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FITOPATÓGENOS: ARSENAL ENZIMÁTICO Acadêmicos: Darlan Luique Marcela de Castro Mickaelly G. Nubia Nunes Olívia Daniela Paula Magalhaes Rebeca Nunes 1 Universidade Estadual de Montes Claros Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Departamento de Ciências Agrárias Introdução Fitopatógenos Arsenal 2 2 Formas de acesso ao interior dos hospedeiros: Penetração direta; Aberturas naturais; Ferimentos. 3 3 4 Mecanismos de ataque dos patógenos Penetrar Colonizar os tecidos do hospedeiro Retirar nutrientes E neutralizar reações de defesa da planta 5 Substâncias envolvidas Polissacarídeos Afetam a translocação de água, no caso de doenças vasculares Toxinas: Afetam diretamente o protoplasma Afetam as funções celulares Afetam a permeabilidade das membranas 6 Hormônios: Promovem a divisão e crescimento celular Enzimas: Desintegração dos componentes estruturais Degrada as substâncias presentes nas células Afetam diretamente o protoplasma Ex: Pectinases, cutinases. 7 7 Figura 3. Representação esquemática da indução do gene da cutinase em um esporo fúngico pela cutícula da planta. 8 Cutícula Contato inicial entre patógeno e planta; Recobre a parede celular das células epidérmicas em contato com o meio externo; Camada lipídica, composta por uma mistura de ceras e um polímero insolúvel denominado cutina. Superfície hidrofóbica. 9 9 10 10 Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição 11 11 Fonte: Manual de fitopatologia, volume1, 3ºedição1997. Degradação da cutícula 12 Figura : Representação esquemática da penetração de cutícula por um esporo do fungo em germinação. Constitutivo cutinase libera um monômeros cutina poucos a cutícula da planta. Estes expressão de disparo dos genes cutinase do fungo, levando á produção de mais cutinase (s). Que macerados a cutícula e permite a penetração pelo fungo. 12 Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição Papel das cutinases na patogenicidade O papel da cutinase como fator na patogenicidade tem sido avaliado principalmente através de estudos imunocitológicos e de transformação genética, bem como através do uso de mutantes deficientes para cutinase e inibidores dessa esterase. 13 13 Interações hospedeiro-patógeno: Fusarium solani- ervilha; Colletotrichum gloeosporioides – mamão; Alternaria alternata – pêra. 14 14 Suberização A suberina é uma camada protetora dos órgãos subterrâneos. Polímero insolúvel associado com ceras solúveis. Se forma nos tecidos em resposta à injúria mecânica. Evita a difusão de água, nutrientes e penetração de patógenos em tubérculos e raízes. 15 15 16 16 Fonte: Manual de fitopatologia, volume1, 3ºedição, 1997. Degradação dos componentes da parede celular Fitopatógenos podem produzir uma variedade de enzimas que atuam na degradação dos componentes da parede celular; Enzimas x Parede celular: Primeira interação molecular entre patógenos e hospedeiro 17 17 18 18 Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição A parede celular é dividida em três regiões estruturais: Papel das enzimas degradadoras da parede (EDP) na patogenicidade Com exceção dos vírus e viróides, fitopatógenos podem produzir um grande numero de enzimas (pectinases, celulases, hemicelulases, etc.) capazes de degradar os polímeros estruturais das paredes celulares. 19 19 Critérios para comprovação do envolvimento das EDP na patogênese: Capacidade do patógeno em produzir as EDP in vitro; Detecção das EDP em tecido infectado; Correlação da produção das EDP com patogenicidade; Alteração nas paredes de tecidos infectados observáveis com uso de técnicas de microscopia; Reprodução das alterações na parede ou sintomas da doença com uso de EDP purificadas. 20 20 21 Doença: podridão parda Hospedeiro: pêssego Agente causal: Monilinia fructicola Enzimas Pectinolíticas (AGRIOS, 2005) Doença: podridão de Rhizopus Hospedeiro: pêssego Agente causal: Rhizopus sp. Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição 22 Enzimas pectinolíticas (AGRIOS, 2005) Doença: podridão em cebola Hospedeiro: cebola Agente causal: Botrytis sp. Doença: podridão de batata Hospedeiro: batata Agente causal: Erwinia sp. Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição Papel das celulases e hemicelulases na patogênese 23 Figura : Rhizoctonia solani em hipocótilos de feijoeiro Fonte: www.ksagro.com.br Celulase 23 24 Enzimas celulases (AGRIOS, 2005) Fusarium sp. - podridão do colmo de milho. Destrói a celulose mas não o tecido vascular lignificado (AGRIOS, 2005). Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição 25 Enzimas ligninases - Basidiomicetos (AGRIOS, 2005) Doença: podridão do tronco Hospedeiro: pinheiro Agente causal: Phellinus sp. Doença: podridão de raízes e colo Hospedeiro: pinheiro Agente causal: Phellinus sp. Fonte: Plant Pathology – Agrios 5º edição Degradação de Componentes da Membrana Plasmática 26 Separa o interior da célula do ambiente externo; Plasmodesma . Figura: Representação esquemática da estrutura da membrana plasmática. Fonte: : Plant Pathology – Agrios 5º edição 26 Em função da composição, as membranas podem sofrer ação destrutiva de enzimas como: Fosfolipases; Proteases; Amilases; Enzimas lipolíticas. 27 27 27 Referências AGRIOS,George N. Plant Pathology. 5. ed. ALFENAS, Acelino C.; MAFIA,Reginaldo G. Manual de Fitopatologia. vol.1 28 Obrigado ! 29 29
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