Where biotic and abiotic stress responses converge: Common patterns in response to salinity and Plum pox virus infection in pea and peach plants

Abstract

Herbaceous and woody plants display specific mechanisms allowing them to adapt and survive to a broad variety of environmental stresses. Nevertheless, all plant species share certain basic physiological and biochemical mechanisms. Under both abiotic and biotic challenges, the extent to which reactive oxygen species (ROS) accumulate relies on the antioxidative system, which is in charge to maintain cellular homeostasis and prevent ROS damage. Moreover, a tight control of ROS production is crucial so that they perform their signalling function. Thus, antioxidative metabolism and redox biology are key players in the physiological response to stress. However, little attention has been paid to the overlapping mechanisms and convergent pathways of antioxidant metabolism between abiotic and biotic stress responses. In the present review, the responses of an herbaceous plant (Pisum sativum L.) and a woody plant (Prunus persica L.) against two forms of stress—salinity and infection by Plum pox virus—were compared, placing emphasis on common response patterns. This information may serve to devise agronomic approaches conferring stress tolerance to many economically relevant crops.

Las plantas herbáceas y leñosas muestran mecanismos específicos que les permiten adaptarse y sobrevivir a una amplia variedad de estreses ambientales. Sin embargo, todas las especies vegetales comparten ciertos mecanismos fisiológicos y bioquímicos básicos. Ante desafíos abióticos y bióticos, la acumulación de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) depende del sistema antioxidante, el cual se encarga de mantener la homeostasis celular y prevenir el daño causado por ROS. Además, un control estricto de la producción de ROS es crucial para que cumplan su función de señalización. Por lo tanto, el metabolismo antioxidante y la biología redox son actores clave en la respuesta fisiológica al estrés. Sin embargo, se ha prestado poca atención a los mecanismos superpuestos y las vías convergentes del metabolismo antioxidante entre las respuestas al estrés abiótico y biótico. En esta revisión, se compararon las respuestas de una planta herbácea (Pisum sativum L.) y una planta leñosa (Prunus persica L.) ante dos formas de estrés: la salinidad y la infección por el virus del moteado del ciruelo, poniendo énfasis en patrones de respuesta comunes. Esta información puede servir para idear enfoques agronómicos que confieran tolerancia al estrés a muchos cultivos económicamente relevantes.