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28/05/2018 1 FITOPATOLOGIA _______________________________________________________________________________________________________________________________ Prof ª Me. Richelly Teixeira richelly.teixeira@gmail.com FITOPATOLOGIA _______________________________________________________________________________________________________________________________ Na aula de hoje ... NEMATÓIDES COMO AGENTES FITOPATOGÊNICOS REFERÊNCIAS AGRIOS, G.N. Plant diseases caused by nematodes. In: AGRIOS, G. N. Plant pathology. 5 ed, 2005. BERGAMIN FILHO, A.; KIMATI, H.; AMORIM, L. (Eds.). Manual de fitopatologia: princípios e conceitos. 3. ed. São Paulo: Agronômica Ceres, 1995. v.1, p.13-33. MICHEREFF, S.J. Fundamentos de Fitopatologia. Recife, 2001 [Apostila] 28/05/2018 2 Nematóides como agente fitopatogênico Animais; Triblásticos três tipos de tecidos: ectoderme, mesoderme e endoderme. Possuem simetria bilateral; Pseudocelomados cavidade geral constituída por mesoderme e endoderme Nematoides como agente fitopatogênico Nematoide do grego nematis forma de fio 28/05/2018 3 Habitats e regimes alimentares Vida livre predadores (Aquáticos/terrestres) Parasitos Bacteriófagos Micófagos Protozoófagos Algíferos Nematófagos PLANTAS ANIMAIS Órgãos subterrâneos Parte aérea Fitopatógenos Características gerais dos fitonematoides Morfologia e principais características típicas de fitonematoides 28/05/2018 4 Características gerais dos fitonematoides Taxonomia: Sub-reino Metazoa e filo Nemata. Dimensões: 0,5 a 2,0 mm de comprimento; 50 a 250 µm de largura. Coloração: transparentes Revestimento: cutícula lisa, estriada ou anelada Movimento: serpentiforme Aparelho circulatório e respiratório: ausente Aparelho digestivo: abertura oral, cavidade bucal ou estilete, esôfago, intestino, reto e ânus. Reprodução: sexual, hermafrodita ou partenogênese Sistema nervoso: Central, periférico e entérico Órgãos sensoriais: anfídios, papilas, fasmídeos Sistema excretor: excretar ou eliminar os resíduos do metabolismo; nem todo possuem. Região da cabeça de Meloidogyne incognita 28/05/2018 5 São organismos tubulares alongado; Afilando-se de maneira gradual ou abrupta; Fusiforme ou subcilíndrico Obesa Aberrante Dimorfismo sexual; Tamanho bastante reduzido Nematoides de vida livre são menores; Varia de 0,3 mm a mais de 8 m (Placentonema gigantissimum); Fitoparasitas: 1a 2 mm. Anatomia e morfologia Forma e tamanho ________________________________________________________________________________________ Morfologia e tamanho relativo de alguns dos mais importantes gêneros de fitonematóides 28/05/2018 6 Estoma (boca) Tipos de estilete OdontostílioEstomatostílio U. Zunke Odontoestílico (odontoestilete): Resultante da modificação de um dente primitivo; • consiste de uma estrutura caniculada com a extremidade anterior cortada em bisel. Estomatostílico (estomatoestilete): resultante da modificação de todo o estoma ou cavidade bucal (fusão das paredes) • encontrado nos fitoparasitas. Odontostilete “Anel guia” Nódulos basais Estomatostilete Tipos de estilete 28/05/2018 7 Ponta Haste Bulbo Tipos de estilete Sistema digestivo: abertura oral C.H. Hopper Boca Papilas (órgãos sensitivos) Lábios 28/05/2018 8 J.D. Eisenback U. Zunke Nematoides Fitoparasitas Tipos de estilete Agrios (2005) a) Tilencóide (Tylenchina) Maior parte dos fitonematoides b) Afelencóide (Aphelenchina) Parasitos da parte aérea c) Dorilaimóide (Dorylaimida) Sistema digestivo _________________________________________________________________ esôfago 28/05/2018 9 Como os nematoides podem causar doenças em plantas? 1. Vetores de patógenos (vírus) 2. Agentes facilitadores de infecção (fungos e bactérias) 3. Parasitas de plantas Agentes facilitadores de infecção (fungos e bactérias) Fonte: Bell (1959) apud Ferraz et al. (2010) Meloidogyne incognita Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum % plantas com murcha Ausente Ausente 0,0 Presente Ausente 1,2 Ausente Presente 2,5 Presente Presente 69,0 Como os nematoides podem causar doenças em plantas? 28/05/2018 10 Relação patógeno-hospedeiro Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPA Clima Temperado) Se reproduzem na planta ou no solo Dioicos –dimorfismo sexual Reprodução sexual, hermafrodita ou partenogênese – maioria por anfimixia; Ovíparos ou ovovivíparos; Quantidade de ovos variável – aprox. 500 ovos por fêmea; Reprodução 28/05/2018 11 São biotróficos – parasitas obrigatórios; Ocorrem em maior abundância 15-30 centímetros de solo. Juvenil realiza 4 trocas ecdises Biologia de fitonematoides __________________________________________________________________________________________________________________________________ Ciclo de vida típico de um fitonematoide Ecdise ___________________________________________________________________________- (troca de cutícula) 28/05/2018 12 Gênero/Espécie ovos por fêmeas Meloidogyne 800 - 2850 Rotylenchulus reniformis 50 - 120 Tylenchulus semipenetrans 150 - 300 Radopholus similis 150 - 400 Ditylenchus dipsaci 200 - 500 Aphelenchoides besseyi 150 - 400 Heterodera glycines 400 - 700 Bursaphelenchus cocophillus 200 - 400 Pratylenchus 100 - 200 Produção de ovos por fêmea de alguns fitonematoides (A) ovos de nematoides. (B) ovos de nematoides e juvenis a eclosão da segunda fase. (C) pronto para infectar planta. (D)juvenil e adulto nematoides ectoparasitos anel alimentando-se de raiz. (E) Aphelenchus nematoides presentes no interior das instalações células. (F) Radopholus nematoides de alimentação dentro da raiz da planta. Etapas de um ciclo de vida e o processo de infecção de fitonematoide 28/05/2018 13 Nematoides fitopatogênicos Ovos de nematoides Ovo com 2 células Ovo com 4 células Juvenil dentro do ovo Juvenil dentro do ovo Juvenis eclodem Atração dos juvenis pelas raízes Juvenis penetram nas raízes 28/05/2018 14 Gênero/Espécie duração do ciclo em dias Meloidogyne 28 Rotylenchulus reniformis 24 a 29 Tylenchulus semipenetrans 42 a 56 Radopholus similis 20 a 25 Ditylenchus dipsaci 19 a 25 Aphelenchoides besseyi 8 a 10 Heterodera glycines 21a 24 Bursaphelenchus cocophillus 9 a 10 Pratylenchus 45 a 65 Duração do ciclo de vida de alguns fitonematoides Relação patógeno-hospedeiro Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPA Clima Temperado) Infecção/penetração: • Diretamente na superfície da raiz • Impulsos repetidos de vai- e-vem de seus estiletes • Insere apenas o estilete ou penetra completamente a raiz 28/05/2018 15 Infecção _________________________________________________________________________ Enzimas Degradação da parede celular Estilete Perfuração, sem ruptura da membrana plasmática no sítio alimentar (sedentários) ou com ruptura (migradores). Métodos de penetração de um nematoide Infecção _________________________________________________________________________ 28/05/2018 16 Ação dos nematoides como parasitas de plantas ________________________________________________________________________________________________________________________ Traumática: injúrias mecânicas decorrentes do movimento no tecido vegetal. Espoliadora: desvio de nutrientes da planta para o nematoide. Tóxica: secreção de enzimas e toxinas prejudiciais à planta. Gênero/Espécie Estádios Meloidogyne 2o Rotylenchulus reniformis adulto fêmea Tylenchulus semipenetrans 2º Radopholus similis 2º, 3º, 4º adulto fêmea Ditylenchus dipsaci 4º Aphelenchoides besseyi 2º, 3º, 4º e adultos Heterodera 2º Bursaphelenchus cocophillus 3º Pratylenchus 2º, 3º, 4º adultos Estádios em que fitonematoides infectam as culturas 28/05/2018 17 Relação patógeno-hospedeiro Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPAClima Temperado) Colonização: Intra ou intercelular; Colonização se dá pelo aumento no numero de indivíduos: ovos 1. Endoparasitas sedentários: penetram no sistema radicular e não retornam ao solo. 2. Endoparasitas migradores: penetram no sistema radicular, locomovem-se e podem retornar ao solo. 3. Semi-endoparasitas: penetram apenas a parte anterior do corpo no sistema radicular. 4. Ectoparasitas: não penetram no sistema radicular, apenas introduzem o estilete. Colonização e alimentação ___________________________________________________________________________________________________________ 28/05/2018 18 Colonização ___________________________________________________________________________________________________________ Colonização ______________________________________________________________________ A) Endoparasita sedentário (Meloidogyne sp.); B) Semi-endoparasita (Tylenchulus semipenetrans); C) Endoparasita migrador (Radopholus similis); D) Ectoparasita (Mesocriconema xenoplax); A B C D Fonte: University of Maryland 28/05/2018 19 Colonização ______________________________________________________________________ Colonização ______________________________________________________________________ 28/05/2018 20 CAUSA DE DANOS AS PLANTAS a) O nematoide necessita encontrar a fonte de sua nutrição b) Depois necessita introduzir seu estilete (aproximadamente 0.3 µ m) através da parede celular, para sugar o conteúdo citoplasmático; c) O conteúdo citoplasmático é sugado mecanicamente via estilete, pela ação do bulbo mediano do esôfago, que deve ser essencialmente na forma líquida; d) Enzimas encontrada: celulases e pectinases. e) Estas enzimas podem estar presente no intestino, para digerir o citoplasma ingerido das células dos vegetais. Alimentação ___________________________________________________________________________________________________________ CAUSA DE DANOS AS PLANTAS a) Lesão mecânica – Perfuração da célula pelo estilete b) Injeção de saliva – A maioria dos danos parece ser causada por uma secreção de saliva injetado nas plantas enquanto que os nematoides estão a alimentar Alimentação ___________________________________________________________________________________________________________ 28/05/2018 21 a) Rápida – Eles punção sobre a parede celular - injetam saliva para dentro na célula, retirando parte do conteúdo da celular; – Danos causados pela secreção da saliva; – Poucos segundos b) Lenta – Pode se alimentar durante várias horas ou dias – Fêmeas sedentárias Alimentação ___________________________________________________________________________________________________________ O processo de alimentação faz com que as células de plantas afetadas pare de reagir, resultando em pontas de raízes mortas ou desvitalizadas e formação de lesão e ruptura do tecido, inchaços e galhas de vários tipos VELOCIDADE DE ALIMENTAÇÃO Dissolução de tecidos infectados por enzimas de nematoides Indução de células gigantes por Meloidogyne spp. 28/05/2018 22 Fonte Relação patógeno-hospedeiro Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPA Clima Temperado) Disseminação: Intra ou intercelular; Colonização se dá pelo aumento no numero de indivíduos: ovos 28/05/2018 23 Os nematoides podem ser disseminados principalmente: Pelos seus próprios meios (movimentos lentos); Material propagativo infectado (sementes, mudas, tubérculos, etc); Por implementos agrícolas contendo solo infestado; Por animais domésticos; Por insetos; Por água de irrigação e infiltração; Disseminação ______________________________________________________________________________________________________ Relação patógeno-hospedeiro Ciclo de Meloidogyne sp. em morangueiro. (EMBRAPA Clima Temperado) Sobrevivência: • Ovos/ cistosdormentes no solo; • Juvenis e adultos latentes em sementes; • Parasitando 28/05/2018 24 Sobrevivencia ______________________________________________________________________ Adaptações fiosiológicas para sobrevivencia QUIESCÊNCIA: Redução do metabolismo Movimentação reduz ou cessa; Desenvolvimento cessa; Metabolismo lento, mas detectável; CRIPTOBIOSE: Estado de latência Anidrobiose (água) Criobiose (temperatura) anoxibiose (oxigênio) SENESCÊNCIA: Processos normais no ciclo de vida Anguina tritici 35 anos de dormência Tempo de sobrevivência de alguns gêneros de fitonematoides no solo Nematoide Sobrevivência na Ausência de plantas hospedeiras Mesocriconema xenoplax 2 anos Globodera palida 10 a 15 anos Heterodera glycines 4 a 7 anos Meloidogyne spp. 1 a 12 meses Pratylenchus coffeae 6 meses Radopholus similis 9 a 14 meses Pratylenchus brachyurus 21 meses Tylenchulus semipenetrans 3 a 10 anos Rotylenchulus reniformis 18 meses a 2 anos Fonte: Adaptado de Ferraz et al. (2010) Sobrevivencia ______________________________________________________________________ 28/05/2018 25 Relação patógeno-hospedeiro Ambiente ________________________________________________________________ Embriogênese Eclosão Crescimento Reprodução Baixa umidade Interrupção Inibição Retardamento - Alta umidade - Inibição - - Temperatura baixa - Inibição Morte ou inibição Redução Temperatura alta Interrupção Inibição Morte ou inibição Redução Influencia da temperatura e umidade no ciclo de vida dos fitonematoides 28/05/2018 26 S I N T O M A S Galhas –MeloidogyneGalhas –Meloidogyne Como resultado da ação dos nematoides sobre a planta temos os sintomas no campo e na planta. • Efeito sobre a fotossíntese e na absorção de água pelas raízes a) Sintomas no campo Tamanho desigual das plantas Murcha nas horas mais quentes do dia Folhas e frutos de menor tamanho Declínio da planta Nanismo ou entouceramento Exibição exagerada de deficiências nutricionais Redução de produção. Sintomas ____________________________________________________________________________________ 28/05/2018 27 b) Sintomas nas plantas Sistema radicular denso, com formação excessiva de raízes laterais ou sistema radicular deficiente e pobre Galhas nas raízes, tubérculos, bulbos, ou qualquer outra parte da planta em contato com o solo Rachaduras nas raízes Paralisação do crescimento, raízes amputadas, ou morte das pontas das raízes Necroses em órgãos aéreos e subterrâneos Manchas escuras em folhas Podridões Formação de sementes anormais Anel vermelho Sintomas ____________________________________________________________________________________ Nematoide na cultura da soja Nematoide em tubérculo 28/05/2018 28 SINTOMAS DE GALHAS NAS RAÍZES Sintomas ____________________________________________________________________________________ Nematoide na cultura da soja - Os primeiros sintomas são em reboleiras Sintomas ____________________________________________________________________________________ 28/05/2018 29 Sintomas causados por Pratylenchus brachyurus em Coffea arabica Pratylenchus brachyurus em cultivar suscetível a esquerda Sintomas ____________________________________________________________________________________ Tombamento de bananeira provocada pelo ataque de Radopholus Galerias no interior da raiz provocadas por Radopholus Sintomas ____________________________________________________________________________________ 28/05/2018 30 Sintomas ____________________________________________________________________________________ Controle _________________________________________________________ Métodos Culturais - Rotação de culturas - Inundação de pequenas áreas - Operações culturais como aração e gradagem - Incorporação de matéria orgânica - Época de plantio e colheita - Variedades resistentes - Utilização de plantas atraentes, repelentes ou armadilhas (específicas para endoparasitas sedentários). Métodos Biológicos - Fungo: Dactylella oviparasitica como parasita de ovos deMeloidogyne Métodos Físicos - Esterilização do solo através de calor úmido e de partes da planta pela água aquecida. Métodos Químicos Uso de nematicidas que podem ser fumigantes ou sistêmicos (pouco utilizado). 28/05/2018 31 Principais fitonematoides Parte dos Slides foram retirados da apresentação do professor Dr. Giovani de Oliveira Arieira Meloidogyne sp. (Formadores de galhas) Parasitam uma ampla variedade de plantas - + 2000 espécies; Reduzem cerca de 5% da produção agrícola\ Mais de 50 espécies; M. javanica, M. Incognita e M. exigua Endoparasita sedentário Acentuado dimorfismo sexual Ciclo: 30- 45 dias Principais espécies no Brasil: M. incognita, M. javanica, M. paranaensis, M. coffeicola, M. hapla, M. arenaria, M. exigua, M. enterolobii. 28/05/2018 32 Meloidogyne sp.: ciclo Fonte: Agrios (2005) Fases do ciclo de vida do nematoide de galhas (A) de ovos de nematóides com segundo estágio juvenil prontos para eclodir. (B) de segunda fase juvenil tecidos de raízes penetrantes. (C) do nematoide de galhas-Fêmea em raiz da planta causando a formação de e alimentando-se de "células gigantes". (D) Seção longitudinal de Meloidogyne. (E) Fêmea ovipositando para fora da raiz. 28/05/2018 33 Meloidogyne spp. Fêmea Massa de ovos 28/05/2018 34 Sintomatologia Meloidogyne spp Indiretos Plantas tamanho desigual Deficiência nutricional Murcha Desfolhamento Redução da produtividade Diretos Formação das galhas Redução do volume do Sist. Radicular Rachaduras Descolamento cortical 28/05/2018 35 Meloidogyne sp.: sintomas Meloidogyne sp.: sintomas 28/05/2018 36 Pratylenchus sp. (Lesões radiculares) Polífagos; Endoparasita migrador –galerias nas raízes Todos os estágios larvais e os adultos são infectivos/migradores; Penetração pode ser inter e intracelular, por ação mecânica e enzimática. Os ovos são depositados nas raízes ou no solo Principais espécies: P. brachyurus, P. zeae, P. jaehni, P. coffeae Disseminação: máquinas e implementos agrícolas Pratylenchus sp.: ciclo Fonte: Agrios (2005) 28/05/2018 37 Sintomatologia Pratylenchus spp Indiretos Plantas tamanho desigual Reboleira Redução da produtividade Diretos Redução no desenvolvimento do SR; Lesões nas raízes (manchas necróticas; Órgãos subterrâneos Pratylenchus sp.: sinais 28/05/2018 38 Pratylenchus sp.: sintomas Pratylenchus sp.: sintomas 28/05/2018 39 Heterodera (Formadores de cistos) Principal espécie: Heterodera glycines; Endoparasita sedentário larva eclodem dos ovos no solo; A fase de juvenil é o único estágio da vida infectante; Ciclo: 21-25 dias; Temperatura: 28 a 31 ºC Os cistos favorecem a disseminação; Disseminação: máquinas e implemento, torrões de terra, nuvens de poeira no preparo convencional do solo e a enxurrada. Heterodera glycines: ciclo Fonte: Agrios (2005) 28/05/2018 40 Sintomatologia Heterodera spp Reboleiras Clorose internerval Deficiência nutricional Redução da produtividade Heterodera glycines: sinais 28/05/2018 41 Heterodera glycines: sinais Heterodera glycines: sintomas 28/05/2018 42 Rotylenchulus reniformis (Nematoide reniforme) Parasitam 57 espécies de plantas de importância agrícola abacaxi, soja, café, feijão, maracujá e algodão. Fêmea: ectoparasita sedentário; Machos: vermiformes e não fitoparasitas; Fêmea adulta imatura – fase infectante Ciclo: 17 a 23 dias Ampla gama de plantas daninhas hospedeiras Rotylenchulus reniformis: ciclo Massa de ovos 28/05/2018 43 Sintomatologia Rotylenchulus spp Indiretos Reboleiras Clorose internerval Redução no crescimento Redução da produtividade Diretos Sistema radicular menos volumoso e raso; Presença de solo aderido às massas de ovos Rotylenchulus reniformis: sinais 28/05/2018 44 Rotylenchulus reniformis: sinais Rotylenchulus reniformis: sintomas
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