Espécies ativas de oxigênio na resposta de defesa de plantas a patógenos

A explosão oxidativa é uma resposta de defesa da planta após o reconhecimento do patógeno, conduzindo à reação de hipersensibilidade (HR). Esta resposta é devido à geração de espécies ativas de oxigênio (ROS ou EAO's), tais como H2O2, O2-, e OH- As espécies ativas de oxigênio possuem várias funções na resposta de defesa da planta. Peróxido de higrogênio (H2O2) pode ser diretamente tóxico ao patógeno e está envolvido com o fortalecimento da parede celular, uma vez que o H2O2 é necessário para a biossíntese de lignina. Peróxido de hidrogênioatua também como mensageiro secundário, sendo responsável pela ativação da hidrolase do ácido benzóico, enzima responsável pela conversão do ácido benzóico em ácido salicílico. A explosão oxidativa não está confinada somente à HR macroscópica, uma vez que explosões oxidativas secundárias poderão ocorrer nos tecidos distantes, causando micro-HR's e conduzindo à resistência sistêmica adquirida (SAR), a qual é mediada pelo ácido salicílico como um sinal. Portanto, a ocorrência de HR e SAR é dependente da cascata de sinalização derivada da explosão oxidativa, que por sua vez é um evento inicial na resposta da planta contra a invasão do patógeno.

Alterações metabólicas em plantas de feijão originadas de sementes microbiolizadas por Pseudomonas sp. e inoculadas com Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli

Muitas enzimas estão envolvidas em reações de defesa de plantas contra patógenos. O objetivo deste trabalho foi verificar alterações na atividade de algumas destas enzimas em plantas de feijão originadas de sementes microbiolizadas com um isolado de Pseudomonas do grupo das fluorescentes (isolado DFs842). Sementes de feijão cultivar BRS Valente foram imersas em suspensão salina preparada a partir de crescimento bacteriano com 24 h do isolado de Pseudomonas (OD540=0,5) sabidamente biocontroladora de Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli. Como testemunhas, as sementes foram imersas em solução salina (NaCl 0,85%). Após a microbiolização por 5 h a 10ºC, as sementes foram plantadas em vasos contendo uma mistura de solo não esterilizado, areia e esterco bovino (proporção 3:1:1), mantidos em casa de vegetação. A inoculação do patógeno foi realizada na terceira folha verdadeira de todas as plantas, fazendo-se cortes com tesoura imersa em suspensão salina do patógeno (X. axonopodis pv. phaseoli) preparada a partir de crescimento de 24 h (OD540=0,4). Câmaras úmidas foram mantidas 24 h antes e após a inoculação. Para o preparo do extrato protéico, as três primeiras folhas verdadeiras foram coletadas individualmente em 5 épocas de coleta distintas: uma, momentos antes da inoculação e as demais nos tempos seis, 24, 72 h e 15 dias após a inoculação. Este extrato protéico serviu de fonte para as determinações do teor de proteínas solúveis totais (PST), atividade da polifenol oxidase (PPO) e da peroxidase (PO), as quais foram realizadas por leituras espectrofotométricas. Os resultados demonstraram aumento significativo no teor de PST e na atividade de PPO nas plantas submetidas ao tratamento com isolado DFs842, sendo que, o teor de PST foi o dobro, em relação às plantas não tratadas. Também foi observado que, mesmo antes da inoculação do patógeno o teor de PST e a atividade de PPO nas plantas tratadas estavam bem maiores. Em relação à atividade de PO houve redução da mesma nas plantas tratadas com o isolado de Pseudomonas (DFs842). Esses resultados evidenciaram que a microbiolização das sementes provocou alterações metabólicas nas plantas delas originadas, pelo aumento do teor de PST e atividade de PPO, indicando uma provável participação destas enzimas na indução de resistência ativada pela microbiolização com o isolado de Pseudomonas (DFs842).

Cianobactérias e algas reduzem os sintomas causados por Tobacco vosaic virus (tmv) em plantas de fumo

As algas e as cianobactérias produzem uma grande diversidade de compostos com atividade biológica direta sobre microrganismos ou agem como ativadores de mecanismos de resistência em plantas. Em vista disso, foi investigada a manifestação dos sintomas causados pelo Tobacco mosaic virus (TMV) em plantas de fumo previamente tratadas com cianobactérias ou algas. Quando as folhas plantas de fumo foram tratadas dois dias antes da inoculação, foi verificado que suspensões de células dos isolados de cianobactérias 004/02, 008/02, Anabaena sp. e Nostoc sp. 61; e do isolado de alga 061/02, bem como as preparações do conteúdo intracelular do isolado 004/02 (4 C) e do filtrado do meio de cultivo do isolado 061/02 (61 M) apresentaram efeito na redução do número de lesões locais provocadas por TMV em folhas de plantas fumo, cultivar TNN. Além disso, foi observado que os isolados Anabaena sp., Nostoc sp. 21 (cianobactéria), Nostoc sp. 61 e 090/02 (alga) mostraram efeito direto sobre o vírus semi-purificado. Em vista disso, pode-se sugerir que os isolados estudados sintetizam compostos que agem diretamente sobre o TMV e/ou ativam o mecanismo de defesa de plantas contra fitopatógenos.

Estudo do papel da TCTP (Translationally Controlled Tumour Protein) na resposta ao estresses bióticos e abióticos em plantas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Fungitoxicidade, atividade elicitora de fitoalexinas e proteção de alface em sistema de cultivo orgânico contra Sclerotinia sclerotiorum pelo extrato de gengibre

O patógeno Sclerotinia sclerotiorum é um fungo que sobrevive no solo e causa a doença conhecida como mofo branco ou podridão de esclerotínia na cultura da alface (Lactuca sativa) e outras culturas. A doença é considerada de difícil controle, uma vez que o fungo é muito agressivo e produzem estruturas de resistência, os escleródios. Na busca de novos métodos de controle de doenças, os extratos de plantas com propriedades terapêuticas surgem como opção. Neste trabalho avaliou-se o efeito do extrato bruto aquoso (EBA) de gengibre (Zingiber officinalis) nas concentrações de 1, 5, 10, 15, 20 e 25% sobre o crescimento micelial e produção de escleródios de S. sclerotiorum, in vitro. Também foi verificada a eficiência do gengibre na proteção de plantas de alface cultivadas organicamente e inoculadas com o patógeno. Além da incidência da doença, foi analisado o rendimento da cultura e a atividade de peroxidase nos tecidos da planta. Água e o indutor de resistência acibenzolar-S-metil foram utilizados como tratamentos controle. Adicionalmente, a capacidade elicitora do EBA de gengibre em proporcionar o acúmulo das fitoalexinas deoxiantocianidina e gliceolina foi avaliada em bioensaios com sorgo e soja, respectivamente. Os resultados indicaram a atividade antimicrobiana dos EBA de gengibre, com inibição do crescimento micelial e da produção de escleródios. Na cultura da alface, verificou-se que a aplicação de massa de gengibre na base da planta aumentou a atividade da enzima peroxidase e reduziu a incidência da doença. A presença de compostos elicitores no EBA de gengibre foi observada pela indução da produção de fitoalexinas em sorgo e soja, que ocorreu de maneira dose-dependente. Estes resultados indicam o potencial de Z. officinalis para o controle de S. sclerotiorum em alface, o qual pode ocorrer tanto por atividade antimicrobiana direta quanto pela ativação de mecanismos de defesa das plantas.

Atividade de enzimas associadas ao estado de indução em mudas de cacaueiro expostas a dois actinomicetos residentes de filoplano

Dois antagonistas selecionados para o biocontrole da vassoura-de-bruxa do cacaueiro foram avaliados quanto à capacidade em ativar mecanismos de defesa de plantas contra patógenos. Para tanto, mudas seminais de cacaueiro "comum" foram cultivadas em casa-de-vegetação por 30 dias e expostas aos antagonistas aplicados a mudas de cacaueiro por atomização, individualmente e em associação. O primeiro par de folhas das mudas dos diferentes tratamentos foi coletado aos dois, quatro, 12 e 24 dias após a exposição aos antagonistas. Foi quantificada a atividade de peroxidases, polifenoloxidases, quitinases e beta-1,3-glucanases no material coletado. Observou-se um aumento na atividade de peroxidases e polifenoloxidases nos primeiros dias após a exposição das mudas, especialmente ao isolado Ac26. Não foi observado efeito aditivo ou sinergístico nas mudas expostas aos dois isolados simultaneamente.

Atividade antimicrobiana de extratos peptídicos de folhas de berinjela na inibição do crescimento de Ralstonia solanacearum e Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis

Compostos naturais, incluindo-se peptídios antimicrobianos, vêm se destacando como fontes de agentes de defesa contra fitopatógenos de importância comercial. Esse trabalho visou obter frações peptídicas a partir de extratos de folhas de berinjela e avaliar as atividades antimicrobianas contra duas bactérias fitopatogênicas. Os pools peptídicos catiônicos, PC1 e PC2 e o aniônico PA obtidos de extratos solúvel (ES) e de parede celular (EP) foram analisados em duas concentrações. Para ES e EP, obteve-se inibição do crescimento da Ralstonia solanacearum e da Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis superior a 60%, sendo PC2-2X (maior concentração avaliada) a mais efetiva. Os resultados sugerem que extratos de folhas de berinjela apresentam peptídios com potencial aplicação como agentes de defesa de plantas.

Glyphosate sobre a resistência à ferrugem (Puccinia psidii) do eucalipto

O glyphosate é o herbicida mais usado no controle de plantas daninhas em eucalipto, atuando diretamente na rota do ácido chiquímico, principal via de formação de compostos ligados aos mecanismos de defesa das plantas, como: lignina, ácido salicítico e fitoalexinas. Assim, o contato do glyphosate com as folhas do eucalipto pode levar a conseqüências importantes sobre a resistência a doenças. Objetivou-se neste estudo avaliar o envolvimento do glyphosate, via deriva, na severidade da ferrugem causada por Puccinia psidii em genótipos de eucalipto com diferentes níveis de resistência ao patógeno. Para isso, mudas de quatro clones - dois heterozigotos resistentes à ferrugem (UFV01 e UFV02) e dois homozigotos suscetíveis (UFV03 e UFV04) - foram submetidas às subdoses de 0 (testemunha); 28,8; 57,6; 86,4; e 115,2 g ha-1 de glyphosate, simulando deriva. Três dias após a aplicação do glyphosate, as plantas foram inoculadas com o isolado monopustular UFV1 de P. psidii, obtido de Eucalyptus grandis, na região de Itapetininga, SP. Aos 21 dias após a inoculação, foram avaliados a severidade de ferrugem, utilizando-se uma escala diagramática com quatro classes (S0 e S1 resistentes à ferrugem e S2 e S3 suscetíveis), o número de pústulas cm-2 de área foliar, a área foliar lesionada pela ferrugem, o número médio de urediniósporos cm-2 de área foliar, o número médio de urediniósporos/pústula e a porcentagem de intoxicação pelo glyphosate. O clone UFV04 foi o mais sensível ao glyphosate, enquanto o UFV01 apresentou maior tolerância ao herbicida. O glyphosate não alterou o nível de resistência à ferrugem nos genótipos resistentes (UFV01 e UFV02) que apresentaram ausência de pústulas nas folhas, tanto em plantas expostas à deriva quanto nas testemunhas. Para os demais clones, manteve-se a suscetibilidade à ferrugem, embora, com o aumento das doses de glyphosate, tenha se observado diminuição da severidade da doença. Conclui-se que o glyphosate não afetou a resistência do eucalipto a Puccinia psidii, ocorrendo diminuição da severidade da doença em plantas expostas ao glyphosate via deriva, e que existe tolerância diferencial entre os clones ao herbicida.

Produção de compostos fenólicos durante a infecção ectomicorrízica por dois isolados de Pisolithus tinctorius em Eucalyptus urophylla in vitro

Devido à grande variedade fisiológica e morfológica entre os fungos ectomicorrízicos, é possível observar variações no seu comportamento durante o estabelecimento da simbiose. Este trabalho teve como objetivos caracterizar as etapas da infecção micorrízica por dois isolados de P. tinctorius em E. urophylla, além de verificar a ocorrência de defesas estruturais e bioquímicas na planta. Plântulas de E. urophylla foram inoculadas com os isolados de P. tinctorius obtidos de eucalipto (1604) ou de Pinus (185). Após 0, 12, 24, 72, 96 e 120 horas da inoculação com cada um dos isolados, foi efetuada a dosagem de compostos fenólicos no tecido radicular. Nestes mesmos períodos foram feitos cortes anatômicos das raízes para verificar o desenvolvimento da infecção. Os cortes histológicos não evidenciaram reações estruturais de defesa das plantas nestes períodos testados. No entanto, foi observada colonização mais rápida pelo isolado 1604, o qual iniciou a adesão à raiz 24 horas após a inoculação. O isolado 185 só foi observado na raiz após 96 horas. A dosagem de compostos fenólicos mostrou variação significativa durante a infecção pelo isolado 185 e maior concentração nas raízes inoculadas com este isolado após 96 horas da inoculação. Porém, este acúmulo não impediu a continuidade de seu desenvolvimento na raiz. Neste trabalho não foi observada relação entre o atraso na infecção pelo isolado 185 e a produção de compostos fenólicos pelas raízes.

Transcriptoma (RNA-seq) de laranja doce Valência (Citrus sinensis L. Osbeck) e Kumquat (Fortunella spp.) infectadas por Xanthomonas citri subsp. citri

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR

Relação entre silício e deficiência hídrica sobre os aspectos bioquímicos e fisiológicos no arroz

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Estudo de dois genes de café (Coffea arabica) induzidos por estresse biótico e análise de suas regiões promotoras

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Genética) - IBB

Isolamento, caracterização e expressão em sistema bacteriano de um gene que codifica uma proteína transportadora de lipídeos de Piper nigrum

A pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) constitui uma das espécies de pimenta mais amplamente utilizadas no mundo, pertencendo à família Piperaceae, a qual compreende cerca de 1400 espécies distribuídas principalmente no continente americano e sudeste da Ásia, onde esta cultura originou. A pimenteira-do-reino foi introduzida no Brasil no século XVII, e tornou-se uma cultura de importância econômica desde 1933. O Estado do Pará é o principal produto brasileiro de pimenta-do-reino, contudo sua produção vem sendo afetada pela doença fusariose causada pelo fungo Fusarium solani f. sp. piperis. Estudos prévios revelaram a identificação de sequencias de cDNA diferencialmente expressas durante a interação da pimenteira-do-reino com o F. solani f. sp. piperis. Entre elas, uma sequencia de cDNA parcial que codifica para uma proteína transportadora de lipídeos (LTP), a qual é conhecida por seu importante papel na defesa de plantas contra patógenos e insetos. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho foi isolar e caracterizar as sequencias de cDNA e genômica de uma LTP de pimenteira-do-reino, denominada PnLTP. O cDNA completo da PnLTP isolado por meio de experimentos de RACE apresentou 621 bp com 32 pb and 235 bp nas regiões não traduzidas 5‘ e 3‘, respectivamente. Este cDNA contem uma ORF de 354 bp codificando uma proteína deduzida de 117 resíduos de aminoácidos que apresentou alta identidade com LTPs de outras espécies vegetais. Análises das sequencias revelou que a PnLTP contem um potencial peptídeo sinal na extremidade amino-terminal e oito resíduos de cisteína preditos por formar quatro pontes de dissulfeto, as quais poderiam contribuir para a estabilidade desta proteína. O alinhamento entre as sequencias de cDNA e genômica revelou a ausência de introns na região codificante do gene PnLTP, o que está de acordo ao encontrado em outros genes de LTPs de plantas. Por último, a PnLTP madura foi expressa em sistema bacteriano. Experimentos adicionais serão realizados com o objetivo de avaliar a habilidade da PnLTP recombinante em inibir o crescimento do F. solani f. sp. piperis.

Análise do teor de compostos fenólicos e de ligninas em diferentes órgãos vegetativos de espécies arbóreas nativas de diferentes grupos sucessionais

O sucesso do desenvolvimento da dinâmica das formações vegetais depende das relações estabelecidas entre as espécies vegetais com outros organismos e com o meio físico. Tais relações estão sujeitas a situações de estresse, podendo esse ser de caráter abiótico, como condições elevadas de radiação solar e temperatura e déficit hídrico ou de caráter biótico, como a herbivoria e o ataque de patógenos. Dessa maneira, em virtude à necessidade de um sistema de defesa, as plantas utilizam compostos químicos, como compostos fenólicos e ligninas, para se desenvolverem com proteção. Os compostos fenólicos são compostos oriundos do metabolismo secundário vegetal e ocorrem na parede celular dos tecidos vegetais, constituindo assim uma rápida linha de defesa vegetal a lesões e infecções e funcionando como substrato para atuação de enzimas de defesa como peroxidases e polifenoloxidases. Junto com a atuação dos compostos fenólicos, as ligninas fornecem à planta maior resistência mecânica e impermeabilidade suficiente aos vasos condutores do xilema, proporcionando, assim, desde um fundamental auxílio aos vegetais na conquista do ambiente terrestre até o estabelecimento de uma barreira protetora eficiente contra o ataque de microorganismos. Assim, por meio da extração e análise dos teores de compostos fenólicos e de ligninas de porção de raiz, caule, ápice caulinar e folhas maduras e imaturas de indivíduos de Erythrina speciosa Andrews, Eugenia uniflora L., Hevea brasiliensis M. Arg., Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang, Joannesia princeps Vell., Lecythis pisonis Cambess, Licania tomentosa (Benth.) Fritsch, Pachira aquatica Aubl. e Psidium guajava L., classificou-se como espécies pioneiras Erythrina speciosa Andrews, Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang, Joannesia princeps Vell., Pachira aquatica Aubl... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Análise da atividade de peroxidases e polifenoloxidases em diferentes órgãos vegetativos de espécies arbóreas nativas de diferentes grupos sucessionais

As formações vegetais são altamente dinâmicas e dependem principalmente da taxa de crescimento das espécies vegetais, entretanto, esta está intimamente relacionada e suscetível a estresses abióticos, como elevada ou baixa radiação solar, temperaturas extremas, e bióticos, como taque de patógenos e de herbívoros, o que faz com que as plantas necessitem de um sistema de defesa altamente eficiente o qual consiste na atuação de compostos secundários, e de enzimas como por exemplo peroxidases e polifenoloxidases. A atividade das peroxidases constitui a mais importante via do sistema de defesa vegetal a patógenos no que se refere a cicatrização de ferimentos e à herbivoria, propiciando um aumento da lignificação nos tecidos lesados, o que aumenta a resistência dos mesmos, dificultando assim a ocorrência de novas lesões. Quanto às polifenoloxidases, também pertencentes ao grupo das oxidorredutases, são enzimas que também atuam diretamente na via de defesa das plantas ao ataque de patógenos e na cicatrização de ferimentos e processos de senescência. Por meio da extração e análise da atividade de Peroxidases e Polifenoloxidases em porção de raiz, caule, ápice e em folhas de indivíduos de Erythrina speciosa Andrews, Eugenia uniflora L., Hevea brasiliensis M. Arg., Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang, Joannesia princeps Vell., Licania tomentosa (Benth.) Fritsch, Pachira aquatica Aubl. e Psidium guajava L., obteve-se comportamento pioneiro para as espécies Eugenia uniflora L., Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang, Joannesia princeps Vell. e Psidium guajava L., e comportamento não-pioneiro para as espécies Erythrina speciosa Andrews, Hevea brasiliensis M. Arg., Licania tomentosa (Benth.) Fritsch e Pachira aquatica Aubl.. Dessa maneira foi possível verificar que a análise da atividade peroxidásica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)