + H]+: 502, 4; [M + N]+: 524, 2

-H-Alan-Ala-OH (1< n< 10)

ES: [M + H]+: 160, 9; 233, 8; 303, 1; 374, 0; 445, 2; 516, 2; 587, 3; 658, 6; 729, 3; 800, 8

Oligopéptidos, composición y utilización como elicitores de las defensas naturales de las plantas.

La presente invención se refiere a oligopéptidos utilizados como elicitores de las defensas naturales de las plantas contra los patógenos fúngicos y/o bacterianos y/o víricos y/o devastadores, por aplicación foliar, radicular o mediante inyección, y obtenidos por vía sintética orgánica o enzimática.

Las materias activas de las preparaciones fitosanitarias pueden tener una acción directa sobre los microorganismos, es el caso de las moléculas que inhiben ciertas vías metabólicas de las células o que afectan a su organización. Se trata generalmente de un tratamiento curativo.

En la lucha biológica, el tratamiento curativo está asegurado por la utilización de un agente antagonista o parasitario. Asimismo, se utiliza un microorganismo muy competitivo para la colonización del espacio cuando se trata de un tratamiento preventivo. Las materias activas de las preparaciones fitosanitarias pueden tener la propiedad de actuar indirectamente activando el sistema de defensa natural (SDN) de la planta. Esto se traduce por la sensibilización de la planta a un eventual ataque ulterior por parte del patógeno. En esta etapa, los genes responsables de la síntesis de las proteínas de defensa y de las fitoalexinas se encuentran activados, y los productos correspondientes se sintetizan a partir del primer contacto entre la célula vegetal y su agresor. Se habla entonces de un tratamiento curativo por medio de elicitores.

Las reacciones de defensas pueden estar localizadas a nivel del sitio de ataque, se trata de una reacción de hipersensibilidad (HR) que provoca la muerte celular.

Pueden generalizarse y llegar a una resistencia sistémica adquirida (SAR) . Globalmente, dos mecanismos de defensa concurren para frenar la propagación de la enfermedad. Por una parte, en el sitio de penetración del patógeno, las células infectadas se autodestruyen para retrasar su progresión (reacción de hipersensibilidad) . Por otra parte, unas señales de alerta a las células próximas crean una zona de resistencia local adquirida en la que se acumulan numerosos compuestos de defensa. Unas señales se transmiten asimismo a la planta completa, llegando así a una resistencia sistémica adquirida (SAR) .

La particularidad novedosa de la presente invención se sitúa a nivel del nuevo modo de activación que es preventivo. En efecto, esta nueva clase de elicitores permite estimular un ataque de patógenos a nivel de las células vegetales. Estas últimas iniciarán un mecanismo natural de defensa que provocará una SAR, al menos una vez, lo cual permitirá prevenir aún más eficazmente el ataque.

Muy poca cantidad de elicitores basta para sensibilizar la membrana citoplásmica. Así, el umbral de detección de los elicitores por las plantas puede alcanzar un valor de 10-9 molar o incluso más bajo (Boller et al. 1995; Annu. Rev. Plant Physiol. Plant. Mol. Biol.) .

ELICITORES

Desde la introducción del término elicitor por Keen et al. (1972, Phytopathology) , se ha demostrado que varias sustancias de estructuras químicas diversas poseen la propiedad de activar los sistemas naturales de defensa 45 (SDN) de las plantas. Son en particular los de origen abiótico y que están representados por los iones mercúricos, cúpricos, alumínicos, los ácidos araquidónico, fosfórico, salicílico, fúlvico y húmico. Existen asimismo unos elicitores bióticos de los cuales los más conocidos son:

Los oligosacáridos: pertenecen a los primeros elicitores en estar mejor caracterizados (Darvill y Albersheim (1984, 50 Annu. Rev. Plant. Physiol) ]. Se componen de 4 clases: oligoglucanos, oligoquitina, oligoquitosano, oligogalacturónidos, de origen vegetal [CÃté et al. (1994, Plant Mol. Biol) ].

Oligoglucanos: el hepta-º-glucósido ramificado en posiciones (1, 3-1, 6) es el oligoglucósido más pequeño conocido por su acción elicitora. Se ha aislado a partir de Phytophtora sojae.

55 La quitina: es un polímero lineal de (1, 4) -º-glucosamina que se encuentra en los hongos superiores, y representa el constituyente principal de sus micelos. La parte soluble de la quitina (liberada por la acción de las quitinasas vegetales) , provoca la lignificación y la producción de fitoalexinas en algunas plantas [Pearce et al. (1982, Physiol. Plant Pathol) , Ren et al. (1992, Plant Physiol) ].

60 Los oligogalacturónidos: están probablemente liberados por la degradación de los homogalacturonanos (polisacáridos pécticos) tras un ataque del patógeno contra la planta. Estos homogalacturonanos están compuestos por residuos del ácido 1, 4-a-D-galactosilurónico y entran en la composición de las paredes celulares de las plantas superiores [CÃté et al. (1994, Plant Mol. Biol) ].

65 Las enzimas:

Boland et al. (1997, FEBS Letters) han demostrado que el tratamiento de ciertas plantas por una celulasa comercial inicia la biosíntesis de productos volátiles a través de la vía de señal del ácido octadecanoico.

Klüsener et al. (1999, FEBS Letters) han estudiado las interacciones entre unas enzimas celulolíticas por un lado y un elicitor procedente de un cultivo de levadura (Eschscholtzia californica) por otro lado, con unas bicapas lipídicas. Han llegado a la conclusión de que los elicitores pueden despolarizar las membranas citoplásmicas, influir en los flujos iónicos a través de éstas e incluso perturbar sus organizaciones en ciertos casos. Algunos elicitores no necesitan por lo tanto reaccionar con las proteínas intracelulares para provocar unas respuestas de defensa en la planta. Esto explicaría el amplio espectro de ciertas moléculas.

Los polipéptidos y las proteínas:

Algunos glicopéptidos y/o oligosacáridos libres derivados de las glicoproteínas son activos en términos de elicitación [Anderson et al. (1989) , Ebel et al. (1995, Can. J. Bot) , Boller et al. (1995, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant. Mol. Biol) ]. En las glicoproteínas de Colletotrichum lindemuthianum (Coleman et al. 1992, Physiol Mol Plant Pathol) y de Puccinia graminis f. sp. tritici (Kogel et al. 1988, Physiol Mol Plant Pathol) , las partes glucídicas son responsables de la actividad elicitora.

Un grupo de bacterias fitopatógenas de tipo gram-negativo produce unas proteínas elicitoras de la HR en plantas no hospedantes. Por ejemplo, Erwinia amylovara (Wei et al. 1992, Science; Baker et al. 1993, Plant Physiol) posee el gen hrpN que codifica para la producción de una harpina, y Pseudomonas syringae pv. syringae (He et al. 1993, Cell) segrega una harpinass que es el producto del gen hrpZ. La proteína (HrpN) procedente de Erwinia amylovora estimula el flujo extracelular de los cationes K+ y regula así las corrientes en las células de Arabidopsis thaliana.

Una proteína de 18 kDa segregada por una cepa de Trichoderma virens fue aislada y caracterizada por Hanson et al. (2000, Phytopatology) . Esta proteína es capaz de inducir la biosíntesis de los productos de tipos terpenoides en el algodón.

Benhamou et al. (2000, Plant physiology) describen que una proteína (oligandrina) de bajo peso molecular, y procedente de Pythium oligandrum induciría una reacción de defensa en las plantas de tomates. Esta reacción limitaría la progresión de la enfermedad causada por el agente fitopatógeno Phytophtora parasitica.

La criptogeína es una proteína segregada por el hongo Phytophtora cr y ptogea (Blein et al. 1997, FEBS Letters) del cual se sirve para el transporte del esterol. Es conocida asimismo por sus propiedades estimuladoras de la defensa de las plantas (Ricci et al. 1989, Eur. J. Biochem) .

Oligopéptidos:

El hongo Phytophtora sojae produce una glicoproteína de la cual una parte (42 kDa) posee la propiedad elicitora. Se ha identificado incluso en la mitad C-terminal de esta glicoproteína, un oligopéptido de 13 aminoácidos que sería asimismo activo [ (Parker et al. 1991, Mol Plant-Microbe Interact.) , (Nûmberger et al. 1994, Cell) , (Sacks et al. 1995, Mol Gen Genet.) ]. Una estructura específica y una longitud mínima de la secuencia son esenciales para que esta 45 oligopéptido conserve intacta su actividad. Unos fenómenos similares se han observado en el caso de la sistemina (Pearce et al. 1993, J. Biol Chem) .

Varias especies de Phytophtora segregan unas proteínas extracelulares de bajo peso molecular (10 kDa) denominadas elicitinas [ (Ricci... [Seguir leyendo]

1. Utilización como elicitor de las defensas naturales de las plantas contra los patógenos fúngicos y/o bacterianos y/o víricos y/o devastadores, de un oligopéptido que presenta una de las estructuras siguientes: 5

- Ac-Alan-Ala-ol (1 < n < 10) ES: [M + H]+; 147, 0, 218, 0, 288, 6, 360, 1, 431, 1, 502, 1, 573, 3, 786, 5

- H-Ala1-Ala-ol ES: [M + H]+: 147, 0

-H-Ala2-Ala-ol ES: [M + H]+: 218; [M + Na]+; 240, 0; [2M + H]+: 434, 8; [2M * Na]+; 457, 4

- H-Ala3-Ala-ol ES: [M + H]+: 289, 0

- H-Ala4-Ala-ol 15 ES: [M + H]+: 260, 2; [M + Na]+: 382, 2; [2M + H]+: 719, 7; [2M + Na]+: 741, 5

- H-Ala5-Ala-ol ES: [M + H]+: 431, 4; [M + Na]+: 453, 5; [2M + H]+: 861, 3; [2M + N]+: 883, 8

- H-Ala6-Ala-OH ES: [M + H]+: 502, 4; [M + N]+: 524, 2

-H-Alan-Ala-OH (1 < n < 10) ES: [M + H]+: 160, 9; 233, 8; 303, 1; 374, 0; 445, 2; 516, 2; 587, 3; 658, 6; 729, 3; 800, 8

2. Utilización según la reivindicación 1, para luchar contra el ataque de los oídios, de las septoriosis, de las royas, de las fusariosis, de las piriculariosis y de las enfermedades bacterianas y víricas en los cereales. 25

3. Utilización según la reivindicación 1, para luchar contra el ataque de los oídios, de la roña, de las moniliosis, de las enfermedades bacterianas y víricas en los árboles frutales.

4. Utilización según la reivindicación 1, para luchar contra el ataque de los oídios, del mildíu, del bortritis, de las 30 enfermedades de la madera, de las enfermedades telúricas y víricas en la vid.

5. Utilización según la reivindicación 1, para luchar contra los ataques de las pitiáceas, de los hongos con esclerotas, de las fusariosis, de los oídios o de las enfermedades bacterianas y víricas en el césped y en horticultura.

6. Utilización según la reivindicación 1, para luchar contra los ataques de los didios, del mildíu, de las pitiáceas, de los hongos con esclerotas, de los hongos vasculares o de las enfermedades bacterianas y víricas en las oleaginosas.

Tabla nº 1

Tabla nº II

Tabla nº III

Correspondencia entre estructura y código de los productos sintetizados

Tabla nº IV