Revisão Anual de Patologia de Plantas - Capitulo9 ( Efeitos Fisiologicos do Fungicida Pyraclostrobin )

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Efeitos fisiológicos de fungicidas sobre plantas. I – Efeitos fisiológicos do fungicida - 317 
 
RAPP – Volume12, 2004 
EFEITOS FISIOLÓGICOS DE FUNGICIDAS 
SOBRE PLANTAS. 1. EFEITOS FISIOLÓGICOS 
DO FUNGICIDA PYRACLOSTROBIN 
 
Wilson Story Venancio 
Universidade Estadual de Ponta Grossa, DEFITO, 
84035-330 Ponta Grossa, PR 
wsvenanc@uepg.br 
 
Marco Antônio Tavares Rodrigues, Edson Begliomini 
BASF S.A., Estrada Samuel Aizemberg, 1707, 
09851-550 São Bernardo do Campo, SP 
marco-antonio.tavares-rodrigues@basf-sa.com.br 
edson_begliomini@basf-sa.com.br 
 
Nilton Luiz de Souza 
FCA-UNESP, Proteção de Plantas, Fazenda Lajeado, Cx. Postal, 237, 
18603-970 Botucatu, SP 
niltonsouza@fca.unesp.br 
 
 
RESUMO 
 
A interferência das doenças de plantas resulta em perdas 
significativas na produtividade e na qualidade dos produtos obtidos. Esta 
situação torna-se crescente e progressiva em função do melhoramento vegetal 
visando aumento de produtividade e do aumento das fronteiras agrícolas, 
disponibilizando, desta forma, alimentos mais suscetíveis para os 
fitopatógenos durante todas as estações do ano. Como conseqüência desta 
ação de microorganismos, o homem se obriga a ações que neutralizem este 
efeito negativo, associando às demais técnicas disponíveis os fungicidas. Até 
recentemente, os fungicidas tinham como foco o controle de fitopatógenos 
visando exclusivamente a redução do inóculo. A partir do lançamento das 
estrobilurinas, e com a evolução deste grupo de produtos químicos, o conceito 
de controle ganha novas perspectivas, principalmente considerando as 
vantagens obtidas pela ação de efeitos fisiológicos positivos deste sobre as 
plantas. Durante a última década de intensa pesquisa sobre propriedades 
fungicidas das estrobilurinas, foram intensificadas as evidências sobre as 
influências diretas em processos fisiológicos de plantas não infectadas ou 
ameaçadas por patógenos. A essa atividade, denominou-se “efeito 
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fisiológico”. Os efeitos fisiológicos do pyraclostrobin, uma nova molécula de 
estrobilurina, foram revisados sob diversos níveis de complexidade, desde o 
efeito verdejante (greening) freqüentemente mencionado e melhoria de fatores 
estressantes em campo e sob condições controladas, até influências de 
regulação hormonal e assimilação de carbono e nitrogênio pela planta. 
 
 
SUMMARY 
 
FUNGICIDES PHYSIOLOGICAL EFFECTS ON PLANTS. 
I - PHYSIOLOGICAL EFFECTS OF PYRACLOSTROBIN 
The interference of plant diseases results in significant losses in the 
productivity and quality of the products obtained. This situation is growing 
and progressing due to plant enhancement aimed at increasing productivity, 
and the increase of agricultural borders, thus providing food that is more 
susceptive to phytopathogens during all seasons of the year. As a result of this 
action of microorganisms, man is obliged to take steps to neutralize this 
negative effect, combining other available techniques with the fungicides. 
Until recently, the fungicides focused on phytopathogens control with the sole 
purpose of reducing inoculum. After the release of strobilurins, and with the 
evolution of this group of chemical products, the concept of control gains new 
perspectives, especially when considering the advantages obtained by the 
action of positive physiological effects on these plants. During the last decade 
of intense research on the fungicidal properties of strobilurins, the evidences 
of their direct influence in physiological processes of plants not infected or 
threatened by pathogens were strengthened. This activity was named 
“physiological effect”. The physiological effects of pyraclostrobin, a new 
molecule of strobilurin, were reviewed under several levels of complexity, 
from the greening effect (greening) frequently mentioned and the 
enhancement of stress factors in field and under controlled conditions, to the 
influence of hormonal regulation and assimilation of carbon and nitrogen by 
the plant. 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
As práticas agronômicas, observadas através do aspecto fisiológico, 
visam maximizar a eficiência fotossintética das culturas e direcionar os 
fotoassimilados para a formação de grãos ou outros fatores de rendimento, em 
vez de outros consumos de energia, não produtivos. As infecções provocadas 
por fungos prejudicam a eficiência das culturas reduzindo a área fotossintética 
Efeitos fisiológicos de fungicidas sobre plantas. I – Efeitos fisiológicos do fungicida - 319 
 
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e inibindo a translocação de assimilados desde sua fonte de produção até as 
áreas de crescimento e deposição de material de rendimento (grãos, frutos, 
etc.). As doenças também desviam os fotoassimilados para consumos não 
produtivos de crescimento e metabolismo fúngicos, reações de defesa da 
planta e respiração de tecidos lesionados, que podem ser consumidoras 
consideravelmente maiores de recursos do que a respiração em tecidos não 
infectados. O ataque de fitopatógenos apresenta, dessa forma, um forte 
impacto sobre diversos processos fisiológicos da planta. Pulverizações com 
fungicidas previnem estes distúrbios de funções na planta. Desta forma, a 
mais importante contribuição que a molécula de pyraclostrobin proporciona 
para atingir o desejo do agrônomo deriva também de sua atividade fungicida 
de amplo espectro (Ammermann et al., 2000). Entretanto pelo fato de que 
certa quantidade do fungicida aplicado é absorvida pela planta, alterações em 
seu metabolismo e crescimento podem ocorrer, sem nenhuma relação com a 
defesa da planta contra fungos. Experimentos conduzidos à campo tem 
revelado que cereais tratados com pyraclostrobin apresentam aumentos 
significativos na produção, algumas vezes maiores do que os devidos apenas a 
seu efeito fungicida (Köehle et al., 2003). Assim, o fungicida apresenta efeitos 
adicionais sobre a fisiologia da planta, os quais levam a uma influência 
positiva na produção. Esses efeitos observados freqüentemente com 
fungicidas do tipo estrobilurina foram inicialmente descritos para o cresoxin-
metílico, sendo algumas das relações dinâmicas complexas no processo de 
formação da produção amplamente discutidas (Köehle et al., 1997a,b; Clark 
& Leandro, 1998; Grossmann & Retzlaff, 1997). 
 
 
O MODO DE AÇÃO NAS PLANTAS. 
 
Pyraclostrobin é um fungicida do grupo das estrobilurinas, age 
inibindo da respiração mitocondrial pelo bloqueio da transferência de elétrons 
no complexo III (complexo bc1) da corrente transportadora de elétrons 
mitocondrial (Ammermann et al., 2000). Como o complexo bc1 persiste em 
todos eucariontes, ao menos uma inibição parcial no transporte de elétrons 
deve ser esperada também em células de plantas após a absorção do fungicida. 
Conforme verificado, para outras moléculas do grupo e compostos 
relacionados, a seletividade de inibidores de respiração tipo estrobilurina 
depende menos da diferença de sensibilidade de complexos mitocondriais de 
diversas fontes, mas principalmente em termos de biodisponibilidade ou 
abundância no sítio alvo, que é modificada por absorção, partição e 
degradação metabólica em processos dinâmicos. Assim dentro da classe 
química de estrobilurinas, os compostos variam em seus efeitos de acordo 
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com suas propriedades biocinéticas (Köehle et al., 1994). Uma influência 
transitória na mitocôndria da planta não resulta necessariamente em 
fitotoxicidade, porque a toxicidade ao nível de organismo é determinada pela 
importância da respiração mitocondrial para o suprimento de energia,a qual 
varia com condições do ambiente e com o estádio de vida do organismo 
(Sauter et al., 1995). As estrobilurinas, por exemplo, causam maior grau de 
dano celular por vazamento de eletrólitos, quando discos de folha são 
incubados por algumas horas no escuro, quando comparadas com a incubação 
na presença de luz. Discos de folha não tratados, não mostram significante 
vazamento sob as mesmas condições (Köehle et al., 2003). 
Embora tenha estudado os efeitos das estrobilurinas em plantas por 
mais de sete anos, não há evidência de qualquer interação direta de 
pyraclostrobin com enzimas ou sistemas receptores outros que respiração 
mitocondrial (Köehle et al., 2003). 
 
 
ABSORÇÃO, REDUÇÃO E ASSIMILAÇÃO DE 
NITROGÊNIO 
 
É de especial interesse para as práticas agrícolas o aumento em 
biomassa e produção, obtidos por aplicação de pyraclostrobin, mesmo em 
plantas não infectadas por fungos. No campo, na comparação com outros 
fungicidas adequados que controlam diferentes fungos patogênicos, isso pode 
ser quantificado por espectroscopia remissiva (Rouse et al., 1974). As 
parcelas tratadas com pyraclostrobin mostraram valores maiores do IVF = 
índice de vitalidade foliar (Rouse et al., 1974), (figura 1a,b), relacionando 
com o aumento na produtividade de grãos (figura 2). 
Contrastando com a situação observada com cresoxim-metílico 
(Köehle, 1997b), pyraclostrobin causou só uma pequena alteração no ponto de 
compensação de CO2 das plantas tratadas. Resultados indicaram um aumento 
transitório da rota alternativa (AOX) pode sobrepor à redução esperada na 
emissão de CO2 devido à inibição de respiração mitocondrial. Como um 
aumento de biomassa também requer maior assimilação de nitrogênio, 
considera-se a enzima NADH-nitrato redutase (NR; EC 1.6.6.1) que catalisa o 
primeiro passo na assimilação de nitrato, como o alvo relevante para o 
aumento na produção causado pelo uso de pyraclostrobin (Köehle et al., 
2003). 
Trabalhos demonstraram um forte efeito de ativação NADH-nitrato 
redutase de cresoxim-metílico, a curto prazo, num sistema de modelo simples, 
usando discos flutuantes de folhas de espinafre em solução tamponada 
contendo a estrobilurina (Glaab & Kaiser, 1999). A redução de nitrato a nitrito 
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Figura 1. Aumento do índice de vitalidade foliar (IVF) e produção de plantas 
de trigo por tratamento com pyraclostrobin (F 500) em distintos 
estádios de crescimento. 
 
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Figura 2. Relação entre perda média de vitalidade da folha por dia e 
produção (curso de tempo: estádio de crescimento BBCH 71 – 79) 
 
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é vista como passo limitante na assimilação de N e por isso altamente 
regulada. Além de regulagem de transcrição e traslado, uma modulação direta 
de atividade enzimática é necessária para rápida adaptação a condições 
ambientais mutantes (Kaiser, 1999). Nenhuma influência direta de 
pyraclostrobin na atividade da enzima NADH-nitrato redutase isolado in vitro 
foi mensurada. Entretanto, quando plantas de trigo (Triticum aestivum L.) da 
cultivar Kanzler, produzidas em cultura hidropônica, foram pulverizadas com 
pyraclostrobin, em doses normalmente usadas para o controle de fungos a 
campo, verificou-se o acúmulo de nitrito e amônia nas folhas durante o 
primeiro período noturno seguinte à aplicação. Esse fato deve-se, 
provavelmente, pela não ativação da enzima NADH-nitrato redutase no 
escuro, como ocorrido em plantas testemunhas. Embora os níveis de redução 
de nitrato in vivo tenham sido inalterados durante o dia, a redução in vivo 
aumentou cerca de 100 % durante o período noturno. Esse incremento na 
redução do nitrato persistiu por três noites após uma única aplicação de 
pyraclostrobin (figura 3) (Köehle et al., 2003). 
Köehle et al. (2003) observaram que pyraclostrobin estimulou a 
absorção do nitrato in vivo. Embora sete dias após a aplicação o conteúdo de 
nitrato no tecido de brotos reduziu cerca de 10 %, indicando que ele havia 
assimilado para metabólitos mais complexos (figura 4a), as plantas 
demonstraram um claro incremento na biomassa em cerca de 20 %, duas 
semanas após a aplicação do fungicida (figura 4b). 
Para Köehle et al. (2003), a assimilação de nitrato nas plantas 
pulverizadas com pyraclostrobin aumentou, em comparação com as plantas da 
testemunha, não pulverizadas. Nem o conteúdo relativo de proteína nem a 
relação C/N foram diferentes em plantas testemunhas sem pulverização e 
tratadas com o fungicida, indicando que a absorção adicional e a redução do 
nitrato favoreceu o crescimento de plantas tratadas, explicando a observação 
de que freqüentemente, o efeito mais proeminente no desenvolvimento do 
trigo é atingido quando o fungicida é aplicado durante a fase em que a 
demanda de nitrogênio é máxima. 
 
 
ALTERAÇÕES HORMONAIS 
 
A estrobilurina cresoxim-metílico mostrou inibir a biossíntese de 
etileno através da redução da atividade de 1-aminociclopropano-1-ácido 
carboxílico (ACC)-sintase em tecidos de brotos de trigo (Grossmann & 
Retzlaff, 1997). Esse fato foi relacionado com o atraso da senescência de 
folhas e, por conseqüência, de uma prolongada atividade fotossintética dos 
tecidos verdes e um melhor manejo em condições estressantes (Köehle et al. 
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Figura 3. Aumento da nitrato-redutase in vivo. 
 
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Figura 4. Estimulo de assimilação de nitrato in vivo e crescimento de plantas 
de trigo desenvolvidas em cultura hidropônica. A) Após um 
retardo, a absorção de nitrato por raízes aumentou quando as 
folhas foram tratadas com pyraclostrobin. B) O aumento na 
absorção de nitrato foi seguido por incremento no crescimento da 
planta. 
 
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1997a; Grossmann & Retzlaff, 1997; Grossmann et al., 1999). 
O etileno pode ser produzido em quase todas as partes dos tecidos 
vegetais, embora a sua taxa de produção dependa do tipo de tecido e do 
estádio de desenvolvimento da planta. Em geral, as regiões meristemáticas e 
as regiões dos nós são as mais ativas na produção de etileno. Contudo, a 
produção de etileno aumenta também durante a abscisão foliar, a senescência 
da flor e o amadurecimento dos frutos. Qualquer tipo de lesão pode induzir a 
biossíntese de etileno, assim como o estresse fisiológico provocado por 
inundação, por resfriamento, por doenças, por temperatura ou por estresse 
hídrico (Taiz & Zeiger, 2004). O etileno é ainda reconhecido como sendo o 
mediador hormonal primário da senescência de plantas a reações de estresse 
(Taiz & Zeiger, 1998). 
Em culturas como o trigo, o estresse por etileno prejudica a 
produção de grãos, pela promoção de senescência foliar e inicio da maturação 
prematura dos grãos, diminuindo a produção de assimilados e enchimento dos 
grãos. A enzima chave na biossíntese de etileno é ACC-sintase, que converte 
S-adenosil-metionina para ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico (ACC) 
(Abeles et al., 1992). 
Köehle et al. (2003),confirmaram o efeito de pyraclostrobin na 
atividade da ACC-sintase e síntese de etileno sob condições de estresse e 
senescência, em trigo. Também níveis hormonais de ácido indol-3-acético 
(IAA) e ácido abcissico (ABA) foram determinados. Plantas novas de trigo 
(Triticum aestivum L.) da cultivar Kanzler tiveram suas folhas tratadas com 
pyraclostrobin por 3 horas. Em seguida submetidas a estresse por seca 
permitindo que brotos destacados perdessem peso fresco sob condições de 
umidade reduzida (Grossmann & Retzlaff, 1997). Durante 1 hora de estresse, 
o peso fresco de brotos destacados diminuiu cerca de 6 % enquanto a 
atividade da ACC-sintase aumentou cerca de 80 vezes em relação aos brotos 
intactos, não estressados. Para os autores, pyraclostrobin inibiu a atividade da 
ACC-sintase e os níveis de ACC no tecido em até 63 % a 10
-4
 M. Em 
contrapartida, pyraclostrobin em concentração de 10
-8
 a 10
-4
 M não alterou a 
atividade da ACC-sintase in vivo usando enzimas extraídas de brotos 
destacados e submetidos à seca. Isso indica que o fungicida pode inibir de 
novo a síntese de enzimas (figura 5). 
 
O RETARDO DA SENESCÊNCIA 
 
Folhas destacadas de uma planta perdem lentamente a clorofila, o 
RNA, os lipídios e as proteínas, mesmo mantidas úmidas e supridas de 
minerais. Esse processo de envelhecimento programado, que leva o vegetal à 
morte é denominado senescência (Taiz & Zeiger, 2004). 
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Figura 5. Inibição da atividade da ACC sintase. Efeitos de pyraclostrobin 
sobre a atividade da 1-aminociclopropano-1-ácido carboxílico 
(ACC) sintase e níveis de ACC em brotos de trigo. Plantas foram 
tratadas com o composto por 3 horas. Brotos foram isolados e 
submetidos a estresse de água. Colunas verticais representam 
desvio da média. 
 
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Grossmann & Retzlaff (1977) observaram que após a exposição de 
discos de folhas de trigo ao pyraclostrobin, a perda de clorofila como 
parâmetro de progressão de senescência foi inibida à medida que aumentou a 
concentração de estrobilurina (Figura 6). Máximo retardo de senescência 
foliar, com até 82 % do maior nível de clorofila total em relação ao controle, 
foi observado a 10
-4
 M de pyraclostrobin. A resposta à dose no atraso da 
senescência por pyraclostrobin teve próxima correlação com níveis 
decrescentes de formação de ACC e etileno e aumento de IAA (figura 7). O 
ácido indol-3-acético (AIA) é a forma mais comum de ocorrência natural de 
auxina fitohormonal (Taiz & Zeiger, 1998). 
Para Köehle et al. (2003) o aumento de níveis endógenos de AIA 
pode ser resultado do metabolismo do pyraclostrobin, uma vez que essa 
estrobilurina degrada para o precursor natural de AIA, L-triptofano, em trigo. 
Baixos níveis de auxina são conhecidos por retardar a senescência 
foliar e adicionalmente favorecer a produção através do estímulo de formação 
de tecido vascular, partição de assimilado, formação de broto floral e 
desenvolvimento de fruto (Taiz & Zeigler, 1998). 
Como outro efeito de pyraclostrobin observa-se aumentos 
dependentes da concentração de níveis endógenos de ácido abcissico (ABA) 
até um máximo de 269 % sobre a testemunha (figura 6). O ABA inibe o 
crescimento e a abertura estomática, em especial quando a planta encontra-se 
sob estresse ambiental, melhorando, desta forma, o aproveitamento de água 
sob condições de estresse hídrico e a adaptação a baixas temperaturas (Taiz & 
Zeiger, 1998; Grossmann et al., 1999). O ABA foi isolado originalmente 
como um fator causador de abscisão, e também promove senescência foliar, 
em altas concentrações (Grossmann, 2000). 
 
ESTRESSE OXIDATIVO EM PLANTAS 
 
Ambientes desfavoráveis (estressantes) estimulam a formação de 
radicais, especialmente de formas de oxigênio reativo e aumentam o potencial 
oxidativo em tecidos de plantas (Bartosz, 1997; Wingsle et al., 1999). 
Em alguns cereais, e particularmente em algumas variedades de 
cevada suscetíveis à mancha fisiológica das folhas, as formas reativas de 
oxigênio podem induzir a sua formação (Wu & Tiedemann, 2001, 2002a,b), 
causando severas perdas na produtividade de grãos (Baumer et al., 2001) 
enquanto que as plantas resistentes respondem ao estresse oxidativo com 
aumento da atividade de enzimas antioxidativas, como o superóxido-
dismutases, as catalases a as peroxidases (Larson, 1997). 
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Figura 6. Atraso na senescência foliar e alterações nos níveis de 
fitohormônios. Efeitos de pyraclostrobin sobre o conteúdo total de 
clorofila, formação de etileno e níveis de fitohormônio 
imunorreativo em discos de folhas de trigo senescentes após 48 
horas de tratamento no escuro. 
 
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Figura 7. Influência do fungicida pyraclostrobin (F 500) sobre a necrose 
foliar e atividade peroxidase. A. Sintomas de mancha fisiológica 
das folhas apresentadas como necrose foliar 33 dias após 
tratamento com o fungicida. Pyraclostrobin foi aplicado em 6 de 
maio, (estádio de crescimento EC 49). B. Atividade de guaiacol 
peroxidase determinada de extratos de folha bandeira cinco dias e 
30 dias após tratamento fungicida. Não se observou sintomas de 
mancha fisiológica das folhas antes de 24 dias após tratamento (30 
de maio). 
 
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Em testes de campo realizados na Alemanha, plantas de cevada de 
inverno tratadas com pyraclostrobin não desenvolveram sintomas, enquanto 
que a folha bandeira e folhas inferiores de plantas não tratadas, ficaram 
cobertas com sintomas da mancha fisiológica das folhas (figura 7a), indicando 
que algumas reações bloqueadoras de radicais se opuseram ao estresse 
oxidativo. Quando a atividade da peroxidase na folha bandeira foi avaliada, as 
plantas tratadas com pyraclostrobin mostraram quase dupla atividade 
enzimática (figura 7b), o que pode contribuir para tolerância ao estresse. É 
interessante que esse efeito, iniciado cinco dias após o tratamento com 
fungicida, persistiu por mais de quatro semanas (Köehle et al., 2003). 
Com base nos resultados Köehle et al. (2003) concluíram que 
pyraclostrobin altera o status de fitohormônios em tecidos de brotos de trigo. 
A alteração mais notável foi a inibição da biossíntese de etileno pela redução 
de atividade da ACC sintase. Junto com um aumento na auxina endógena, 
essa mudança no balanço hormonal explicaria a senescência retardada de 
folhas e a melhoria na tolerância ao estresse. Adicionalmente, pyraclostrobin 
estimulou níveis de ABA, o que para os autores, isso poderia favorecer a 
tolerância ao frio e a adaptação à condição de déficit de água. O aumento na 
capacidade antioxidativa, em seqüência ao tratamento com pyraclostrobin, 
poderia estar envolvido na prevenção dos sintomas da mancha fisiológica das 
folhas de cevada. 
 
 
INDUÇÃO DE RESISTÊNCIA A VIRUS 
 
Vários estudos em plantas referem-se ao envolvimento da 
mitocôndria na resposta de defesa induzida por patógenos. Recentemente foi 
demonstrado que o ácido salicílico (AS) promove resistência induzida ao 
TMV que é sensível ao ácido salicilhidroxamico (SHAM), um inibidor 
alternativo da via oxidase em mitocôndrias. Além disso, os inibidores derespiração antimicina A e cianida induziram acumulo de oxidase transcrita e 
resistência a TMV (Xie & Chen, 2000). 
Um modelo de indução de resistência às viroses foi sugerido por 
Singh et al. (2003) (figura 8). É sabido que AS pode estimular resistência a 
viroses utilizando ao menos duas vias de transdução. Ele pode estimular o 
aumento da transcrição de RdRp1, que é encontrada aumentando a cobertura 
de RNA viral via mecanismos baseados em RNAi (Xie et al., 2001; Yu et al., 
2003). Alternativamente, o AS pode inibir a respiração na cadeia de transporte 
de elétrons (Xie & Chen, 1999), levando a um aumento de espécies reativas 
de oxigênio (ROS) na mitocôndria. Outros inibidores da respiração no 
transporte de elétrons tais como antimicina A (AA), cianida (Chivasa & Carr, 
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Nucleo
 Aumento 
Expressão gênica
RdRp1 Aumento de
RNA viral
 Inibição de
 Replicação &
Movimento viral
 Ácido
Salicílico
AOX
Mitocôndria
Aumento da expressão
de outros genes de
defesa desconhecidos?
 Sensor
 Redox
-SH/S-S?
ROS
Cadeia de
transporte
de elétrons
AA
CN-
SB
 
Figura 8. Um modelo de indução de resistência à viroses por ácido salicílico 
(AS). Singh et al. (2003) 
 
Efeitos fisiológicos de fungicidas sobre plantas. I – Efeitos fisiológicos do fungicida - 333 
 
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1998) ou fungicidas tipo estrobilurinas (Herms et al., 2002) também podem 
causar um aumento em ROS. A amplitude e a duração deste aumento do ROS 
mitocondrial estará sob regulação negativa através da oxidase alternativa 
(AOX). Este fato explica porquê uma planta transgênica com aumento ou 
decréscimo de AOX, tem sua capacidade de sinalizar, reduzida ou ampliada, 
respectivamente (Gilliland et al., 2003). Sinais de ROS mitocondrial podem 
ser detectados por um sensor de proteínas ainda não identificado, por via de 
um mecanismo de mudança tiol/disulfito, como proposto por Dutilleul et al 
(2003). Sinais subseqüentes são propostos para conduzir a indução de genes 
nucleares que afetam o movimento e a replicação viral. Embora não mostrado 
neste diagrama, a expressão do gene Aox no núcleo é transitória e estimulada 
pela inibição da cadeia de transporte de elétrons, levando ao aumento do 
acúmulo de AOX na mitocôndria. 
Essas observações e os efeitos descritos indicam que o fungicida 
pyraclostrobin também pode incrementar a habilidade de determinadas plantas 
na resistência ao ataque de fitopatógenos. Devido à atividade fungicida da 
estrobilurina, tal incremento da resistência de plantas mal poderia ser provada 
para uma resistência a fungos fitopatogênicos, assim o efeito de 
pyraclostrobin sobre resistência foi investigado em um dos melhores modelos 
de sistemas para estudar interações, especificamente interação entre o vírus do 
mosaico do tabaco (TMV) e plantas de tabaco contendo o gene N. Devido à 
presença do gene N de resistência a doenças em cultivares de plantas de 
tabaco, a difusão do TMV fica restrita a uma pequena zona em volta do sítio 
da infecção (Matthews, 1991). 
A restrição do TMV é acompanhada de morte localizada de células 
do tecido hospedeiro e resulta na formação de lesões necróticas visíveis 
(resposta de hipersensibilidade). Após a formação de lesões, plantas de tabaco 
desenvolvem um tipo de resistência adquirida, incrementada ao posterior 
ataque de TMV, perto da área da infecção primária e com freqüência por toda 
a planta (Dempsey et al., 1999; Ryals et al., 1996). 
A resistência incrementada de tabaco contra infecções de TMV fica 
óbvia pela formação de lesões necróticas que são substancialmente menores 
que as formadas em folhas de plantas de tabaco que não foram pré-infectadas 
por TMV (Köehle et al., 2003). 
Objetivando averiguar se o tratamento com pyraclostrobin de 
plantas de tabaco (cultivar Xanthi), influenciam sua resistência ao ataque de 
TMV observou-se que a resistência à infecção de TMV aumentou após uma 
infiltração prolongada do fungicida em folhas. De forma clara a expressão 
induzida dos genes PR-1 do TMV e acumulação de proteínas PR-1 foram 
induzidas muito antes em folhas de plantas tratadas com pyraclostrobin do 
que foram em folhas infectadas por TMV de plantas que não foram 
previamente tratadas com pyraclostrobin (figura 9). Assim o fungicida do 
334 – Wilson Story Venancio et al. 
 
RAPP – Volume12, 2004 
grupo das estrobilurinas, pyraclostrobin, além de servir como um potente 
fungicida, provavelmente também protege as plantas por aumentar sua 
capacidade herdada de ativar uma resposta de defesa celular, apenas induzida 
por ataque posterior de patógenos, conforme foi demonstrado pela ativação de 
genes PR-1 em plantas de tabaco infectadas por TMV (Herms et al., 2002; 
Köehle et al., 2003). 
Para Köehle et al. (2003) a resistência incrementada torna-se óbvia 
por uma substancial redução no tamanho de lesões de TMV, redução esta não 
devida a efeito inibitório de pyraclostrobin sobre o potencial do TMV de 
infectar tabaco. Em contraste com a indução de resistência incrementada a 
TMV pelo composto ácido salicílico, a resistência induzida por pyraclostrobin 
não foi associada com um acúmulo das assim chamadas proteínas 
relacionadas com patogênese (PR-1) (Herms et al., 2002; Köehle et al., 2003) 
que, embora sua atividade enzimática e função fisiológica ainda sejam 
obscuras, servem como marcadores moleculares confiáveis para resistência 
incrementada a doenças em várias plantas, inclusive tabaco. 
Com os exemplos mencionados, Köehle et al. (2003) demonstram 
que pyraclostrobin apresenta proeminentes efeitos fisiológicos em plantas, 
podendo ocorrer outros, ainda desconhecidos. Desde que seja improvável que 
a molécula interaja especificamente com muitos alvos bioquímicos diferentes, 
temos que imaginar de que maneira as reações estão ligadas ou se existe um 
efeito inicial e central que poderia iniciar uma cascata de conseqüências. Uma 
explicação possível para as mudanças fitohormonais em plantas de trigo 
induzidas por pyraclostrobin já foi mencionada, de que metabolismo do 
composto resulta em um aumento no precursor de AIA, L-triptofano. Mas isso 
não poderia explicar os efeitos de assimilação de nitrogênio e a indução de 
resistência contra ataque viral. Uma nova perspectiva foi aberta por alguns 
resultados preliminares mostrando que tratamento com o fungicida induz a 
formação de óxido nítrico (ON). Por isso os autores propõem agora outra 
hipótese seqüencial para explicar os múltiplos efeitos fisiológicos de 
pyraclostrobin, assumindo ainda que o modo primário de ação do fungicida 
em plantas é a inibição parcial e transitória da cadeia respiratória na 
mitocôndria (figuras 10a,10b). 
 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Considerando em conjunto, ON (óxido nítrico) no lugar certo, ao 
tempo certo e com quantidades corretas, não seria referido apenas como um 
elemento crítico no desenvolvimento do fluxo oxidativo, resistência contra 
patógenos e estresse, mas poderia também atuar como peça chave e 
Efeitos fisiológicos de fungicidas sobre plantas. I – Efeitos fisiológicos do fungicida - 335 
 
RAPP – Volume12, 2004 
 
 
 
 
 
 
 
pr-1 mRNA
pr-1 mRNA
-
+
pyraclostrobin
(1mM, 24h)
24 35 48 5680
Tempo após infecção comTMV (h)
 
Figura 9. Pré-tratamento com F 500 causa uma aceleração na expressão do 
gene PR-1 de TMV em tabaco. Metade de uma folha de uma 
planta de tabaco (cv. Xanthi nc) com seis semanas de idade foi 
infiltrada com água (-) enquanto a segunda metade da folha foi 
infiltrada comuma solução aquosa de pyraclostrobin (+). 24 h 
mais tarde, a folha foi infectada, em ambas as metades, com uma 
solução de TMV (1,55 μg/ml proteína de vírus em tampão de 
fosfato). O acúmulo de PR-1 de mRNA foi analisado no ponto de 
tempo indicado após infecção por Análise Northern Blotting com 
uma amostra cDNA específica de tabaco PR-1 
 
336 – Wilson Story Venancio et al. 
 
RAPP – Volume12, 2004 
 
 
 
Inibição do transporte de elétrons
Pyraclostrobin
baixos níveis celulares de ATP alto [H+] no citosol
reações secundárias
NO°°
NAD+
NADH
Ativação de AOX
Sensibilização da
mitocôndria para
formação de poros por
indução de Ca++
Rápido reconhecimento do
ataque de patógeno
NR
aumento na assimilação de N
NO2
-
crescimento da
planta
NO3
-
Legenda: ativação inibção processo
 
 
Figura 10. a) Reações bioquímicas primárias em células de plantas 
 
 Inibição da respiração mitocondrial por pyraclostrobin ativa a via oxidase alternativa 
(AOX), decresce níveis celulares de ATP enquanto [H
+
] no citosol aumenta, ambos 
resultando numa ativação de NADH-nitrato redutase (NR) (Glaab & Kaiser, 1999). 
 Ativação de NR resulta, de forma transitória, no aumento de níveis de nitrito e pode 
melhorar crescimento da planta quando a assimilação de N é limitante de nível. Também 
ocorre um aumento na produção de N via NR. Além disso, para o processo óxido nítrico 
sintase (ONS), existe uma via alternativa de produção de NO nas plantas, produto de NR 
com NADH a nitrito como substratos (Yamasaki, 1999). 
 Desde que NO compete com oxigênio pela oxidase do citocromo, o consumo de 
oxigênio pela via do citocromo na respiração mitocondrial é inibida (Millar & Day, 1996). 
Por isso o efeito inicial de pyraclostrobin em plantas poderia ser mesmo auto-estimulante. 
Baixa concentração de ATP também sensibiliza a mitocôndria por formação induzida de 
poros para Ca 
2+ 
(Jones, 2000), tendo significado no reconhecimento de ataque por patógeno 
(Jabs & Shusarenko, 2000). Isso poderia contribuir para um efeito “inicial” acelerando as 
reações de defesa contra infecções por TMV conforme descrito acima. 
Efeitos fisiológicos de fungicidas sobre plantas. I – Efeitos fisiológicos do fungicida - 337 
 
RAPP – Volume12, 2004 
 
cGMP, cADP
ribose
AOX
Indução de resistência ao
movimento e à reprodução de
vírus
Resistência ao
estresse
Resistência a fungos e
bactérias
PR-proteinas
AS
LOX
Jasmonato
ON°°
ACC-Sintase,
ACC-Oxidase
Sintomas de
senescência e
estresse
Etileno
Legenda: ativação inibição processo
 
Figura 10. b) Influência de sinalização em células de plantas via NO 
 
 Sugere-se que ON e/ou peroxinitrilos possam inibir as atividades de ACC sintase e 
ACC oxidase, enzimas chaves da biossíntese de etileno, por inativação oxidativa de seus co-
fatores. Assim, ON pode reduzir marcadamente a taxa de emissão de C2H4, com todas as 
implicações, incluindo manejo de estresse, “efeito verdejante” e inibição de senescência 
prematura. Mais geralmente ON é considerado ser componente central do mecanismo 
síndrome de adaptação geral (SAG) na tolerância de plantas a estresse (Leshem, 2000). 
 Em adição, ON é conhecido por interagir com G-proteínas, levando a geração de cGMP 
e ADAP ribose cíclico como segundos mensageiros na resposta de defesa de plantas 
(Bolwell, 1999; Broillet, 1999; Wendehenne et al., 2001). O ON também parece estar 
envolvido na sinalização decrescente ligada de perto a AS. Como um exemplo, tratamento 
de folhas de tabaco com ON induziram um significativo aumento no AS endógeno 
requerido para indução de gene PR-1 (Durner, 1998). O relacionamento entre ON, AS e 
espécie de oxigênio reativo (EOR) na ativação de genes de defesa e/ou indução de morte de 
células hospedeiras são melhores descritas como um processo auto-simplificador durante o 
qual sinalização redox através de NO e ROS é estimulado por AS (Bolwell, 1999; Van 
Camp, 1998). O ácido salicílico inibe a formação de jasmonato, o qual, por sua vez, 
também resulta em decréscimo da formação de etileno e menor peroxidação de lipídios. 
Tudo isso também pode contribuir ao manejo de estresse, como o observado no tratamento 
com pyraclostrobin de plantas não infectadas. 
338 – Wilson Story Venancio et al. 
 
RAPP – Volume12, 2004 
mensageiro nos efeitos fisiológicos, promovidos pelo fungicida 
pyraclostrobin, ligando os diferentes níveis de seu aparecimento. Existem 
evidências crescentes que as mitocôndrias de plantas desempenham ação 
central como sensores de estresse. Para os autores consultados pesquisas 
adicionais serão necessárias para entender como os moduladores de atividade 
mitocondrial, incluindo este novo grupo de fungicidas, podem contribuir para 
as reações de defesa de plantas sob estresses bióticos e abióticos. De um ponto 
de vista prático, Bergmann et al. (1999), afirmam que além da proteção contra 
fungos fitopatogênicos, tal atividade de resistência, própria de plantas com 
estresse, poderiam incrementar não apenas produtividade, mas também a 
qualidade dos produtos. 
 
 
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