Extraction and analysis of apoplastic phenolic metabolites in carnation roots and stems (Dianthus caryophyllus L)

Extracción y análisis de metabolitos fenólicos apoplásticos en raíz y tallo de clavel (Dianthus caryophyllus L)

El presente estudio esboza el condicionamiento de varios parámetros para la extracción eficiente de la fracción apoplástica del clavel enriquecida en compuestos polares, principalmente fenólicos. Varios estudios pueden aplicar el flujo de trabajo descrito a diferentes especies vegetales en el análisis particular o global de dichos metabolitos en este espacio extracelular periférico. Por ello, utilizando raíces y tallos de clavel (Dianthus caryophyllus L), evaluamos diferentes soluciones de infiltración para la eliminación de metabolitos apoplásticos. El mejor resultado se obtuvo utilizando la solución tampón NaH₂PO₄-Na₂HPO₄ 0,1 M pH 6,5/NaCl 50 mM, ya que se puede obtener la mayor cantidad de metabolitos fenólicos apoplásticos con la menor contaminación de compuestos intracelulares. Los metabolitos se separaron mediante HPLC-DAD-ESI-MS, obteniéndose perfiles cromatográficos con parámetros de calidad razonables basados en la resolución, selectividad y número de platos teóricos. Fue posible identificar ocho compuestos diferenciales (una flavona y siete flavonoles), cuyas moléculas principales consistían en (iso)pratol, kaempferida, (dihidro)kaempferol, quercetina y flavonoides de tipo miricetina según el órgano de ensayo y el cultivar. Deducimos que los flavonoides identificados están relacionados con metabolitos de tipo fitoanticipina del clavel, como la hidroxi-metoxiflavona, la di-o-benzoilquercetina y el disaliciloilrhamnósido de kaempferida, que están presentes en abundancia en el cultivar resistente. Las condiciones descritas en este trabajo son fundamentales para profundizar en el papel de los metabolitos fenólicos apoplásticos relacionados con los mecanismos de defensa de esta planta ornamental.

INTRODUCCIÓN

El fluido que se mueve en el espacio extracelular de la planta, formado por la matriz de la pared celular y los espacios intercelulares, suele denominarse apoplasto. Contiene una amplia variedad de moléculas que participan en diversos procesos que pueden incluir: (i) regulación del crecimiento, (ii) modificación de la pared celular, (iii) protección contra la deshidratación y el estrés ambiental, (iv) transporte, (v) homeostasis (vi) adhesión célula-célula, (vii) intercambio gaseoso, y (viii) interacciones planta-patógeno [1]-[5]. Los patógenos deben atravesar el apoplasto para llegar a las células huésped en varias asociaciones huésped-patógeno. En consecuencia, se acumulan diferentes compuestos vegetales a este nivel tisular para constituir una barrera defensiva contra los patógenos y, por tanto, en el apoplasto pueden aparecer polímeros de pared, antioxidantes y compuestos antimicrobianos, entre otros [2], [6], [7]. El reconocimiento de patógenos a este nivel se basa en sensores apoplásticos que permiten detectar componentes extraños y posteriormente desencadenar respuestas de defensa de la planta a nivel intra y extracelular. La percepción de marcadores extracelulares, como los patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP) o los patrones moleculares asociados a daños (DAMP), está mediada por receptores de reconocimiento de patrones (PRR) ligados a la membrana plasmática, lo que indica una prevalencia de la invasión del patógeno a través de la vía apoplástica [3], [8]-[12].