Analysis of capsinoids in Galician pepper cultivars and characterization of their properties for plant protection

Abstract

[Abstract] The content in capsaicinoids and capsinoids was analysed in several Galician pepper cultivars. No capsinoids were detected, but capsaicin and dihydrocapsaicin were measured in cultivars Padrón and Mougán. The antimicrobial activity of a capsinoid (vanillyl nonanoate) and its precursors were tested; the capsinoid inhibited Phytophthora capsici spore germination. On the other hand, vanillyl nonanoate protects pepper plants against Botrytis cinerea and Phytophthora capsici through induced resistance. Vanillyl nonanoate induces resistance systemically in both pepper and Arabidopsis plants. The observed induced resistance involves cell wall reinforcement with an increase in lignin as well as other defences as PR proteins in both plant species. Signalling of the vanillyl nanoate systemic response is mediated by hydrogen peroxide, salicylic acid, ethylene and jasmonates in the case of pepper, and salicylic acid and jasmonates in the case of Arabidopsis. Changes in the levels of 4-hydroxybenzoic acid were also detected in pepper and a role for this compound in resistance is discussed.

[Resumen] Se analizó el contenido en capsicinoides y capsinoides en varios cultivares de pimiento de Galicia. No se detectaron capsinoides, pero se midieron capsicina y dihidrocapsicina en los cultivares Padrón y Mougán. Se ensayó la actividad antimicrobiana de un capsinoide (el vanillil nonanoato) y de sus precursores; el capsinoide inhibió la germinación de esporas de Phytophthora capsici. Por otro lado, se demostró que el vanillil nonanoato tiene la capacidad de conferir protección local en pimiento frente a Botrytis cinerea y Phytophthora capsici, obteniendo evidencias de que su modo de acción es la resistencia inducida. También se demostró la sistemicidad de la resistencia inducida por este compuesto, tanto en plantas de pimiento como en Arabidopsis. La resistencia inducida observada implica el reforzamiento de la pared celular con lignina y el incremento de varias defensas de tipo bioquímico como las proteínas PR en ambas especies. La señalización de la respuesta sistémica al vanillil nonanoato está mediada por peróxido de hidrógeno, ácido salicílico, etileno y jasmonatos en el caso de pimiento y ácido salicílico y jasmonatos en el caso de Arabidopsis. Asimismo, se detectaron cambios en los niveles de ácido 4-hidroxibenzoico en pimiento y se ha discutido su papel en la resistencia.

[Resumo] Analizouse o contido en capsicinoides e capsinoides en varios cultivares de pemento de Galicia. Non se detectaron capsinoides, pero se mediron capsicina e dihidrocapsicina nos cultivares Padrón e Mougán. Ensaiouse a actividade antimicrobiana dun capsinoide (o vanillil nonanoato) e dos seus precursores; o capsinoide inhibiu a xerminación de esporas de Phytophthora capsici. Por outra banda, demostrouse que o vanillil nonanoato ten a capacidade de conferir protección local en pemento fronte a Botrytis cinerea e Phytophthora capsici, obtendo evidencias de que o seu modo de acción é a resistencia inducida. Tamén se demostrou a sistemicidade da resistencia inducida por este composto, tanto en plantas de pemento como en Arabidopsis. A resistencia inducida observada implica o reforzamento da parede celular con lignina e o incremento de varias defensas de tipo bioquímico como as proteínas PR en ambas especies. A sinalización da resposta sistémica ao vanillil nonanoato está mediada por peróxido de hidróxeno, ácido salicílico, etileno e xasmonatos no caso do pemento e ácido salicílico e xasmonatos no caso de Arabidopsis. Así mesmo, detectáronse cambios nos niveles de ácido 4- hidroxibenzoico en pemento e se discutiu o seu papel na resistencia.