DIFFERENT LEVELS OF ANTI-OXIDANT ENZYME ACTIVITIES IN TOMATO GENOTYPES SUSCEPTIBLE AND RESISTANT TO ROOT-KNOT NEMATODES [DIFERENTES NIVELES DE ACTIVIDAD ENZIMÁTICA ANTI-OXIDANTE EN GENOTIPOS DE TOMATE SUSCEPTIBLES Y RESISTENTES A NEMATODOS AGALLADORES]

M. M. M. Abd-Elgawad, S. S. A. Kabeil, E. Fanelli, S. Molinari

Abstract


Abd-Elgawad, M. M. M., S. S. A. Kabeil, E. Fanelli, and S. Molinari. 2012. Different levels of anti-oxidant enzyme activities in tomato genotypes susceptible and resistant to root-knot nematodes. Nematropica 42:330-336. Seven tomato cultivars and 9 hybrids coming from a breeding programme, susceptible or resistant to root-knot nematode by carrying the resistance gene Mi-1, were compared by determining free phenol content and catalase (CAT) activity in their leaves. A host suitability test based on the determination of the number of egg masses per root system (EM), after inoculation with an avirulent field population of Meloidogyne incognita, confirmed the response to root-knot nematodes of the positive and negative controls, and revealed that all the hybrids except one were highly resistant to the infection. Catalase activity and free phenols extracted from leaves were detected on 3 different groups of tomato plants: 1) known susceptible cultivars; 2) known resistant cultivars; 3) accessions from the breeding programme. The level of catalase activity of the groups 2 and 3 was similar and approximately 2-fold higher than that of the group 1. Conversely, no consistent difference was found in free phenol content among the 3 groups. Moreover, one pair of susceptible and resistant tomato cultivars was used to check changes of anti-oxidant activities due to nematode infection. Catalase and peroxidase activities were measured in roots 5 days after inoculation with 300 and 600 juveniles (J2) of a M. incognita population, and in uninoculated roots used as controls. Catalase was found to be inhibited and enhanced, respectively, in infected resistant and susceptible roots, with respect to controls. The degree of inhibition was higher in the resistant roots inoculated with 600 J2. Guaiacol peroxidase activity did not change after inoculation of susceptible plants, whereas it was enhanced in infected resistant roots compared with controls. The use of catalase activity as a biochemical marker of Mi-1-mediated resistance in tomato is proposed.

Abd-Elgawad, M. M. M., S. S. A. Kabeil, E. Fanelli, and S. Molinari. 2012. Diferentes niveles de actividad enzimática anti-oxidante en genotipos de tomate susceptibles y resistentes a nematodos agalladores. Nematropica 42:330-336. Se comparó el contenido de fenoles y la actividad de catalasa (CAT) en las hojas de siete cultivares y nueve híbridos de tomate con el gen de resistencia Mi-1. Una evaluación de la susceptibilidad, basada en el número de masas de huevos por raíz, confirmó la respuesta de los controles y reveló que todos los híbridos, excepto uno, eran altamente resistentes. Se midió la actividad de catalasa y los fenoles libres en tres grupos de plantas de tomate: 1) cultivares susceptibles conocidos; 2) cultivares resistentes conocidos; 3) accesiones del programa de mejoramiento. El nivel de actividad de catalasa de los grupos 2 y 3 fue similar y aproximadamente el doble del observado en el grupo 1. Si embargo, no se encontraron diferencias consistentes entre los tres grupos para los fenoles libres. Se usaron cultivares susceptibles y resistentes para verificar los cambios en la actividad anti-oxidante en respuesta a la infección de los nematodos. Se midió la actividad de catalasa y peroxidasa en raíces 5 días después de la inoculación con 300 y 600 juveniles (J2) de M. incognita, y en raíces sin inocular. Se encontró que la catalasa se inhibe en plantas resistentes y se estimula en plantas susceptibles, con respect a los controles. El grado de inhibición fue mayor en raíces resistentes inoculadas con 600 J2. La actividad de peroxidasa guaiacol no cambió en plantas susceptibles luego de la inoculación, pero aumentó en plantas resistentes. Proponemos el uso de la actividad de catalasa como marcador biquímico de la resistencia mediada por el gen Mi-1 en tomate.

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