Repositorio
Institucional

Reyes-Diaz, Marjorie

Differential Induction of Resistance Mechanisms by Methyl Jasmonate in Two Vaccinium corymbosum L. Cultivars Under Combined Water Deficit and Aluminum Toxicity

MDPI

PLANTS-BASEL

en

This study aimed to determine the stress mechanisms induced by foliar methyl jasmonate (MeJA) application in Vaccinium corymbosum cultivars subjected to water deficit (WD) and aluminum toxicity (Al). Two V. corymbosum cultivars, Star and Legacy, were subjected to different treatments in an Andisol: control (80% field capacity and low Al saturation), combined WD + Al (50% field capacity and 85% Al saturation), and different concentrations of foliar MeJA application (10 mu M, 50 mu M, and 100 mu M) under WD + Al conditions. The determination of photosynthetic pigments, osmolytes, and organic acids, as well as the auxin levels and the expression of Aluminium-Activated Malate Transporter (ALMT) and Multidrug and Toxic Compound Extrusion (MATE) genes, was analyzed at 7 and 21 days. Foliar MeJA application increased chlorophyll a, b, and carotenoid levels, mainly at 50 mu M, exhibiting early Star responses with up to 1.5-fold higher pigment accumulation, and a later increase in Legacy with up to 1.4-fold higher accumulation. Proline increases up to 2.2-fold in roots and sugar by 1.4-fold in leaves of both cultivars. The MeJA application increases the auxin levels by up to 2.3-fold in Star roots at 7 days and by up to 1.4-fold in Legacy leaves at 21 days. MeJA-induced upregulation of ALMT and MATE gene expression facilitated Al detoxification, with malate and citrate levels increasing up to 2-fold. Hierarchical clustering confirmed that the Star cultivar activated resistance mechanisms early, while the Legacy cultivar exhibited delayed but sustained resistance mechanisms. MeJA improves V. corymbosum resistance to combined WD + Al stress by modulating photosynthetic pigments, osmolytes, organic acids, and hormone regulation. This finding underscores the biotechnological potential of MeJA application to improve stress resilience and optimize crop performance under adverse environmental conditions.Este estudio tuvo como objetivo determinar los mecanismos de estrés inducidos por la aplicación foliar de metil jasmonato (MeJA) en cultivares de Vaccinium corymbosum sometidos a déficit hídrico (DH) y toxicidad por aluminio (Al). Dos cultivares de V. corymbosum, Star y Legacy, fueron sometidos a diferentes tratamientos en un Andisol: control (80% de capacidad de campo y baja saturación de Al), DH + Al combinado (50% de capacidad de campo y 85% de saturación de Al), y diferentes concentraciones de aplicación foliar de MeJA (10 μM, 50 μM y 100 μM) bajo condiciones de DH + Al. La determinación de pigmentos fotosintéticos, osmolitos y ácidos orgánicos, así como los niveles de auxina y la expresión de los genes del transportador de malato activado por aluminio (ALMT) y de la extrusión de compuestos tóxicos y de múltiples fármacos (MATE), se analizaron a los 7 y 21 días. La aplicación foliar de MeJA aumentó los niveles de clorofila a, b y carotenoides, principalmente a 50 μM, mostrando respuestas tempranas en Star con una acumulación de pigmentos hasta 1,5 veces mayor, y un aumento posterior en Legacy con una acumulación hasta 1,4 veces mayor. La prolina aumenta hasta 2,2 veces en las raíces y el azúcar 1,4 veces en las hojas de ambos cultivares. La aplicación de MeJA aumenta los niveles de auxina hasta 2,3 veces en las raíces de Star a los 7 días y hasta 1,4 veces en las hojas de Legacy a los 21 días. La regulación positiva inducida por MeJA de la expresión de los genes ALMT y MATE facilitó la desintoxicación de Al, con un aumento de los niveles de malato y citrato de hasta 2 veces. El agrupamiento jerárquico confirmó que el cultivar Star activó los mecanismos de resistencia tempranamente, mientras que el cultivar Legacy exhibió mecanismos de resistencia retardados pero sostenidos. MeJA mejora la resistencia de V. corymbosum al estrés combinado WD + Al modulando los pigmentos fotosintéticos, los osmolitos, los ácidos orgánicos y la regulación hormonal. Este hallazgo subraya el potencial biotecnológico de la aplicación de MeJA para mejorar la resistencia al estrés y optimizar el rendimiento de los cultivos en condiciones ambientales adversas.

artículo original

auxins

drought resistance

highbush blueberry

gene expression

osmolytes

phytohormones

10.3390/plants14203202

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PROLINE METABOLISM

HIGHBUSH BLUEBERRY

GENE-EXPRESSION

DROUGHT STRESS

PLANTS

RESPONSES

FRUIT

IDENTIFICATION

ANTIOXIDANTS

PERFORMANCE

PROLINE METABOLISM

HIGHBUSH BLUEBERRY

GENE-EXPRESSION

DROUGHT STRESS

PLANTS

RESPONSES

FRUIT

IDENTIFICATION

ANTIOXIDANTS

PERFORMANCE

Horticultura

Biotecnología agrícola

Fitomejoramiento y protección vegetal

versión publicada

dorada

verde

acceso abierto

acceso abierto

WOS:001601501400001

Differential Induction of Resistance Mechanisms by Methyl Jasmonate in Two Vaccinium corymbosum L. Cultivars Under Combined Water Deficit and Aluminum Toxicity

artículo original

MDPI

PLANTS-BASEL

Plant Sciences

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2223-7747

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