Mecanismos de Ataque de Fitopatógenos

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RELAÇÕES PATÓGENO-HOSPEDEIRO:
MECANISMOS DE ATAQUE DE FITOPATÓGENOS
Margarete Camargo
UNESP - FCAV
2015
Patógenos necessitam do hospedeiro para 
*Retirar nutrientes para o seu metabolismo 
(Atividades vegetativas e reprodutivas)
Doença: processo dinâmico
Patógeno
Hospedeiro
Ambiente
FISIOLOGIA DO PARASITISMO
MECANISMOS DE ATAQUE DOS PATÓGENOS
Ciclo das relações patógeno/hospedeiro
Deposição : fixar e penetrar nos tecidos do hospedeiro
Colonização: ou transporte nos tecidos internos do 
hospedeiro
Reprodução: sobre, ou, no interior do hospedeiro
Patógeno - Disseminação: liberação
dispersão
deposição
Patógeno : Altera o comportamento normal da planta
Penetração: direta (Fungos) 
aberturas naturais (Fungos e bactérias )
ferimentos (Fungos, Bactérias e vírus)
Penetração direta – força mecânica
Maioria - enzimas
Hospedeiro: barreiras físicas e químicas
MECANISMOS DE ATAQUE DOS PATÓGENOS
Fisiologia do parasitismo:
ataque do patógeno
defesa da planta
Substâncias envolvidas:
Enzimas
Toxinas
Hormônios 
Polissacarídeos
Patógeno :
penetrar
colonizar os tecidos do hospedeiro
retirar nutrientes
e neutralizar reações de defesa da planta
Substâncias envolvidas:
Enzimas
Toxinas
Hormônios 
Polissacarídeos
MECANISMOS DE ATAQUE DOS PATÓGENOS
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mecanismos de ataque de fitopatógenos
1. Enzimas
desintegração dos componentes estruturais
degradação de substâncias das células
afetam diretamente o protoplasma
Cutícula (folhas, frutos e talos jovens)
camada de cera
cutina
Cutinases
cera
Representação esquemática da estrutura e composição da cutícula
e parede celular de células epidérmicas (AGRIOS, 20 05).
projeções de cera
camada de cera
lamela de cera
cutina
cutícula
citoplasma
membrana citoplasmática
lamela de pectina
lamela de celulose
células epidérmicas
camada de celulose
mecanismos de ataque de fitopatógenos
monômeros de cutina
induzem o gene de 
cutinase
monômeros 
de cutina 
Diagrama representativo da penetração de um fungo, através da cutícula, de um
esporo germinado. Cutinase constitutiva libera monômeros de cutina da cutícula da
planta. Os genes do fungo que provocam a expressão de cutinas e levam a produção
de mais cutinases que macera a cutícula da planta e permite a p enetração do fungo
(AGRIOS, 2005)
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Enzimas – degradação da parede celular
Lamela média
(substâncias pécticas)
Enzimas pectinolíticas
Parede primária e secundária: 
Celulose
Hemicelulose
Glicoproteínas
lignina
celulases
hemicelulases
ligninases
proteinases
mecanismos de ataque de fitopatógenos
plasmodesmatas
parede celular secundária
(celulose)
lumem
espaço intercelular
parede celular primária (celulose, pectatos)
lamela média (pectatos )
Representação esquemática da estrutura das 
paredes de células vegetais (AGRIOS, 2005)
mecanismos de ataque do patógeno
Representação esquemática da composição das paredes de 
células vegetais 
mecanismos de ataque do patógeno
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Doença: podridão parda
Hospedeiro: pêssego
Agente causal: Monilinia fructicola
Enzimas pectinolíticas (AGRIOS, 2005)
mecanismos de ataque do patógeno
Doença: podridão de Rhizopus
Hospedeiro: pêssego
Agente causal: Rhizopus sp.
Enzimas pectinolíticas (AGRIOS, 2005)
MECANISMOS DE ATAQUE DOS PATÓGENOS
Doença: podridão em cebola
Hospedeiro: cebola
Agente causal: Botrytis sp.
Doença: podridão de batata
Hospedeiro: batata
Agente causal: Erwinia sp.
Enzimas – degradação da parede celular
Parede primária e secundária: 
Celulose
Hemicelulose
Glicoproteínas
lignina
celulases
hemicelulases
ligninases
proteinases
mecanismos de ataque do patógeno
Fusarium sp. - podridão do colmo de milho. Destrói a celulose
mas não o tecido vascular lignificado (AGRIOS, 2005).
Enzimas celulases (AGRIOS, 2005)
mecanismos de ataque do patógeno
Doença: podridão do tronco
Hospedeiro: pinheiro
Agente causal: Phellinus sp.
Enzimas ligninases - Basidiomicetos (AGRIOS, 2005)
mecanismos de ataque do patógeno
Doença: podridão de raízes e colo
Hospedeiro: pinheiro
Agente causal: Phellinus sp.
Enzimas – degradação dos constituintes celulares
fosfolipases
proteases
amilases
lipases
mecanismos de ataque de fitopatógenos
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Cutinases
mecanismos de ataque de fitopatógenos
muitos fungos ( Colletotricum spp.)
algumas bactérias ( Pseudomonas spp.)
500 espécies de Basidiomicetos
alguns Ascomicetos e Deuteromicetos
algumas bactérias
Ligninases
Hemicelulases fungos e bactérias
Pectinases
Celulases fungos e bactérias
Erwinia spp.
fungos
ENZIMAS 2.Toxinas ou Fitotoxinas
� afetam diretamente o protoplasma
� afetam as funções celulares
� Alteram a permeabilidade das membranas
mecanismos de ataque de fitopatógenos
São produtos de patógenos microbianos, que causam
danos aos tecidos vegetais – processo doença
Atividades potenciais das Fitotoxinas
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
� supressoras - mecanismos de resistência;
� danificam células (liberando nutrientes);
� liberam enzimas degradativas;
� criam micro-ambiente favorável ao patógeno;
� facilitam a movimentação do patógeno;
� promovem e/ou aceleram a senescência dos tecidos; 
� inibem invasão secundária por outros microrganismos .
TOXINAS ESPECÍFICAS (seletivas ou patotoxinas) 
Essenciais para o estabelecimento do patógeno no 
hospedeiro e para a manifestação da doença. São 
fatores de patogenicidade ou determinantes primários
de patogenicidade
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
São tóxicas, em concentrações fisiológicas, apenas
às espécies ou variedades hospedeiras do patógeno
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
�Patógeno e toxina : especificidade semelhante em
relação ao hospedeiro; resistência ou suscetibilidade
do hospedeiro análoga à insensibilidade ou
sensibilidade do mesmo à toxina
�Virulência varia com a capacidade de produção de toxina
�A toxina provoca nos hospedeiros suscetíveis os
sintomas característicos da doença
TOXINAS ESPECÍFICAS 
São produzidas somente por determinados fungos
(pelo menos seis gêneros)
Exemplos de fitotoxinas seletivas (específicas), Pascholati, 2011.
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
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Aumentos na respiração de tecidos suscetíveis de aveia em fu nção
da concentração de victorina ( Helminthosporium victoriae ) utilizada.
(Krupka, 1958)
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
Efeito de concentrações da toxina PC ( Periconia circinata ) no
crescimento de raízes de cultivares de sorgo suscetível ou
resistente ao patógeno (Wolpert & Dunkle, 1980)
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
Mancha foliar de milho causada
por Cochliobolus heterostrophus
(T-toxina ).
Mancha foliar do milho causada por 
Cochliobolus carbonum (HC-toxina )
Manchas em pera japonesa causadas 
por Alternaria alternata (AK-toxina ).
Mancha foliar em macieira causada por
outro strain de Alternaria alternata
(AM-toxina ).
*capazes de induzir a manifestação total ou parcial
dos sintomas produzidos pelo patógeno, em plantas
hospedeiras e nas não hospedeiras
*contribuem para o aumento da severidade das 
doenças 
TOXINAS NÃO ESPECÍFICAS (não seletivas) 
�mecanismos de ataque de fitopatógenos
Exemplos
- Tabtoxina - Pseudomonas syringae pv. t abaci – Fumo
- Siringotoxina - P. syringae pv. syringae – Citros
- Tentoxina – Alternaria tenuis - algodoeiro
- Cercosporina – Cercospora beticola - beterraba
TOXINAS NÃO ESPECÍFICAS (não seletivas) 
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
(A) sintomas iniciais e (B) avançados em folhas jovens de fumo, 
manchas causadas por Pseudomonas syringae pv. tabaci e 
halos cloróticos causados pela tabtoxina produzida pela bactéria. 
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
Toxinas não seletivas (AGRIOS, 2005) 
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� mecanismos de ataque de fitopatógenos
Toxinas não seletivas (AGRIOS, 2005) 
Manchas e halos foliares
em feijoeiro causados por
Pseudomonas phaseolicola
e toxina Faseolotoxina.
Manchas nas folhas eclorose
causada pela toxina de 
Alternaria alternata.
São compostos que ocorrem naturalmente nas 
plantas, ativos em baixas concentrações e que 
possuem a capacidade de promover, inibir
ou modificar qualitativamente o crescimento 
das plantas, geralmente agindo à distância do
sítio de produção
3. Reguladores de crescimento
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Auxinas
Citocininas
Giberelinas
Etileno 
Ácido abscísico
3. Reguladores de crescimento (hormônios)
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Muitos fungos e bactérias fitopatogênicos
podem sintetizar hormônios de crescimento
Auxinas: aumentam a plasticidade da parede das célu las e 
promove o crescimento através do alongamento 
celular.
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Giberelinas: alongamento de entrenós, reversão do nanismo ,
indução de floração, manutenção da divisão celular
e dominância apical, indução de enzimas para
produção de amido e síntese da parede celular.
Citocininas: indução da divisão das células.
Ácido abscísico: inibidor de crescimento em plantas,
dormência de gemas, inibição de sementes,
fechamento de estômatos, abscisão de folhas e
frutos.
Etileno: germinação de sementes e formação de raízes
adventícias, maturação de frutos, floração,
senescência, epinastia, desfolha, inibição do
crescimento, aumento na permeabilidade das
membranas celulares.
Auxinas aumentam taxa respiratória e de transpiração 
inibe a lignificação 
Citocininas superbrotamento
galhas
Giberelinas alteração de crescimento
Etileno senescência prematura
clorose foliar
distorção de tecidos
Ácido abscísico alteração de crescimento
3. Reguladores de crescimento (hormônios)
mecanismos de ataque de fitopatógenos
hormônio patogênese
mecanismos de ataque de fitopatógenos
HORMÔNIOS e PATOGÊNESE
doença x substâncias produzidas pelos patógenos:
- muitos aspectos ainda devem ser esclarecidos
- estudos bioquímicos complexos
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Folha alargada, deformada e galha
Azaléa - Exobasidium azaleae
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Galha foliar ervilha de cheiro -
Rhodococcus fascians
Plantas doentes mostrando sintomas causados por excessiva
produção de reguladores de crescimento (primariamente a uxinas) 
pelo patógeno (AGRIOS, 2005)
Galhas
Milho - Ustilago maydis
Galhas
Pinus - Cronartium sp.
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Plantas doentes mostrando sintomas causados por excessiva produção de 
reguladores de crescimento (primariamente auxinas) pel o patógeno (AGRIOS, 2005)
Galhas em raízes
Repolho - Plamodiophora brassicae
mecanismos de ataque de fitopatógenos
Galhas em ramos
Roseira
Agrobacterium tumefaciens
Representação esquemática do plasmídeo Ti de Agrobacterium tumefaciens,
transferência, integração e expressão do T-DNA em uma plant a infectada que resulta
na produção de tumores (AGRIOS, 2005).
� mecanismos de ataque de fitopatógenos
Bactérias – PSE – hospedeiro e meio de cultura 
PSEs
� Proteção contra dessecação
� Aumentar a adesão à superfície
� Concentrar nutrientes
� Reduzir o contato com determinadas macromoléculas
4. POLISSACARÍDEOS EXTRACELULARES (PSE)
mecanismos de ataque de fitopatógenos
podem atuar como fatores de patogenicidade ou virulência
VÍRUS e VIRÓIDES 
• Estudos escassos
• Sintomas das doenças viróticas podem ser 
causados por alguns componentes tóxicos
dos vírus
• Bases moleculares do processo pouco 
conhecidas
• Vírus, geralmente: 10 genes 
(família Closteroviridae e Reoviridae 12 genes)
mecanismos de ataque do patógeno
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FISIOLOGIA DO PARASITISMO: patógeno
• Décadas de 1940 – 1950: fisiologia dos fungos e 
fisiologia das plantas
• Progresso: Fisiologia, microbiologia, bioquímica, 
bioestatística
• Biologia molecular, engenharia genética, microscopi a 
eletrônica
• Estudos sobre enzimas e fitotoxinas
• Fitohormônios e polissacaríedos
mecanismos de ataque do patógeno
Referências bibliográficas
AGRIOS, G. N. How pathogens attack plants. In: AGRIOS, G. N. Plant
pathology . San Diego: Academic Press. 5 ed., cap. 5, p. 177-205, 2005.
AGRIOS, G. N. How plants defend themselves against pathogens. In:
AGRIOS, G. N. Plant pathology . San Diego: Academic Press. 5 ed., cap.
6, p. 207-248, 2005.
PASCHOLATI, S. F. Fisiologia do parasitismo: como os patógenos atacam
as plantas. In: AMORIM, L.; REZENDE, J. A. M.; BERGAMIN FILHO, A.
Manual de Fitopatologia : princípios e controle. São Paulo: Editora
Agronômica Ceres. 4. Ed. v.2, cap. 34, p. 543-591, 2011.
Departamento de Fitossanidade
Docentes
Margarete Camargo
Material Didático
GRADUAÇÃO - 2015