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Phenolic metabolites in the resistance of northern forest trees to pathogens — past experiences and future prospects

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Abstract:

Phenolic metabolites are frequently implicated in chemical defense mechanisms against pathogens in woody plants. However, tree breeding programmes for resistance to pathogens and practical tree-protection applications based on these compounds seem to be scarce. To identify gaps in our current knowledge of this subject, we explored some of the recent literature on the involvement of phenolic metabolites in the resistance of northern forest trees (Pinus, Picea, Betula, Populus, and Salix spp.) to pathogens. Although it is evident that the phenolic metabolism of trees is often activated by pathogen attacks, few studies have convincingly established that this induction is due to a specific defense response that is capable of stopping the invading pathogen. The role of constitutive phenolics in the resistance of trees to pathogens has also remained unclear. In future studies, the importance of phenolics in oxidative stress, cell homeostasis and tolerance, and the spatial and temporal localization of phenolics in relation to invading pathogens should be more carefully acknowledged. Possibilities for future studies using advanced methods (e.g., metabolic profiling, confocal laser scanning microscopy, and use of modified tree genotypes) are discussed.

Les métabolites phénoliques sont souvent impliqués dans les mécanismes de défense chimiques contre les agents pathogènes chez les plantes ligneuses. Cependant, il semble y avoir peu de programmes d’amélioration des arbres pour la résistance aux agents pathogènes ou de mesures pratiques de protection des arbres qui sont basés sur ces composés. Dans le but d’identifier les lacunes dans nos connaissances actuelles sur ce sujet, nous avons exploré une partie de la littérature récente traitant du rôle des métabolites phénoliques dans la résistance des espèces forestières nordiques (Pinus, Picea, Betula, Populus et Salix spp.) aux agents pathogènes. Bien qu’il soit évident que le métabolisme des composés phénoliques chez les arbres est souvent déclenché par les attaques des agents pathogènes, il a rarement été établi de façon convaincante que cette induction est due à une réaction de défense spécifique capable d’enrayer l’invasion de l’agent pathogène. De plus, on n’est toujours pas certain du rôle que jouent les composés phénoliques constitutifs dans la résistance des arbres face aux agents pathogènes. Dans les études ultérieures, on devrait accorder plus d’attention à l’importance des composés phénoliques en lien avec le stress oxydatif, l’homéostasie et la tolérance des cellules ainsi qu’à la localisation spatiale et temporelle des composés phénoliques en relation avec l’invasion des agents pathogènes. La discussion porte sur la possibilité que les études futures utilisent des méthodes de pointes telles que le profilage métabolique, le microscope confocal à balayage laser et aient recours à des arbres dont le génotype a été modifié.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2008

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