Article

 

Enzymatic Activity in Tomato Fruits as a Response to Chemical Elicitors

 

Hortensia Ortega-Ortiz,¹* Adalberto Benavides-Mendoza,² Rosalinda Mendoza-Villarreal,² Homero Ramírez-Rodríguez,² Karim De Alba Romenus²

 

¹ Centro de Investigación en Química Aplicada, Blvd. Enrique Reyna Hermosillo 140, CP 25253, Saltillo, Coahuila, México. Tel. (844) 438 98 30, Fax: 438 98 39. hortega@ciqa.mx

² Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Buenavista, CP 25315 Saltillo, Coahuila, México. abenmen@uaaan.mx

 

Recibido el 11 de enero de 2007
Aceptado el 20 de octubre de 2007

 

Abstract

The objective of this work was the evaluation of the peroxidase and catalase level of activity in the protein extract of tomato in response to different treatments with chemical elicitors in different stages of tomato development. The elicitor compounds chitosan at 0.1 % (w/v), 0.1 mM salicylic acid and 0.1 mM benzoic acid were sprayed on tomato fruits without applying them in the leaves and stems of the plant. The elicitors were sprayed at one of the following stages: fruit set, fruit growth and phase 3 of fruit ripening. The activity of the antioxidant enzymes catalase and peroxidase was determined in the phase 4 of fruit ripening, being found an increase in the activity of both enzymes upon applying the elicitors in certain stages of the fruit development. The chitosan applied during fruit growing, and the salicylic acid applied during fruit set increased the activity of catalase. The peroxidase activity increased significantly upon applying chitosan during fruit set and fruit growing, finding a smaller effect for the salicylic acid. Benzoic acid did not modify the peroxidase or catalase activity.

Key words: Benzoic acid, catalase, chitosan, peroxidase, salicylic acid, tomato.

 

Resumen

El objetivo de este trabajo fue la evaluación del nivel de la actividad de peroxidasa y catalasa en extracto proteínico de tomate en respuesta a los diferentes tratamientos con inductores químicos en diferentes estados de desarrollo del tomate. En forma exógena se aplicaron los inductores de tolerancia quitosano al 0.1 %, ácido salicílico 0.1 mM y ácido benzoico 0.1 mM en frutos de tomate sin aplicarlos en las hojas y tallos de la planta. Los compuestos inductores se aplicaron mediante aspersión a los racimos fructificados en alguna de las siguientes etapas: amarre, llenado y etapa 3 de la maduración del fruto. La actividad de las enzimas antioxidantes catalasa y peroxidasa se determinó en la etapa 4 de maduración, encontrándose aumento en la actividad de ambas enzimas al aplicar los inductores en ciertas etapas del crecimiento del fruto. El quitosano aplicado en el llenado de fruto y el ácido salicílico durante el amarre incrementaron la actividad de catalasa. La actividad de peroxidasa aumentó significativamente al aplicar quitosano en el amarre y llenado de fruto encontrando un efecto menor para el ácido salicílico. El ácido benzoico no modificó la actividad de catalasa o peroxidasa.

Palabras clave: Ácido benzoico, catalasa, quitosano, peroxidasa, ácido salicílico, tomate.

 

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

 

References

1. Foyer C. H.; López-Delgado, H.; Dat, J. F.; Scott, I. M. Physiol. Plant. 1997, 100, 241.         [ Links ]

2. Buchel A. S.; Brederode, F. T.; Bol, J. F.; Linthorst, H. J. Plant Mol. Biol. 1999, 40, 387.         [ Links ]

3. Knoester, M.; Pieterse, C. M.; Bol, J. F.; Van Loon, L. C.; Mol. Plant Microbe Interact. 1999, 12, 720.         [ Links ]

4. Lopez-Delgado, H.; Dat, J.; Foyer, C.; Scott, I. J. Exp. Bot. 1998, 49, 713.         [ Links ]

5. Pastori, G. M.; Foyer, C. H. Plant Physiol. 2002, 129, 460.         [ Links ]

6. Raskin, I. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1992, 43, 439.         [ Links ]

7. Jiménez A.; Creissen, G.; Kular, B.; Firmin, J.; Robinson, S.; Verhoeyen, M.; Mullineaux, P. Planta 2002, 214, 751.         [ Links ]

8. Maksimov, I. V.; Cherepanova, E. A.; Khairullin, R. M. Biochemistry 2003, 68, 111.         [ Links ]

9. Lee S.; Choi, H.; Suh, S.; Doo, I. S.; Oh, K. Y.; Choi, E. J.; Schroeder, A. T.; Taylor, P. S.; Low, Lee, Y. Plant Physiol. 1999, 121, 147.         [ Links ]

10. Ortega-Ortiz, H.; Benavides-Mendoza, A.; Flores-Olivas, A.; Ledezma-Pérez, A. Macromolecular Bioscience 2003, 3, 566.         [ Links ]

11. Shirasu, K.; Nakajima, H.; Rajasekhar, V. K.; Dixon, R. A.; Lamb, C. Plant Cell 1997, 9, 261.         [ Links ]

12. Ding, C. K.; Wang, C. Y.; Gross, K. C.; Smith, D. L. Planta 2002, 214, 895.         [ Links ]

13. Srivastava, M. K.; Dwivedi, U. N. Plant Sci. 2000, 158, 87.         [ Links ]

14. Murphy, M.; Chivasa, S.; Singh, D. P.; Carr, J. P. Trends Plant Sci. 1999, 4, 155.         [ Links ]

15. García-Magallón, E.; Rojas-Duarte, A.; Benavides-Mendoza, A.; Ramírez-Godina, F.; Bañuelos-Herrera, L. Aplicación del ácido benzoico en forma foliar al cultivo de Lilium cv. Dreamland. Memoria del XIX Congreso Nacional de Fitogenética. Saltillo, Coah. 2002, 72.         [ Links ]

16. Redinbaugh, M. G.; Wadsworth, G. J.; Scandalios, J. G. Biochem. Biophys. Acta 1988, 951, 104.         [ Links ]

17. Robinson, D. S., in: Oxydative enzimes in foods, Peroxidases and catalases in foods, Elsevier Science Publishers LTD, England, 1991, 1-9.         [ Links ]

18. Douglas, J. S., in: Advanced guide to hydroponics, Drake Publishers, Inc. New York, 1976, 195.         [ Links ]

19. Bentley, M., in: Hydroponics plus: the Bentley system: a new approach to intensified farming, O'Connors Printers, Sioux Falls, South Dakota, 1974, 232.         [ Links ]

20. Rinaudo, M.; Milas, M.; Le Dung, P. Int. J. Biol. Macromol. 1993, 15, 292.         [ Links ]

21. Brugnerotto, J.; Lizardi, J.; Goycoolea, F. M.; Argüelles-Monal, W.; Desbriètes, J.; Rinaudo, M. Polymer 2001, 42, 3569.         [ Links ]

22. Cantwell, M. Recomendaciones para mantener la calidad en poscosecha de Tomate. Department of Vegetable Crops, University of California. Davis, CA http://www.coolforce.com/facts/espanol/Tomate.html, accessed in 2003.         [ Links ]

23. Andrews, P. K.; Fahy, D. A.; Foyer, C. H. Physiol. Plant. 2004, 120, 519.         [ Links ]

24. Masia, A. Physiol Plant. 1998, 104, 668.         [ Links ]

25. Kar, M.; Mishra, D. Plant Physiol. 1976, 57, 315.         [ Links ]

26. Tasgin, E.; Atici, O.; Nalbantoglu, B.; Popova, L. P. Phytochemistry 2006, 67, 710.         [ Links ]

27. Rüffer, M.; Steipe, B.; Zenk, M. H. FEBS Lett. 1995, 377, 175.         [ Links ]

28. Willekens H.; Chamnongpol, S.; Davey, M.; Schraudner, M.; Langebartels, C.; Van Montagu, M.; Inzé, D.; Van Camp, W. EMBO J. 1997, 16, 4806.         [ Links ]

29. Benavides-Mendoza, A.; Salazar-Torres, A. M.; Ramírez-Godina, F.; Robledo-Torres, V.; Ramírez-Rodríguez, H.; Maiti, R. K. Terra Latinoamericana 2004, 22, 41.         [ Links ]

30. Lafuente M. T.; Sala, J. M.; Zacarias, L. J. Agric. Food Chem. 2004, 52, 3606.         [ Links ]

31. Salvador, L.; Miranda, S. P.; Aragón, N.; Lara, V. Rev. Soc. Quím. Méx. 1999, 43, 18.         [ Links ]

32. Vásquez Santiago, C. Uso de Compuestos Señalizadores del Estrés para Modificar la Vida Postcosecha del Tomate (Lycopersicon esculentum). Tesis Ingeniero en Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro 2003.         [ Links ]

33. Gadea, J.; Conejero, V.; Vera, P. Mol Gen Genet 1999, 262, 212.         [ Links ]

34. Ali, M. B.; Hahn, E. J.; Paek, K. Y. Plant Physiol. Biochem. 2005, 43, 213.         [ Links ]

35. Benavides-Mendoza, A., in: Ecofisiología y bioquímica del estrés en plantas, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro. Buenavista, Saltillo, Coah. 2002, 287.         [ Links ]