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Page 1: TECNOLOGIA PATENTADA PLANT HEALTH CARE: … · •El primer producto fue Messenger, posteriormente Messenger STS y N-Hibit (tratamiento a la semilla), todos ellos basados en Harpin

Plant Health Care España S.A www.planthealthcare.es

TECNOLOGIA PATENTADA PLANT HEALTH CARE: PROTEINA HARPIN

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El Grupo Plant Health Care

El Grupo Plant Health Care (PHC, PLC) es proveedor líder de productos ecológicos y naturales para la agricultura intensiva y extensiva. PHC ha desarrollado tecnologías modernas que resultan en beneficios económicos y ambientales para nuestros socios de negocio y sus usuarios finales. Establecido en 1995, El Grupo Plant Health Care (PHC) esta organizado en dos Divisiones: Propiedad Intelectual y PHC Productos a escala global. Cuenta con subsidiarias que operan en los Estados Unidos de América, México, el Reino Unido, la Península Ibérica y los Países Bajos. Las acciones ordinarias de la compañía son listadas en el Alternative Investment Market ("AIM") de la Bolsa de Valores de Londres desde Julio de 2004 así como en el Official List of the Channel Islands Stock Exchange ("CISX") en Febrero 2010 (símbolo: PHC).

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Tecnología Harpin

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•  Clase de proteínas, harpins, que funcionan en la naturaleza como compuestos que “alertan a las plantas”

•  Derivados de “Respuestas Hipersensitivas y Patogenicidad N” gen (HrpN)

•  Decubierta por Dr. Zhongmin Wei et al. en la Universidad de Cornell

•  Publicado en portada de la revista Science en 1992

•  En 2002, recibió el premio “Green Chemistry Challenge Award” otorgado por el Presidente de los E.E.U.U

Wei, Z., Laby, R., Zumoff, C., Bauer, D., Ho, S.Y., Collmer, A. and Beer, S. (1992), “Harpin, elicitor of the hypersensitive response produced by the plant pathogen Erwinia amylovora”,Science, Vol. 2 No. 57, pp. 85-7.

Proteínas Harpin: Historia

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•  El primer producto fue Messenger, posteriormente Messenger STS y N-Hibit (tratamiento a la semilla), todos ellos basados en HarpinEa.

•  ProAct® 2-GEN: 2nda generación de Harpin inició el desarrollo en 2003

•  Esta es una combinación de dominios activos de 4 diferentes proteínas harpin autóctonas: HrpN (Erwinia amylovora), HrpW (Pseudomonas syringae), HrpZ (Pseudomonas syringae), y PopA (Ralstonia solanacearum)

•  Mayor potencia (~9X), mayor solubilidad, menos frágil, mayor capacidad de fabricación

•  Se puede accesar a información amplísima en google “Harpin αβ protein (006506) Fact sheet” o “Harpin Protein”

 ProAct®  is  a  Registered  Trademark  of  Plant  Health  Care,  Inc

Proteínas Harpin: Producto formulado

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•  Gránulos dispersable con dosis de uso pequeñas, ingredientes residuo CERO, y flexibilidad de aplicación

•  Clasificados como ingredientes de bajo o nulo riesgo, nula toxicidad, rápida degradación en el medio ambiente

•  Producción masiva utilizando técnicas de tipo farmacéutico amigables al medio ambiente, efectivas en costes mediante tecnologías y procesos de fermentación en agua

•  Elicitan a las plantas mediante SAR (Resistencia Sistémica Adquirida)

 ProAct®  is  a  Registered  Trademark  of  Plant  Health  Care,  Inc

Proteína Harpinαβ: Producto formulado

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§  La acción de la proteína Harpin es de CONTACTO pero la reacción es SISTÉMICA §  Harpin se conecta inmediatamente al receptor pero la respuesta SAR toma varias

horas para desarrollarse a tope §  Harpin tiene un periodo de vida corto después de aplicarlo pero la reacción en la

fisiología de la planta es relativamente de larga vida §  Causa cambios sutiles y profundos en los cultivos aunque las diferencias visuales

sean poco usuales §  Harpin NO es biocida pero la reacción SAR puede ayudar a mitigar ciertos patógenos §  Los efectos SAR tienen efectos positivos en el crecimiento y reducen la sensibilidad al

estrés abiótico

Características de la Resistencia Sistémica Adquirida (SAR)

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Reacciona  desde  el  interior  hacia  el  exterior  

Esquema del efecto en la planta por la aplicación

de ProAct

Esquema de Acción de ProAct

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•  Las proteínas harpin son aquellos fragmentos de bacterias patógenas que las plantas reconocen como “bacterias”

•  Los receptores de harpin pueden encontrarse en todas las partes de todas las plantas,

excepto en las cortezas leñosas •  Tanto harpin como los receptores se preservan ampliamente y es presumible que son

universales •  Las plantas tienen sistemas defensivos contra la mayoría de los ataques de

patógenos, pero estos necesitan ser “elicitados” •  Dichas respuestas pueden elicitarse mediante la comunicación interplanta

(“Crosstalk”) lo cual complica la evaluación en parcelas pequeñas

Conclusiones de la Tecnología

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•  Las proteínas Harpin elicitan cambios profundos y finos en las plantas incluyendo: •  Aumenta la eficiencia de los minerales (eje:Ca+2) •  Aumento de la fotosíntesis •  Mejora la salud, el vigor y el crecimiento •  Ayuda a mitigar patógenos (Nunca comparable con un biocida) •  Aumenta la floración, la producción en cantidad y calidad

•  La mitigación de patógenos no es generalmente aceptable comercialmente •  Las aplicaciones de ProAct en el momento, dosis, frecuencia y cobertura adecuada

pueden generar una rentabilidad muy significativa para el Empresario Agrícola •  Las proteínas Harpin apuntan hacia un enfoque especializado en la Gestión Integral

de la Salud de las Plantas lo que requiere monitorizar el cultivo hasta el final del ciclo

Cont… Conclusiones de la Tecnología

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Chuang, H-w., Harnrak, A., Chen, Y-C., and Hsu, C-M., in press. A harpin-induced ethylene-responsive factor regulates plant growth and responses to biotic and abiotic stresses. Biochemical and Biophysical Research Communications. Zhang, C., Bao, Z., Liang, Y., Yang, X., Wu, X., Hong, X., Dong, H., 2007. Abscisic acid mediates Arabidopsis drought tolerance induced by HrpNEa in the absence of ethylene signaling. Plant Mol Biol Rep 25:98-114. Zhang, Y., Yang, X., Liu, Q., Qiu, D., Zhang, Y., Zeng, H., Yuan, J., and Mao, J., 2010. Purification of novel protein elicitor from Botrytis cinerea that induces disease resistance and drought tolerance in plants. Microbiological Research. 165(2): 142-151. Silverman, F. P., Petracek, P.D., Ju, Z., Heiman, D.F., Warrior, P., 2004. An herbicide composition comprising a PSI inhibitor and a salicylate or another SAR inducer and methods of use for said composition is disclosed. Filed December 19, 2002, Series 10, Serial Number 324980.

HARPIN: Publicaciones Científicas sobre Estrés Biótico y Abiótico

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Gill, Stanton and Deborah Smith-Fiola, 2004 Stronger Plants Through "Harpin" Technology. Grower Talks, May Hempfling, W.P., Bokelman, G.H., and Shulleeta, M., 2005. Method for reduction of tobacco specific nitrosamines. Filed May 12, 2004. Series 10, Serial Number 843679. Krauss, M.R., Li, Q., and Hempfling, W.P., 2003. Method for the reduction of tobacco specific nitrosamines by increasing antioxidants in tobacco. Filed September 6, 2002. Series 10, Serial Number 235636. Li, Q., Hempfling, W.P., and Krauss, M.R., 2005. Spray and/or soil treatment of tobacco to reduce TSNAs. Filed January 30, 2004. Series 10, Serial Number 767268.

HARPIN: Publicaciones Científicas sobre Calidad

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Akbudak N. , Tezcan H., 2009. Incidence of Verticillium and Plant Development in Pepper as Affected by the Bioactivator Harpin. Int. J. of Vegetable Science. 15(3): 253 – 263. Capdeville, G., Steven, V.B., Wilson, C.L. and Aist, J.R., 2008. Some cellular correlates of harpin-induced resistance to bluemold of apples. Tropical Plant Pathology, Vol. 33, pp. 103-13. Dong, H., Delaney, T.P., Bauer, D.W. and Beer, S.V.,1999. Harpin induced disease resistance in Arabidopsis through the systemic acquired resistance pathway mediated by salicylic acid and the N1M1 gene. The Plant Journal, Vol. 20, pp. 207-15. Fan, J., Qian, G., Yang, X., Gu, C., Kang, Y., Ma,Y., Hu, H., and Liu, F., 2010. Biocontrol of bacterial soft rot of calla lily by elicitor HarpinXoo and N-acyl homoserine lactonase (AttM). World Journal of Microbiology and Biotechnology (on-line). Keinath, A.P., Holmes, G.J., Everts, K.L., Egel, D.S. and Langton, D.B., 2007. Evaluation of combinations of chlorothalonil with azoxystrobin, harpin, and disease forecasting for control of downy mildew and gummy stem blight on melon. Crop Protection, Vol. 26, pp. 83-8. Liu, R., Lu, B., Wang, X., Zhang, C., Qian, J., Chen, L., Shi, H., and Dong, H., 2010. Thirty-seven transcription factor genes differentially respond to a harpin protein and affect resistance to the green peach aphid in Arabidopsis; J. Biosci. 35: 435-450.

HARPIN: Publicaciones Científicas sobre Gestión de Enfermedades

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Miao, W.G., Wang, X.B., Li, M., Song, C.F., Wang, Y., Hu, D.W., Wang, J.S., 2010. Genetic transformation of cotton with a harpin-encoding gene hpaXoo confers an enhanced defense response against different pathogens through a priming mechanism. BMC Plant Biol 10:67. Peng, J.L., Dong, H.S., Dong, H.P., Delaney, T.P., Bonasera, J.M. and Beer, S.V., 2003. Harpin-elicited hypersensitive cell death and pathogen resistance require the NDR1 and EDS1 genes. Physiological and Molecular Plant Pathology, Vol. 62, 317-26. Saour, G., Ismail, H., and Hashem, A., 2010. Impact of kaolin particle film, spirodiclofen acaricide, harpin protein, and an organic biostimulant on pear psylla Cacopsylla pyri (Hemiptera: Psyllidae) . Int. J. of Pest Management, 56(1): 75 – 79. Sun, L., Wang, X., Qu, S., Liu, H., Jia, Z., and Dong, H., 2010. HrpNEa induces Chinese cabbage resistance to bacterial soft rot by inhibiting the bacterial attachment to root surfaces. Plant Dis. 94:1441-1447. Zhang, C., Shi, H., Chen, L., Wang, X., Lü, B., Zhang, S., Liang, Y., Liu, R., Qian, J., Sun, W., You, Z., Dong, H., 2011. Harpin-induced expression and transgenic overexpression of the phloem protein gene AtPP2-A1 in Arabidopsis repress phloem feeding of the green peach aphid Myzus persicae. BMC Plant Biology 11:11. Zitter, T.A., Beer, S.V. 1998. Harpin for insect control. Phytopathology 88: S104-S105.

HARPIN: Publicaciones Científicas sobre Gestión de Enfermedades

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Chen, L., Qian, J., Qu, S., Long, J., Yin, Q., Zhang, L., Wu, X., Sun, F., Wu, T., Hayes, M., Beer, S.V., Dong, H., 2008. Identification of specific fragments of HpaGXooc, a harpin from Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, that induce disease resistance and enhance growth in plants. Phytopathology 98:781-791.

HARPIN: Publicaciones Científicas sobre Crecimiento y Producción

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Akbudak, B., Tezcan, H., And Eris, A., 2009. Evaluation of messenger plant activator as a preharvest and postharvest treatment of sweet cherry fruit under a controlled atmosphere. International Journal of Food Sciences and Nutrition 60(5): 374-386 Akbudak, B., Akbudak, N., Seniz, V., and Eris, A., 2012. Effect of pre-harvest harpin and modified atmosphere packaging on quality of cherry tomato cultivars “Alona” and “Cluster”. British Food Journal Vol. 114(2): 80-196 Fonseca, J.M., Kim, H-J., Kline, W. L., Wyenandt, C.A., Hoque, M., Ajwa, H. and French, N., 2009. Effect of Preharvest Application of a Second-generation Harpin Protein on Microbial Quality, Antioxidants, and Shelf Life of Fresh-cut Lettuce. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 134(1):141–147. Productivity and biochemical properties of green tea in response to full-length and functional fragments of HpaG Xooc, a harpin protein from the bacterial rice leaf streak pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzicola. J Biosci. 2007 Sep ;32 (6):1119-31

HARPIN: Publicaciones Científicas sobre Conservación Poscosecha