fatores de resistência estruturais
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Pascholati, Sérgio F.
Esalq/USP
LFT - 5755
Controle de Doenças Através
da Indução de Resistência
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Uso intensivo de defensivos agrícolas (agrotóxicos) para
o controle de doenças, pragas e plantas invasoras tem
gerado:
- Contaminação de alimentos, solo, água, animais
- Intoxicação de agricultores
- Resistência de patógenos, pragas e plantas invasoras
- Surgimento de doenças iatrogênicas
- Desequilíbrio biológico (ciclagem de nutrientes e matéria orgânica)
- Eliminação de organismos benéficos / redução biodiversidade
(Brasil responsável por 1/5 do consumo mundial de agrotóxicos –
herbicidas / inseticidas / fungicidas)
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“Entretanto, a preocupação da sociedade com o
impacto da agricultura no ambiente e a
contaminação da cadeia alimentar com agrotóxicos
está alterando o cenário agrícola, resultando em
mercados de alimentos produzidos sem o uso de
agrotóxicos ou aqueles com selos que garantem que
os agrotóxicos foram utilizados adequadamente”
Morandi & Bettiol, 2009
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Controle alternativo*
Controle biológico Indução de resistência
* Não inclui:
- Melhoramento genético clássico para resistência
- Controle químico clássico
(* Visão do Professor e de outros autores)
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Controle Biológico – Conceito
“Controle biológico é a redução da soma de inóculo ou atividades determinantes da
doença, provocada por um patógeno, realizada por um ou mais organismos que
não o homem”
(Cook & Baker, 1983)
Definição mais simples e direta:
“Controle biológico é o controle de um microrganismo através de outro
microrganismo”
(Bettiol & Ghini, 1995)
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Controle biológico
Uso de qualquer microrganismo para
controlar um patógeno
Efeito direto sobre
o patógeno
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Levedura
Bactéria
Levedura
ou
Bactéria
+ Patógeno
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Água – Penicillium sp Streptomyces sp – Penicillium sp
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Controle biológico*
Mecanismos de ação dos antagonistas:
- Antibiose
- Competição
- Parasitismo
- Predação
- Hipovirulência
- Indução de defesa do hospedeiro
(* Visão de outros autores, mas não do Professor)
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Indução de Defesa do Hospedeiro
(Resistência induzida)
Ativação de mecanismos de resistência
latentes em resposta ao tratamento
com agentes bióticos ou abióticos
A ação se dá sobre a planta hospedeira
modificando a sua relação com o patógeno
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Resistência induzida
Indutor
Provocador*
Local Sistêmica
*Provocador = desafiador = patógeno (“Challenger”)
Horas / dias
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Características importantes:
- Resposta sistêmica
- Resposta inespecífica
Indutor
Resistência
ativada
.
Sinal é transportado
sistemicamente na
planta
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C - Tomateiro cv. Hildaris
protegido por
Piriformospora indica
contra Fusarium
oxysporum
(Qiang et al., 2012 MPP 13: 508-518)
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Defesa das plantas:
mecanismos estruturais
e bioquímicos ativados
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Componentes do triângulo da doença
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Ciclo das relações patógeno-hospedeiro (Ciclo da doença)
O desenvolvimento de doenças infecciosas é caracterizado pela
ocorrência de uma série de eventos sucessivos e ordenados.
Hospedeiro doente
*
*
*
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Fisiologia do Parasitismo
(Fisiologia / bioquímica fitopatológica)
Especialidade dentro da fitopatologia envolvida no
esclarecimento das bases bioquímicas e fisiológicas das
interações hospedeiro-patógeno
Tratado: Die Exantheme der Pflanzen
Franz Unger (1833)
Pedra fundamental
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Interação planta
x
microrganismo patogênico
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Patógeno x Planta
Reconhecimento
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Patógeno x Planta
Defesa
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(Cavalcanti et al. 2005)
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Patógeno x Planta – complexidade da interação
Patógeno Planta
Ataque
Defesa
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“NA NATUREZA RESISTÊNCIA É A
REGRA”
“Capacidade da planta em evitar ou atrasar a
entrada e/ou a subsequente atividade de um
patógeno”
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A defesa da planta
Estrutural Estrutural
Química
Parede celular
Cutícula
Parede celular
Química
Local Sistêmica
PASSIVA (Constitutiva)
ATIVA (Induzida)
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MECANISMOS DE RESISTÊNCIA
(Fatores de resistência)
1)ESTRUTURAIS (FÍSICOS)
Atraso na penetração do hospedeiro
2) BIOQUÍMICOS
Inibição do crescimento
Condições adversas para a sobrevivência
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Resistência
Sistema multicomponente / Resulta de um
número de mecanismos operando de maneira
integrada e coordenada
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Resistência
Sistema multicomponente / Resulta de um
número de mecanismos operando de maneira
integrada e coordenada
Para serem efetivos os mecanismos de defesa
devem ocorrer em uma seqüência específica
durante a infecção e a colonização
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Nível de resistência
“Soma das contribuições de um número de
mecanismos de resistência (constitutivos /
induzidos)”
Cevada
X
Cochliobolus sativus
(Plant Disease 83(3). 1999)
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Fatores de resistência
estruturais
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Pré-formados Cutícula
Estômatos
Tricomas
Vasos Condutore
Pós-formados
Papilas
Halos
Lignificação
Camadas de cortiça
Camadas de Abscisão
Tiloses
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- DEFESAS (BARREIRAS) CELULARES
- DEFESAS (BARREIRAS) HISTOLÓGICAS
Fatores de resistência estruturais
PÓS-FORMADOS
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ESTRUTURA DE DEFESA (BARREIRA) CELULAR
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ATAQUE DO PATÓGENO
MUDANÇAS MORFOLÓGICAS MUDANÇAS BIOQUÍMICAS
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Aumento do fluxo citoplasmático em direção
ao sítio de penetração
Rearranjo do citoesqueleto
Migração do núcleo
Justaposição de materiais componentes da
parede celular
Barreiras estruturais pós-formadas
ATAQUE DO PATÓGENO
MUDANÇAS MORFOLÓGICAS MUDANÇAS BIOQUÍMICAS
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Agregação citoplasmática
Halos
Papilas
Lignificação
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Agregação citoplasmática
Halos
Papilas
Lignificação
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Acúmulo de massa de citoplasma no sítio sob ataque
Resposta rápida
Composição: estruturas celulares do tipo retículo
endoplasmático rugoso e complexo de Golgi
AGREGAÇÃO CITOPLASMÁTICA
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AGREGAÇÃO CITOPLASMÁTICA
Polarização celular
Movimentação de diferentes
compostos
Mudança na arquitetura
celular
Movimentação do núcleo
(Schmelzer, E. Trends in Plant Science, v. 7, p. 411-415, 2002)
Phytophthora infestans (batata)
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ESTRUTURA DE DEFESA (BARREIRA) CELULAR
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Agregação citoplasmática
Halos
Papilas
Lignificação
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HALOS
Alterações da parede celular no ponto (sítio) de
penetração do patógeno
Região parcialmente degradada / sofre reparos
Após formação do halo pode ocorrer a formação de
papila
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HALOS
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HALOS
Oidio (trigo, cevada)
(Mishina, G.N. et al., Biology Bulletin, 4: 354-360, 2001)
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ESTRUTURA DE DEFESA (BARREIRA) CELULAR
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Agregação citoplasmática
Halos
Papilas
Lignificação
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Conídio
Vesícula de
infecção
Hifa primária
Necrotrófico
Papila
Hifa de
penetração
Apressório
Epiderme
PAPILAS
Papilas
Deposição de material
heterogêneo entre a
membrana plasmática e a
parede celular no sítio de
infecção.
Plant Cell 10(8). 1996.
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PAPILAS
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PAPILAS
Formação: pode iniciar antes da penetração do fungo
e continuar após
Composição: calose, lignina, derivados fenólicos,
silício, suberina, celulose
Função:
barreira contra penetração de fungos (lignificação)
dificulta troca de metabolitos (hospedeiro x
patógeno)
mecanismo de reparo
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Blumeria graminis f. sp. hordei (cevada)
(Rudolf Heitefuss. Naturwissenschaften, 88, 273-283, 2001)
Interação Compatível Interação Incompatível
C - conídio
H - hifa
PA - papila
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ESTRUTURA DE DEFESA (BARREIRA) CELULAR
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Agregação citoplasmática
Halos
Papilas
Lignificação
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LIGNIFICAÇÃO
Ocorre: citoplasma em degeneração / depósitos extracelulares / paredes
celulares
Lignina: componente da parede celular
Importante: lamela média, paredes
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Lignificação Fenilalanina
amônia-liase
(PAL)
Peroxidase
Polímero tridimensional =
unidades de fenil propano
Polimerização - oxidação de
hidroxilas dos grupos fenólicos
pela peroxidase
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Lignificação Resistência mecânica
Barreira contra movimento de nutrientes
(Hospedeiro Patógeno)
Barreira contra movimento de toxinas /
enzimas (Patógeno Hospedeiro)
Precursores: tóxicos, lignificação do
patógeno (intercelular)
LIGNIFICAÇÃO
Tubo lignífero
Acúmulo lignina
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Lignificação Xanthomonas campestris pv. campestris (repolho)
(Gay, P.A. & Tuzun, S. Canadian Journal of Botany 78: 1144–1149, 2000)
PB e S – Suscetíveis
C – Parcialmente resistentes
GC e H - Resistentes Hidatódios
LIGNIFICAÇÃO
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Lignificação (atividade peroxidase)
Xanthomonas campestris pv. campestris (repolho)
(Gay, P.A. & Tuzun, S. Canadian Journal of Botany 78: 1144–1149, 2000)
Controle Inoculado
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ESTRUTURA DE DEFESA (BARREIRA) HISTOLÓGICA
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Camadas de Cortiça
Camada de Abscisão
Tilose
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Camadas de Cortiça
Camada de Abscisão
Tilose
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CAMADAS DE CORTIÇA
Podem ser formadas em resposta: - Injúria Mecânica - Presença de patógenos
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CAMADAS DE CORTIÇA
Manchas / lesões locais - fungos / bactérias
Morangueiro X
Mycosphaerella fragariae
Maçã X
Venturia inaequalis
Mancha de micosferela Sarna da macieira
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Camada de células suberosas (suberina – polímero insolúvel associado com ceras solúveis) Tecido morto
- Impede invasão
- Impede fluxo de nutrientes
- Impede fluxo metabolitos tóxicos (patógeno planta)
CAMADAS DE CORTIÇA
Camada de Cortiça
Tecido sadio
Felogênio
Tecido doente
Folha com mancha
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Epiderme Micélio
Camada de Cortiça
CAMADAS DE CORTIÇA
Formação de camada de cortiça em tubérculo de batata após infecção com Rhizoctonia sp
Grão amido
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Camadas de Cortiça
Camada de Abscisão
Tilose
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CAMADA DE ABSCISÃO
Podem ser formadas:
- Processo natural - Presença de patógeno
Poda
Fenologia
Colheita
Abscisão do órgão
Camada de abscisão
Camadas de
células
separadas por
dissolução da
lamela média
![Page 66: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/66.jpg)
CAMADA DE ABSCISÃO
Abscisão de folhas, frutos e/ou flores
Interação Patógeno X Hospedeiro
- Sítios de Infecção
- Camadas de células separadas por
dissolução da lamela média
- Enzimas celulolíticas e pectinolíticas
- Proteção do hospedeiro
- Invasão sistêmica
- Metabólitos tóxicos
![Page 67: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/67.jpg)
CAMADA DE ABSCISÃO
Zona de abscisão
Zona de lignificação
Tecido doente Tecido sadio
Células sadias suberizadas
Camadas de
células
separadas por
dissolução da
lamela média
![Page 68: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/68.jpg)
Pessegueiro X
Cladosporium carpophilum
Ameixeira X
Xanthomonas campestris pv. ipruni
Perfurações (Shot hole)
CAMADA DE ABSCISÃO
![Page 69: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/69.jpg)
Camadas de Cortiça
Camada de Abscisão
Tiloses
![Page 70: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/70.jpg)
TILOSES
Vasos lenhosos (xilema)
Situações de estresse, envelhecimento e invasão
por patógenos vasculares
![Page 71: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/71.jpg)
TILOSES
- Células parenquimáticas (xilema) emitem
porções do protoplasma para o interior dos
elementos condutores
![Page 72: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/72.jpg)
TILOSES
- Processo de hipertrofia
- Crescimento em tamanho e número
- Obstrução parcial ou total dos vasos
- Invasão sistêmica
* Acúmulo de terpenóides fungitóxicos
- Transporte de água
![Page 73: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/73.jpg)
TILOSES
Xilema
Tiloses
![Page 74: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/74.jpg)
Fatores de resistência
bioquímicos
![Page 75: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/75.jpg)
ATAQUE DO PATÓGENO
MUDANÇAS BIOQUÍMICAS MUDANÇAS MORFOLÓGICAS
![Page 76: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/76.jpg)
Bioquímicos Inibição do crescimento
Condições adversas para a sobrevivência
Pré-formados
- Fenóis
- Alcalóides
- Lactonas insaturadas
- Glicosídeos fenólicos
- Glicosídeos cianogênicos
- Fototoxinas
- Proteínas / peptídeos antimicrobianos
Pós-formados
- Fitoalexinas
- Espécies reativas de oxigênio
- Quitinases
- -1,3-glucanases
- Proteínas-RP
- Peptídeos antimicrobianos
![Page 77: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/77.jpg)
SUBSTÂNCIAS PRÉ- E PÓS-FORMADAS x RESISTÊNCIA
Presentes em concentracões adequadas nas partes
invadidas
Forma acessível ao patógeno
Mudancas na [substância]
Mudancas na expresão da doenca
![Page 78: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/78.jpg)
Bioquímicos Inibição do crescimento
Condições adversas para a sobrevivência
Pré-formados
- Fenóis
- Alcalóides
- Lactonas insaturadas
- Glicosídeos fenólicos
- Glicosídeos cianogênicos
- Fototoxinas
- Proteínas / peptídeos antimicrobianos
Pós-formados
- Fitoalexinas
- Espécies reativas de oxigênio
- Quitinases
- -1,3-glucanases
- Proteínas-RP
- Peptídeos antimicrobianos
![Page 79: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/79.jpg)
Espécies reativas de oxigênio (EAOs)
Interação de um patógeno com a célula da planta hospedeira
![Page 80: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/80.jpg)
Espécies (re) ativas de oxigênio (EAOs)
(Reactive oxygen species (ROS)
Reconhecimento
elicitor-receptor
Membrana plasmática
célula vegetal
Explosão oxidativa
(rápida geração e
acúmulo de EAOs)
EAOs disparam
peroxidação de lipídeos na
membrana e
a indução de outras
respostas de defesa
Peroxidação
lipídeos
ativa cascata de
sinalização
do ácido
jasmônico
Síntese de
proteínas de defesa
e fitoalexinas
![Page 81: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/81.jpg)
Queima ou explosão oxidativa
(Oxidative burst)
- Um dos fenômenos mais estudados em relação à interação planta-
patógeno (1983 – primeiro relato EAOs x defesa vegetal)
- Produção de moléculas de H2O2, ânion superóxido (O2-) e radicais
hidroxila livres (OH-)
- Substâncias citotóxicas / causam danos oxidativos em lipídeos,
enzimas e ácidos nucleicos podem causar morte celular
(RH)
![Page 82: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/82.jpg)
Espécies reativas de oxigênio
- Podem estar envolvidas na resposta de defesa contra patógenos
- Induzem a síntese de fitoalexinas, participam na síntese de lignina
e etileno, ativam genes de resistência
- Exibem atividade antimicrobiana direta
- Inibição da produção de EAOs favorece a compatibilidade
![Page 83: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/83.jpg)
Reconhecimento
Defesa
![Page 84: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/84.jpg)
Funções das EAO’s na planta
• Efeito tóxico direto do H2O2 ao patógeno
(antifúngico e antibacteriano)
O H2O2 a 0,1 mM inibiu completamente o crescimento de E.
carotovora e mais de 95% do crescimento de P. infestans
(Wu et al. 1995)
Erwinia carotovora sp. carotovora Phytophthora infestans
![Page 85: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/85.jpg)
MECANISMOS DE RESISTÊNCIA
Bioquímicos pós-formados
FITOALEXINAS
![Page 86: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/86.jpg)
MECANISMOS DE RESISTÊNCIA
Bioquímicos pós-formados
Fitoalexinas
Compostos antimicrobianos de
baixa massa molecular,
sintetizados pelas plantas, que
acumulam em células vegetais em
resposta à infecção microbiana.
![Page 87: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/87.jpg)
Síntese de fitoalexinas
• Modelo hipotético para a síntese de fitoalexinas
(Côté, 1995)
![Page 88: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/88.jpg)
![Page 89: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/89.jpg)
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SAÍDA DE ELETRÓLITOS
Kievitone (fitoalexina)
Triton X-100 (detergente)
X
Rhizoctonia solani
![Page 91: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/91.jpg)
![Page 92: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/92.jpg)
Fitoalexinas x resistência
• Atividade antifúngica de duas cumarinas de girassol no
crescimento Sclerotinia sclerotiorum
Aiapina
Escopoletina
URDANGARIN et al., 1999
![Page 93: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/93.jpg)
Mecanismos de Defesa
Fitoalexinas
22 horas
30 horas
45 horas
Apressório
Sorgo
X
Colletotrichum
sublineolum
(Ralph L. Nicholson)
![Page 94: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/94.jpg)
Concentração
fitoalexinas
150 mM
9 uM inibe
C. graminicola
in vitro
![Page 95: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/95.jpg)
PROTEÍNAS RELACIONADAS A PATOGÊNESE
(PR-proteins)
“Proteínas-RP” = proteínas induzidas no
hospedeiro após a infecção com patógenos
(podem compreender 10% das proteínas solúveis da folha)
![Page 96: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/96.jpg)
PROTEÍNAS RELACIONADAS A PATOGÊNESE
(PR-proteins)
1970 – folhas de fumo exibindo reação de hipersensibilidade
ao TMV – 10 proteínas isoladas
1993 – 33 proteínas isoladas / 31 caracterizadas / 25
encaixavam nos 5 grupos existentes
2007 – 17 grupos com sub-grupos
(centenas de proteínas isoladas / caracterizadas)
“Proteínas-RP” = proteínas induzidas no
hospedeiro após a infecção com patógenos
(podem compreender 10% das proteínas solúveis da folha)
![Page 97: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/97.jpg)
Características
![Page 98: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/98.jpg)
Características
PR básicas
PR ácidas
![Page 99: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/99.jpg)
Classificação das “Proteínas-RP”
Classificadas em 17 famílias de acordo com:
- Massa molecular
- Composição de amino-ácidos
- Reações serológicas
![Page 100: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/100.jpg)
![Page 101: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/101.jpg)
Exemplos de mecanismos de ação
PR-2
PR-3, PR-4, PR-
8, PR-11
PR-5
![Page 102: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/102.jpg)
MECANISMOS DE RESISTÊNCIA - Bioquímicos pós-formados
-1,3-glucanases e quitinases
(a) - -1,3 e -1,6-glucanas
(b) - Retículo glicoproteico
(c) - Proteína
(d) - Microfibrilas de quitina (e) - Plasmalema
![Page 103: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/103.jpg)
Mecanismos de Defesa - Quitinases e B-1,3-Glucanases
Célula vegetal Lamela média
![Page 104: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/104.jpg)
Ação antifúngica
• Inibição de Phytophthora infestans em tomate
(Niderman et al., 1995)
![Page 105: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/105.jpg)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Plantas possuem famílias de multi-genes (codificam os mesmos)
- Alguns constitutivos – comuns em órgãos de armazenamento / reprodução
- Outros produzidos em resposta ao ataque de patógenos – ex. folhas
![Page 106: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/106.jpg)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Plantas possuem famílias de multi-genes (codificam os mesmos)
- Alguns constitutivos – comuns em órgãos de armazenamento / reprodução
- Outros produzidos em resposta ao ataque de patógenos – ex. folhas
![Page 107: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/107.jpg)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Plantas possuem famílias de multi-genes (codificam os mesmos)
- Alguns constitutivos – comuns em órgãos de armazenamento / reprodução
- Outros produzidos em resposta ao ataque de patógenos – ex. folhas
![Page 108: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/108.jpg)
Proteínas ligantes de quitina (PLQs)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Proteínas com sequência conservada de aminoácidos (“chitin-binding domain” – 30 a 43 aa)
- Atividade antifúngica – ligam-se a quitina (altera polaridade celular / inibindo crescimento)
- Induzíveis: algumas incluídas nas “Proteínas-RP “ -
(Proteínas relacionadas a patogênese) – família PR-4
![Page 109: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/109.jpg)
Proteínas ligantes de quitina (PLQs)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Proteínas com sequência conservada de aminoácidos (“chitin-binding domain” – 30 a 43 aa)
- Atividade antifúngica – ligam-se a quitina (altera polaridade celular / inibindo crescimento)
- Induzíveis: algumas incluídas nas “Proteínas-RP “ -
(Proteínas relacionadas a patogênese) – família PR-4
Heveina (4,7 kDa / rica
cisteína) - seringueira
Acúmulo induzido por injúria
em folhas e tronco
![Page 110: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/110.jpg)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Plantas possuem famílias de multi-genes (codificam os mesmos)
- Alguns constitutivos – comuns em órgãos de armazenamento / reprodução
- Outros produzidos em resposta ao ataque de patógenos – ex. folhas
![Page 111: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/111.jpg)
Tioninas
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Peptídeos (5 kDa) ricos em cisteína e aminoácidos básicos
- Encontradas em folhas e sementes
- Podem ser constitutivas ou induzidas por patógenos (Família PR-13)
- Tóxicas a fungos, bactérias, células vegetais e animais (formam canais iônicos
nas membranas celulares)
![Page 112: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/112.jpg)
Tioninas
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Peptídeos (5 kDa) ricos em cisteína e aminoácidos básicos
- Encontradas em folhas e sementes
- Podem ser constitutivas ou induzidas por patógenos (Família PR-13)
- Tóxicas a fungos, bactérias, células vegetais e animais (formam canais iônicos
nas membranas celulares)
Plantas de arroz
Transformadas com gene
codificador para tionina Não-transformadas
Resistentes a
Burkholderia plantarii
Mortas pelo
patógeno
![Page 113: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/113.jpg)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Plantas possuem famílias de multi-genes (codificam os mesmos)
- Alguns constitutivos – comuns em órgãos de armazenamento / reprodução
- Outros produzidos em resposta ao ataque de patógenos – ex. folhas
![Page 114: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/114.jpg)
Inibidores de proteases (IPs) / poligalacturonases (PIPGs)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Inibidores de proteases: 10 a 90 kDa / apresentam especificidade quanto a classe de
protease inibida (serino proteases, aspártico proteases, metalo proteases, cisteíno
proteases)
- Comum a presença de IPs em sementes / tubérculos: atuam como agentes regulatórios
de proteases endógenas e/ou como mecanismo de proteção contra proteases de insetos
e/ou patógenos
- Inibidores de tripsina (trigo sarraceno) inibiram in vitro proteases de Botrytis cinerea
![Page 115: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/115.jpg)
Inibidores de proteases (IPs) / poligalacturonases (PIPGs)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Inibidores de proteases: 10 a 90 kDa / apresentam especificidade quanto a classe de
protease inibida (serino proteases, aspártico proteases, metalo proteases, cisteíno
proteases)
- Comum a presença de IPs em sementes / tubérculos: atuam como agentes regulatórios
de proteases endógenas e/ou como mecanismo de proteção contra proteases de insetos
e/ou patógenos
- Inibidores de tripsina (trigo sarraceno) inibiram in vitro proteases de Botrytis cinerea
Superexpressão heteróloga de
genes IP de Nicotiana alata em
fumo transgênico
Aumento da resistência
contra B. cinerea
![Page 116: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/116.jpg)
Inibidores de proteases (IPs) / poligalacturonases (PIPGs)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Inibidores de poligalacturonases: proteínas com domínios ricos em leucina
- Contribuem na resistência das plantas:
a) Pela inibição das poligalacturonases
b) Prolongando a vida de oligômeros (10-13 resíduos de galacturonato)
eliciadores da defesa (HR, lignificação, fitoalexinas)
![Page 117: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/117.jpg)
Inibidores de proteases (IPs) / poligalacturonases (PIPGs)
Proteínas e peptídeos antimicrobianos
- Inibidores de poligalacturonases: proteínas com domínios ricos em leucina
- Contribuem na resistência das plantas:
a) Pela inibição das poligalacturonases
b) Prolongando a vida de oligômeros (10-13 resíduos de galacturonato)
eliciadores da defesa (HR, lignificação, fitoalexinas)
Tomateiro / videira
superexpressando o gene pgip
de pereira
Aumento na atividade
inibitória de PIPG
Diminuição na
suscetibilidade a
Botrytis cinerea
![Page 118: Fatores de resistência estruturais](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022072604/62de6591f6611d4ced72b735/html5/thumbnails/118.jpg)
Patógeno x Planta – defesa é o foco da indução de
resistência
Patógeno Planta
Ataque
Defesa
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