Bacteriose de plantas 2015

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Bacteriose de 
Plantas 
Profa. Nilvanira Donizete Tebaldi 
CONTEÚDO 
ANATOMIA E FISIOLOGIA DA CÉLULA BACTERIANA 
1. Características da célula bacteriana 
2. Forma e arranjamento da célula bacteriana 
3. Cápsula 
4. Flagelos 
5. Parede celular 
– Bactérias Gram Positiva 
– Bactérias Gram Negativa 
6. Espaço periplasmático 
7. Membrana ctoplasmática 
– Mesossomo 
8. Citoplasma 
– Inclusões 
– Ribossomos 
9. Material genético 
– Cromossomo 
– Plasmídeo 
Replicação e crescimento bacteriano 
 
Processos de recombinação bacteriana 
-Transformação 
- Conjugação 
- Transdução 
Taxonomia 
 
Nomenclatura 
 
Sobrevivência 
– Ciclo de vida 
• Fase latente 
• Fase residente 
• Fase saprofítica 
• Fase hipobiótica 
• Fase patogênica 
– Órgãos vegetais infectados, solo, semente, rizosfera e exsudato 
bacteriano 
 
Disseminação 
– Longas distâncias 
– Curtas distâncias 
Penetração 
• Lenticelas 
• Hidatódios 
• Flores e nectários 
• Ferimentos 
 
Colonização 
• Espaços intercelulares 
• Feixes vasculares 
 
Multiplicação e sintomas 
 
Controle 
Bactérias 
Classificadas como: 
• protistas inferiores, 
• unicelulares, 
• multiplicam-se por fissão 
binária ou cissiparidade 
Microscópio eletrônico 
Espécie bacteriana Largura (µm) Comprimento (µm) 
Escherichia coli 0,4 – 0,7 1,0 – 3,0 
Pseudomonas syringae 0,7 – 1,2 1,5 
Xanthomonas campestris 0,4 – 0,7 0,7 – 1,8 
Bactérias são microrganismos muito pequenos 
Bactérias não fastidiosas: 
 * incitam enfermidades em plantas, 
 * não formam esporos ou qualquer estrutura de 
resistência 
 P. syringae pv. morsprunorum - cereja 
Diagrama esquemático de formas e tamanhos de alguns patógenos em relação à célula da 
planta (Agrios, 2005) 
Agregam sob 
aspecto cúbico 
Cacho de uva 
Agrupam em colônias 
lineares 
Forma e arranjamento 
Cocos (Staphilococcus) 
Bastonetes (E. coli) 
Espiral (Treponema pallidium) 
Cápsula 
• Cápsula ou substância limosa 
• Geralmente composta de polissacarídios 
• Raramente peptídeos (Bacillus spp.) 
 
• Camada mais externa da célula 
• Exopolissacarídeo – EPS 
 
• Não essencial à vida 
• Mutantes não capsulados são capazes de multiplicar 
 
Correlação entre a presença da cápsula e virulência 
(Volk & Wheeler, 1970) 
 Possíveis funções biológicas 
 
• Aderência, a superfície e substrato 
• Proteção, 
• dessecamento, 
• choques bruscos de temperatura, 
• radiações, 
• antibióticos, 
• produtos químicos 
• Toxina – EPS - Erwinia amylovora -
 queima da macieira 
• Reconhecimento bactéria-planta 
• Resistência à fagocitose 
• Patogenicidade 
Erwinia amylovora – 
queima da macieira 
Cápsula de Acetinobacter sp., pela coloração negativa com 
tinta Nankim e visualização com contraste de fase 
Flagelos 
•Estruturas delgadas, sinuosas, 
alongadas, natureza protéica- flagelina 
 
•Difícil visualização, 
• somente em microscópio eletrônico 
• microscópio ótico - técnicas especiais 
de coloração 
•Função: Motilidade 
• deslocam em filme d´agua 
• penetração 
•Quimiotropismo 
• exsudação de substâncias pelos 
ferimentos 
•Importância na taxonomia 
• presença e tipo de inserção 
Disposição dos flagelos 
Clavibacter 
Xanthomonas 
Pseudomonas 
Erwinia 
Erwinia amylovora 
Pseudomonas sp. 
Isolamentos avirulentos - flagelos desenvolviam 
mais lentamente que isolamentos virulentos 
Correlação entre presença de flagelos e virulência 
Parede 
Celular 
• Envoltório rígido, 
•20% do peso total da célula 
 
• Peptídeo-glicano 
•principal componente, 
•somente presente em procariotas 
•rigidez da parede 
 
• Impermeável apenas a grandes moléculas 
• Estrutura e composição diferentes em 
•Gram-negativas 
•Gram-positivas 
Estrutura química do peptídeo-glicano 
 
 
 
 
 
 
 
Estrutura do peptídeo-glicano 
Antibióticos - penicilina 
Gram Positiva Gram Negativa 
LPS 
Membrana citoplasmática 
Peptídio-glicano 
Teste de Gram 
• Cristal violeta 
• Lugol 
• Álcool 
• Safranina 
+ permeável, lipídios dissolvidos 
Hans Christian Joachin Gram 
1853-1938, médico dinamarquês 
Reação de Gram ocorre no protoplasma 
e não na parede 
• Menos permeável, menos complexa 
•Peptídio-glicano é o componente 
majoritário (40-90% em peso) 
• Espessura (10-90nm) 
• Aparência uniforme 
• Ácidos teicóicos – componentes 
típicos em G(+), com função de toxinas 
e transporte 
Parede Celular de Bactérias Gram-Positivas 
Parede Celular de Bactérias Gram-Positivas 
Parede Celular de Bactérias Gram-Negativas 
•Camada externa - LPS – lipopolissacarídeo 
• presente somente em procariotos 
• Funções 
• proteção contra enzimas e antibióticos 
• barreira a corantes e substâncias tóxicas, 
• participação na permeabilidade e 
transporte 
 
•Camada interna – 5-10% peptídeo glicano 
• prevenir choques osmóticos – devido a rigidez 
Parede Celular de Bactérias Gram-Negativas 
Espaço Periplasmático 
Presença de proteínas, função: 
•Digestão extracelular 
•Transporte de moléculas para dentro da célula 
•Movimento do flagelo, 
•Quimiotactismo – atração e repulsão por substâncias químicas 
Membrana 
citoplasmática 
Esquema da estrutura da membrana 
citoplasmática “Mosaico fluído” 
Permeabilidade seletiva 
Funções da membrana citoplasmática 
 
– Permeabilidade seletiva, 
• Mecanismos reguladores do transporte 
– Mediado por proteínas 
» 10 a 20% em peso 
– Síntese da parede celular 
• Síntese de lipídeos (LPS – Gram negativa) 
• Síntese de mureína (peptídeo-glicano da parede celular) 
– Geração de ATP (mesossoma) 
– Replicação do cromossomo 
 
Mesossomos 
Invaginação da membrana citoplasmática, no interior 
do qual está o sistema enzimático, 
• geração de energia 
Mesossomos 
 
Citoplasma 
 
Citoplasma 
• Afinidade por vários corantes, 
• Aparência granular ao microscópio ótico, 
– Devido a presença dos ribossomos 
• Inclusões, 
• Cromossomos, 
• Plasmídeos 
 
 
Inclusões 
 
Inclusões 
Constituem material de reserva 
• acumulado sob condições de privação de certos nutrientes 
PβHB – importância na taxonomia do gênero Pseudomonas 
 
Ribossomos 
Função: Síntese de proteínas 
Designados pela sedimentação da sacarose 
 
 
Ribossomas 
 Svedberg 
Material 
Genético 
Cromossomo 
• Genoma bacteriano – constituído de DNA 
• Monofio, circular (fechado sobre si mesmo), dupla hélice 
• Presença de um cromossomo por célula (1 mm comprimento) 
Plasmídeos 
• Descobertos na década de 50 
• Pequenos fios de DNA, fechados sobre si mesmo 
• Diferem do cromossomo 
– Tamanho (menores) 
– Essencialidade (não são essenciais) 
– Tipo de informação genética 
Genes presentes nos plasmídeos 
• Auto-replicação, 
• Auto-transferência, 
• Resistência a agentes antimicrobianos, 
• Produção de pigmentos, 
• Produção de toxinas, 
• Degradação de certos compostos, 
• Resistência e sensibilidade a bacteriófagos, 
• Produção de antibióticos e bacteriocinas 
• Patogenicidade 
 
Plasmídeos 
• Transferidos de uma célula para outra – recombinação 
(conjugação) 
– Pode estar uma das origens de raças fisiológicas 
 
Processo de formação de galhas induzidas por Rhizobium 
radiobacter (Agrobacterium tumefaciens), sob a ação dos 
hormônios auxinas e citocininas 
 Plasmídeos e formação de tumores 
Tumor 
hiperplástico 
Rhizobium vitis (A. 
vitians) 
Plasmídeos e “raiz em cabeleira” 
Rhizobium rhizogenes 
Induz a proliferação de raízes 
(fasciação) em diversos 
hospedeiros 
Plasmídeos e síntese de toxina 
Genes codificam a síntese de: 
• CORONATINA 
 
• FASEOLOTOXINA 
 
Interferência na fotossíntese - clorose 
P. syringae pv. tomato 
Pinta bacteriana 
P. savastanoi pv. phaseolicola 
Plasmídeos e síntese de fitohormônios 
Rhodococcus fasciens 
Induz fasciação em gerânio 
Crescimento anormal de raízes no colo 
da planta - citocinina 
P. savastanoi pv. savastanoi 
Tuberculose da oliveira 
Nódulos nos galhos– superprodução de 
AIA (Ácido Indol Acético) 
Replicação 
e 
Crescimento 
Fissão ou divisão simples 
Crescimento Bacteriano 
Periodo de geração – tempo que a bactéria leva para se multiplicar 
Crescimento Bacteriano 
Periodo de geração – tempo que 1 célula leva para dividir em 2 
Pseudomonas – 90 min 
Xanthomonas – 60 a 120 min 
Erwinia – 20 a 25 min 
Qual é o período de geração de uma população bacteriana que aumenta de 
10.000 células para 10.000.000 células em 4 horas de crescimento? 
G = t_______ 
 3.3 log b/B 
 
G = 240 minutes 
 3.3 log 107/104 
 
G = 240 minutes 
 3.3 x 3 
 
G = 24 minutes 
 
Processos de 
recombinação 
bacteriana 
Processos de recombinação bacteriana 
Transformação 
Processos de recombinação bacteriana 
Conjugação 
Processos de recombinação bacteriana 
Transdução 
Taxonomia 
Classificação dos seres vivos 
• Dois domínios 
– Prokaryota (2 reinos) 
• Archaea 
• Bacteria 
– Eukaryota (5 reinos) 
• Fungi 
• Chromista 
• Protozoa 
• Animalia 
• Plantae 
 
Ainsworth & Bisby s Dictionary of Fungi 
• Três domínios 
– Archaea (3 reinos) 
– Bacteria (13 reinos) 
– Eukarya (9 reinos) 
 
 (25 reinos) 
 
Carl Woese 
(1970) 
RNA ribossômico – capaz de discernir as relações 
evolucionárias entre os organismos vivos 
3 Domínios 
baseado no 
sequenciamento do 
rRNA 16S e 18S 
Procariota 
Eucariota 
Ponto onde todas a vidas 
compartilham um ancestral 
comum - Ancestral Universal 
Árvore filogenética 
(Woese et al., 1990) 
Transcrição de 
DNA e síntese 
proteica 
Taxonomia 
• Domínio: Bactéria 
– Reino IV: Proteobacteria 
• parede celular do tipo gram negativa 
– Genêros: Pseudomonas, Xanthomonas, Xylella, Rhizobium (Agrobacterium) 
 Acidovorax, Erwinia, Ralstonia, Candidatus liberobacter, Xylophilus 
 
– Reino V: Firmicutes 
• parede celular do tipo gram positiva 
– Genêros: Clavibacter, Curtobacterium, Leifsonia, Rhodococcus, 
 Streptomyces, Bacillus, Clostridium 
 
 
 (MICOPLASMAS - parede celular ausente) 
» Genêros: Spiroplasma, Phytoplasma 
Os 6 principais gêneros de fitobactérias 
Rhizobium 
Pectobacterium 
Nomenclatura 
• Patovar (pv.): habilidade do patógeno em causar 
doença em um hospedeiro particular 
• Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli – feijoeiro 
• Xanthomonas axonopodis pv. citri – citros 
• Pseudomonas syringae pv. tomato – tomateiro 
 
• Subespécie (Subsp.) 
• Clavibacter michiganensis subsp. michigansensis – tomateiro 
• Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum - batata 
Sobrevivência 
 e 
Disseminação 
Penetração 
Colonização 
Multiplicação 
Disseminação 
Sobrevivência 
 
 
 
 
 
 
 
Ciclo primário 
Ciclo 
secundário 
Hospedeiro Doente 
Ciclo das relações patógeno-hospedeiro 
Sobrevivência 
• Órgãos vegetais infectados 
• Solo 
• Rizosfera 
• Sementes 
• Exsudato bacteriano 
Fases do ciclo de vida das bactérias 
fitopatogênicas 
Infecção e 
colonização, 
sintomas 
Multiplicação 
paralisada, 
internamente 
Multiplicam na 
superfície, sem 
infecta-la 
Crescem, 
multiplicam na 
ausência do 
hospedeiro 
Multiplicam 
ativamente 
Fases do ciclo de vida de uma bactéria fitopatogênica em relação às 
possibilidades de sobrevivência 
Disseminação 
Disseminação 
• Longa distância 
– Transporte de órgão vegetais infectados 
• Sementes, 
• Tubérculos 
• Estacas 
• Frutos 
• Curta distância 
– Água de chuva 
– Vento 
– Insetos vetores 
– Irrigação 
– Homem 
– Tratos culturais 
– Redistribuição da bactéria na planta infectada 
– Disseminação para plantas vizinhas da mesma cultura 
DISSEMINAÇÃO POR SEMENTES E 
TUBÉCULOS 
X. axonopodis pv. phaseoli – 
crestamento bacteriano do feijoeiro 
Ralstonia solanacearum 
murcha bacteriana 
DISSEMINAÇÃO POR ÓRGÃOS 
VEGETAIS INFECTADOS 
X. axonopodis pv. citri – cancro cítrico 
• Introduzido no Brasil – mudas 
contaminadas na década de 1950 
DISSEMINAÇÃO POR ÓRGÃOS 
VEGETAIS INFECTADOS 
Erwinia psidii – goiabeira 
• Barbacena MG, mudas 
provenientes do estado de SP, 
onde a doença já ocorria 
DISSEMINAÇÃO POR CHUVA E VENTO 
Dissolução de exsudatos presentes em lesões, na suspensão do inóculo e 
transporte de gotas contendo células do patógeno pelo vento 
DISSEMINAÇÃO POR INSETOS 
• Cigarrinhas – CVC – Xylella fastidiosa 
- citrus 
DISSEMINAÇÃO POR INSETOS 
• Psilídeo – Greening citrus- Candidatus 
liberibacter - 
Diaphorina citri 
Penetração 
 
Colonização 
 
Multiplicação 
 
Sintomas 
PENETRAÇÃO 
• rápida 
• fitobactérias não formam esporos 
• sensíveis 
– dessecamento 
– raios solares 
• filme d’água p/ locomoção 
• aberturas naturais ou ferimentos 
– não rompem a cutícula ou a epiderme, 
mecânica e enzimaticamente – como os fungos 
Penetração por aberturas naturais 
Exsudam substâncias atrativas p/ o patógeno – 
quimiotactismo positivo 
 Estômatos Hidatódios Flores/Nectários 
Penetração por estômatos 
• Estômatos existem em grande número 
• P. savastanoi pv. phaseolicola – 2 seg. 
• células-guarda em função do potencial hídrico e UR 
– abertura e fechamento do ostíolo 
• Inoculação artificial – câmara úmida 
– antes da inoculação – provocar abertura dos estômatos 
– após da inoculação – assegurar o congestionamento de água 
 
 P. syringae pv. morsprunorum - cereja 
Penetração por lenticelas 
Microscopia eletrônica de varredura 
A- Colonização da superfície do fruto – penetração pelos estômatos 
B-D-E- Lenticela colonizada – 24 h após a inoculação 
C- Bactéria colonizando a polpa 
F- Testemunha – estômatos e lenticelas 
Acidovorax avenae subsp. citrulli 
Penetração por lenticelas 
Pectobacterium carotovorum – podridão mole 
Penetração por hidatódios 
•Durante a noite, gotículas de água 
condensa nos bordos das folhas 
–Gerando congestionamento local de 
água 
•Favorecendo penetração e 
infecção 
X. campestris pv. campestris 
Penetração pelas flores 
•Flores possuem nectárias – glândulas c/ abertura p/ 
exterior 
– produzem e exsudam substâncias atrativas 
• p/ insetos polinizadores 
• quimiotactismo positivo – movimento flagelar 
•Flores possuem aberturas p/ passagem do tubo polínico 
– patologia de sementes 
• bactéria pode penetrar e infectar 
sementes 
 
 
Penetração por ferimentos 
•Ferimento é tão ou mais eficiente que as aberturas 
naturais 
•Bactéria entra em contato direto com as células e espaços 
intercelulares 
•Exsudação do fluido intercelular 
Penetração por ferimentos 
a = vaso do xilema livre de bactérias; 
b = vaso do xilema obstruído por X. fastidiosa; 
c = colônia da bactéria em vaso do xilema 
Colonização 
 e 
Multiplicação 
Colonização e Multiplicação 
Fluido intercelular 
• meio líquido e aquoso, 
• rico em nutrientes, 
• excelente meio de cultura e 
• movimentação bacteriana 
Feixe vascular 
• Xilema - fluido mais pobre - tecido morto 
• água, sais minerais, comp. orgân. 
• Floema – transpor. seiva elabora. - vivo 
– > aa., açúcares, fat. cresc. 
Penetração, tecido colonizado e tipo de sintomas 
Controle 
Controle 
• Uso de material de propagação sadio (sementes e mudas) 
• Remoção e queima de plantas infectadas 
• Desinfestação de instrumentos de trabalho e das mãos 
• Rotação de culturas 
• Uso de variedades resistentes 
• Tratamento físico 
– Água quente 
– Calor seco 
– Calor úmido (vapor) 
– Solarização 
• Controle químico 
– Compostos cúpricos 
– Antibióticos (kasugamicina, estreptomicina, tetraciclina) 
• Controle biológico - sementes 
Bibliografia 
• Bactérias fitopatogênicas 
– Reginaldo S. Romeiro, Viçosa – MG, 1995 
• Plant Pathology 
– George Agrios, 2005 
• www.ufv.br/dfp/bac/aulas.htm 
– Anatomia e morfologia da célula bacteriana 
• www.bact.wisc.edu 
• Biochemistry and molecular biology of plants 
– Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L 
–ASPP, 2000 
http://www.ufv.br/dfp/bac/aulas.htm
http://www.bact.wisc.edu/