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25/05/2017 1 Processo cíclico caracterizado pela ocorrência de uma série de eventos sucessivos e ordenados, que conduz ao desenvolvimento de uma doença. Inóculo: O conjunto de estruturas do patógeno capazes de causar infecção. Fonte de inóculo: representa o local onde o inóculo é produzido, ou o local onde ele se encontra, antes da infecção. Inóculo primário: É o inóculo responsável pelo o início do ciclo primário das relações patógeno- hospedeiro, ou seja, é o inóculo que inicia a doença em cada ciclo da cultura. Inóculo secundário: é o inóculo responsável pelos ciclos secundários da doença, ou seja, é o inóculo produzido geralmente sobre o hospedeiro durante o ciclo da cultura. 25/05/2017 2 A primeira geração do patógeno estabelecida na cultura. O inóculo primário, que dá origem ao ciclo primário, vem de fora da população hospedeira. Tem a função de introduzir a doença no campo; Inicia a partir de estruturas de sobrevivência; Pequena fonte de inóculo; Inóculo com baixo potencial infectivo; Pequeno número de plantas infectadas; Pequeno número de lesões por planta; Baixo índice de infecção. Todas as gerações subsequentes, no mesmo ciclo da cultura. O inóculo secundário, inóculo dos ciclos secundários, é produzido dentro da população de plantas. Tem a função de espalhar a doença no campo; Inícia a partir de inóculo do ciclo primário; Elevada fonte de inóculo; Inóculo com elevado potencial infectivo; Grande número de plantas infectadas; Grande número de lesões por planta; Elevado índice de infecção. 25/05/2017 3 ESQUEMA DO CICLOS DAS RELAÇÕES PATÓGENO- HOSPEDEIRO Ciclo secundário Ciclo primário Hospedeiro Doente INFECÇÃO DISSEMINAÇÃO SOBREVIVÊNCIA COLONIZAÇÃO REPRODUÇÃO Se realiza através de diversas estratégias de sobrevivência desenvolvidas pelos patógenos ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA ATIVIDADES SAPROFÍTICAS PLANTAS HOSPEDEIRAS VETORES 1. ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA Estruturas de resistência em fungos: Teliosporos: Ex.: Ustilago maydis – carvão – sobreviver durante vários anos no solo sem perder a viabilidade; Ferrugens. Ascocarpos: corpos de frutificação de certos ascomicetos. Ex.: Venturia inaequalis – sarna da macieira – peritécios. 1. ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA Estruturas de resistência em fungos: Oósporos: Capazes de sobreviver a altas e baixas temperaturas e a condições de baixa umidade. Parede celular espessa. Ex.: Pythium e Phytophthora; Escleródios: Patógenos veiculados pelo solo – eficiente para sobreviver a condições adversas do ambiente – agregados compactos de hifas. Ex.: Sclerotium, Rhizoctonia; 25/05/2017 4 1. ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA Estruturas de resistência em fungos: Figura 01 - Tipo de germinação em escleródios. 1. ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA Estruturas de resistência em fungos: Clamidósporos: Única célula - citoplasma (acúmulo de reservas nutritivas) uma espessa parede celular. Ex.: Fusarium. Permanecendo dormentes por longos períodos de tempo na ausência do hospedeiro. 1. ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA Estruturas de resistência em fungos: Figura 02 - Formação de clamidósporos. 1. ESTRUTURAS ESPECIALIZADAS DE RESISTÊNCIA Estruturas de resistência em nematóides: Ovos em dormência: Ex.: Meloidogyne; Cistos. Ex.: Heterodera; Larvas dormentes. Ex.: Ditylenchus dipsaci. 25/05/2017 5 LONGEVIDADE DAS ESTRUTURAS DE RESISTÊNCIA Tempo que a estrutura se mantém viável na ausência do hospedeiro e sob condições adversas; Característica bastante variável entre as espécies patogênicas; Implica diretamente no controle de doenças. Fungo Período de sobrevivência Botrytis tulipae 15 meses Claviceps microcephala 1-8 meses Rhizoctonia tuliparum 2 anos Sclerotinia sclerotiorum 2 anos (mínimo) Sclerotinia trifoliorum 7 anos Sclerotinia delphinii 2 anos Stromatina cepivorum 10 anos Tabela 01 - Longevidade de escleródios de alguns fungos fitopatogênicos em condições de campo. LONGEVIDADE DAS ESTRUTURAS DE RESISTÊNCIA LONGEVIDADE DAS ESTRUTURAS DE RESISTÊNCIA Patógeno Estruturas sobrevivên- cia (anos) Rotação (anos) Fusarium Clamidósporo 5 a 15 4 a 6 Phytophtora Oósporos 2 a 8 4 a 6 Pythium Oósporos 5 2 a 3 Rhizoctonia Escleródios 5 2 a 3 Verticilium Escleródios 5 a 15 5 a 6 Tabela 02 - Estruturas e período de sobrevivência no solo de alguns fungos fitopatogênicos e período de rotação necessário ao seu controle 2. ATIVIDADES SAPROFÍTICAS Sobreviver na ausência do seu hospedeiro com um metabolismo ativo; Decomposição da matéria orgânica; Utilização de nutrientes da solução do solo; 25/05/2017 6 2. ATIVIDADES SAPROFÍTICAS Exemplos de fitopatógenos capazes de sobreviver sobre restos culturais: o Podridões radiculares: Pythium, Phytophthora, Fusarium, Rhizoctonia; o Murchas vasculares: Fusarium, Verticillium. o Manchas foliares: Alternaria, Xanthomonas, Pseudomonas. o Ralstonia solanacearum – o solo é um importante substrato. 3. PLANTAS HOSPEDEIRAS Hospedeiros doentes: Parasitas obrigatórios; Parasitas facultativos em plantas perenes; Infecções latentes em hospedeiro sadio: Sphaceloma australis – Citrus sinensis 3. PLANTAS HOSPEDEIRAS Sementes infectadas: Ex.: Carvões de cereais. 4. VETORES Insetos: Persistentes ou não persistentes; Nematoides: Xiphinema, Longidorus, Trichodorus. 25/05/2017 7 Figura 03 – Forma de sobrevivência. Deslocamento do inóculo do patógeno a partir da fonte; Processo de natureza aleatória, onde o inóculo não se desloca em direção a um alvo específico; Pode dividida em: Disseminação ativa Disseminação passiva Realizada com os próprios recursos do patógeno. Ex.: zoósporos de fungos, células de bactérias com flagelos e larvas de nematoides. A importância desse tipo de disseminação é restrita e limitada a uma área muito pequena em torno da fonte de inóculo. DISSEMINAÇÃO ATIVA: O inóculo do patógeno é transportado com o auxílio de agentes de disseminação. Este tipo de disseminação á mais importante que a ativa. Pode ser dividida em: o Disseminação passiva direta: o Disseminação passiva indireta: DISSEMINAÇÃO PASSIVA: 25/05/2017 8 Disseminação passiva direta: aquela realizada conjuntamente com órgãos de propagação dos hospedeiros. o Ex.: sementes infestadas ou infectadas (podridão cinzenta do caule do feijoeiro – Macrophomina phaseolina); o Borbulhas de citros (exorcote – causado por um viróide); o Rizomas (nematoide cavernícola em bananeira – Radopholus similis); DISSEMINAÇÃO PASSIVA: Disseminação passiva direta: o Ex.: tubérculos (murcha da batatinha – Ralstonia solanacearum); o Mudas infectadas (gomose do abacaxi – Fusarium subglutinans). DISSEMINAÇÃO PASSIVA: DISSEMINAÇÃO PASSIVA: Disseminação passiva indireta: aquela realizada diferentes agentes de disseminação como: o Vento: o Ferrugem asiática da soja Phakopsora pachirhisi o Sigatoka amarela da bananeira Pseudocercospora musae Disseminação passiva indireta: o Água: o Antracnose na mangueira Colletotrichum gloeosporioides o Murcha das solanáceas Pseudomonas solanacearum o Crestamento gomoso das cucurbitáceas Dydimela bryoniae DISSEMINAÇÃO PASSIVA: 25/05/2017 9 Disseminação passiva indireta: o Insetos: o Mosaico severo do caupi Virose disseminado por inseto. DISSEMINAÇÃO PASSIVA: Disseminação passiva indireta: o Homem: o Uso de ferramentas contaminadas o Raquitismo das soqueiras Clavibacter xyli subsp. xyli o Murcha dassolanáceas Pseudomonas solanacearum DISSEMINAÇÃO PASSIVA: Disseminação passiva indireta: o Homem: o Sementes infestadas ou infectadas o Podridão negra das crucíferas Xanthomonas campestris pv. campestris o Podridão cinzenta do caule do feijoeiro Macrophomina phaseolina DISSEMINAÇÃO PASSIVA: Disseminação passiva indireta: o Homem: o Borbulhas para enxertia o Exorcote dos citros causado por um viróide o Rizomas o Nematóide cavernícola em bananeira Radopholus similis DISSEMINAÇÃO PASSIVA: 25/05/2017 10 Disseminação passiva indireta: o Homem: o Tubérculos o Sarna da batata Streptomyces scabies o Mudas infectadas o Cancro cítrico Xanthomonas campestris pv. citri DISSEMINAÇÃO PASSIVA: O contato do patógeno com a superfície do hospedeiro suscetível é caracterizada como o final de uma disseminação bem sucedida. É definida como o processo que tem início na pré- penetração e termina com o estabelecimento das relações parasitárias. Representa o início da patogênese. A infecção compreende três subprocessos: o Pré-penetração; o Penetração e o Estabelecimento de relações parasitárias estáveis. Uma vez depositado junto à superfície do hospedeiro, o inóculo deve sofrer uma série de transformações que possibilitem a penetração do patógeno. A pré-penetração: o Fungos - emissão do tubo germinativo. o Bactérias - multiplicação das células. o Nematoides – eclosão das larvas. 25/05/2017 11 Mecanismos de pré-penetração: o Tatismo: O movimento de zoósporos, bactérias e nematoides fitopatogênicos na solução do solo não ocorre de maneira casual. Este movimento é orientado em direção às raízes das plantas, graças à liberação de exudatos. o Esporos de patógenos foliares, após serem depositados na superfície do hospedeiro, devem ali se fixar para, posteriormente, emitir o tubo germinativo a penetração. Mecanismos de pré-penetração: o Tropismo aplica-se ao crescimento direcionado enquanto tactismo aplica-se a movimentação direcionada. o Na infecção, sobretudo na fase de pré-penetração, fenômenos de quimiotactismo e tigmotropismo são mais comuns. Mecanismos de pré-penetração. Figura 04 - Movimento orientado de zoósporos de Plasmopora viticola em direção ao estômato, em gotas d’agua depositadas sobre folhas de videira (A) e germinação de zoósporos encistados. 1. Penetração direta: pela superfície intacta do hospedeiro. Formas ou vias de penetração: Os patógenos penetram em seus hospedeiros através de três vias principais. Figura 05 - Fungo causador de doença foliar durante as fases de penetração e colonização do hospedeiro 25/05/2017 12 2. Penetração através de aberturas naturais: são a principal via de acesso de muitos fungos particularmente os causadores das ferrugens e de bactérias fitopatogênicas. Formas ou vias de penetração: Figura 06 – Penetração de fitopatógenos através de aberturas naturais. 3. Estabelecimento das relações parasitárias estáveis: O final do processo infeccioso. Tem início, nessa fase, o parasitismo propriamente dito, com a retirada de nutrientes da planta pelo agente patogênico. Figura 07 - Principais vias de penetração dos fungos, bactérias, vírus e nematóides (adaptado de Agrios, 2005). 25/05/2017 13 Fase em que patógeno passa a se desenvolver e nutrir dentro do hospedeiro, ampliando a área de tecidos ocupados e produzindo os sintomas. Figura 08 - Fungo da antracnose colonizando tecidos de frutos de maracujá Em função das relações nutricionais estabelecidas com o hospedeiros, pode-se classificar o patógeno em: Biotróficos; Hemibiotróficos; Necrotróficos. Biotróficos: que obtém o alimento unicamente de células vivas, as fontes de nutrientes são tecidos vivos; • Eles entram em contato íntimo com a célula hospedeira, retirando dela o seu alimento. Biotróficos: • Vírus – indução da célula hospedeira a replicar a partícula viral e disseminação de novas partículas virais dentro do hospedeiro; • Bactéria – Não destrói nenhuma célula – liberação do plasmídio ligando-se ao genoma da célula hospedeira – se multiplicar de maneira exagerada. 25/05/2017 14 Biotróficos: • Fungos – Ferrugens, míldios e oídios. Figura 09 - a) Processo de infecção; b) colonização; c) reprodução. Biotróficos: • Fungos – Ferrugens, míldios e oídios. Figura 10 - Representação diagramática de um haustório no interior da célula hospedeira. Biotróficos: • Fungos – carvões: não nenhuma estrutura especializada na retirada de nutrientes das células do hospedeiro. É o próprio micélio, inter ou intracelular, que se encarrega da nutrição do patógeno. Hemibiotróficos: que ataca células vivas, podendo, contudo, desenvolver-se e esporular após a morte dos tecidos. Iniciam a infecção como biotróficos, mas colonizam o hospedeiro como necrotróficos. • Fungos causadores de manchas foliares - biotróficos. Tecido morre sem que haja prejuízo no desenvolvimento e esporulação do patógeno. Ex.: Cercospora e Septoria. 25/05/2017 15 Necrotróficos: que mata as células do hospedeiro para fazer delas o seu alimento. As fontes de nutrientes são tecidos mortos. Fungos e bactérias evitam os problemas ocasionados pela a reação do hospedeiro à infecção e à colonização. Atividade saprofítica. Necrotróficos: Figura 11 - Colonização dos tecidos do hospedeiro por um fungo necrotrófico (A=fase inicial, B=fase avançada). MECANISMOS DE ATAQUE DO PATÓGENO Enzimas Ataque de natureza digestora sobre substâncias estruturais e fisiológicas da célula hospedeira. 1. AÇÃO QUÍMICA MECANISMOS DE ATAQUE DO PATÓGENO Toxinas Ataque de natureza fisiológica ou metabólica provocando alterações mórbidas nas células da planta. 1. AÇÃO QUÍMICA 25/05/2017 16 MECANISMOS DE ATAQUE DO PATÓGENO Hormônios Ataque hormonal interferindo no crescimento e desenvolvimento normal das células, desorganizando os tecidos e órgãos afetados. 1. AÇÃO QUÍMICA MECANISMOS DE ATAQUE DO PATÓGENO São representados pelas pressões mecânicas das estruturas do patógeno sobre as estruturas do hospedeiro. Ex:. estiletes dos nematóides 2. AÇÃO MECÂNICA MECANISMOS DE DEFESA DO HOSPEDEIRO PRÉ-EXISTENTES: 1.ESTRUTURAIS • Espessura da parede celular • Espessura da cutícula • Presença de pêlos • Presença de cera. • Morfologia de estômatos MECANISMOS DE DEFESA DO HOSPEDEIRO INDUZIDOS: 1.ESTRUTURAIS •Camada de abcisão •Camada de cortiça •Tiloses 25/05/2017 17 MECANISMOS DE DEFESA DO HOSPEDEIRO PRÉ-EXISTENTES: 2.BIOQUÍMICOS • Ácido protocatecoico e catecol • Ácido clorogênico • Alfa-Tomatina • Avenacinas MECANISMOS DE DEFESA DO HOSPEDEIRO INDUZIDOS: 2.BIOQUÍMICOS • Fitoalexinas • Reação de hipersensibilidade (RH) Tipos de colonização Colonização localizada – distribuição restrita à células ou tecido adjacentes ao ponto de penetração. Colonização sistêmica ou generalizada – distribuição uniforme obtida graças ao transporte dos patógenos pelos vasos condutores. Distribuição do patógeno no hospedeiro: Figura 12 - Representação diagramática da translocação de fitoplasma em plantas hospedeiras.. 25/05/2017 18 Distribuição do patógeno no hospedeiro: Figura 13 - Representação diagramática cronológica, dos processos de infecção (A), colonização (B) e reprodução (C) de Spilocaea pomi, agente causal da sarna da macieira. É a formação de novos propágulos do patógeno para iniciação de novos ciclos É extremamente variável dependendo do patógeno envolvido A reprodução do patógeno é, concomitantemente, o fim de um ciclo das relações patógeno-hospedeiro e o início do seguinte AMORIM, L.; REZENDE, J.A.M.; BERGAMIN FILHO, A. Manual de Fitopatologia:Princípios e Conceitos. 4. ed, v. 1, Piracicaba, SP: Ceres, 2011. 704p. LEIAM:
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