Plant-microbe interactions and the new biotechnological methods of plant disease control / Interacciones plantas–microorganismos y los nuevos métodos biotecnológicos para el control de las enfermedades de las plantas

ABSTRACT

Plants constitute an excellent ecosystem for microorganisms. The environmental conditions offered differ considerably between the highly variable aerial plant part and the more stable root system. Microbes interact with plant tissues and cells with different degrees of dependence. The most interesting from the microbial ecology point of view, however, are specific interactions developed by plant-beneficial (either non-symbiotic or symbiotic) and pathogenic microorganisms. Plants, like humans and other animals, also become sick, but they have evolved a sophisticated defense response against microbes, based on a combination of constitutive and inducible responses which can be localized or spread throughout plant organs and tissues. The response is mediated by several messenger molecules that activate pathogen-responsive genes coding for enzymes or antimicrobial compounds, and produces less sophisticated and specific compounds than immunoglobulins in animals. However, the response specifically detects intracellularly a type of protein of the pathogen based on a gene-for-gene interaction recognition system, triggering a biochemical attack and programmed cell death. Several implications for the management of plant diseases are derived from knowledge of the basis of the specificity of plant-bacteria interactions. New biotechnological products are currently being developed based on stimulation of the plant defense response, and on the use of plant-beneficial bacteria for biological control of plant diseases (biopesticides) and for plant growth promotion (biofertilizers) (AU)

RESUMEN

Las plantas constituyen un excelente ecosistema para los microorganismos. Las condiciones ambientales que ofrecen difieren considerablemente entre la parte aérea de la planta, muy variable, y el sistema de raíces, más estable. Los microorganismos interaccionan con las células y tejidos de la planta con distintos grados de dependencia. Sin embargo, lo más interesante desde el punto de vista de la ecología microbiana son las interacciones específicas desarrolladas por microorganismos patógenos beneficiosos para la planta (tanto las no simbióticas como las simbióticas). Las plantas, como los humanos y otros animales, también enferman, pero han desarrollado una sofisticada respuesta de defensa contra los microorganismos, basada en una combinación de respuestas constitutivas y respuestas inducibles, que pueden ser locales o esparcidas por todos los tejidos y órganos de la planta. La respuesta está mediada por varias moléculas mensajeras que activan genes de respuesta a los patógenos los cuales codifican enzimas o compuestos antimicrobianos, y produce compuestos menos complejos y específicos que las inmunoglobulinas de los animales. Sin embargo, la respuesta detecta de manera específica y en el interior de las células una proteína del patógeno mediante un sistema de reconocimiento de interacción gen a gen, y desencadena un ataque bioquímico y la muerte celular programada. El conocimiento de las bases de la especificidad de las interacciones entre plantas y bacterias repercute en el control de las enfermedades de las plantas. Actualmente se están desarrollando nuevos productos biotecnológicos basados en la estimulación de la respuesta de defensa por parte de las plantas y en el uso de bacterias beneficiosas, que combaten las enfermedades de las plantas (bioplaguicidas) y que estimulan el crecimiento de los vegetales (biofertilizantes). (AU)