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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).