Aula 4 - Bactérias fitopatogênicas

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA
CAMPUS ROLIM DE MOURA
DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA
FITOPATOLOGIA I
Bactérias Fitopatogênicas
Profª.: Dra Dalza Gomes da Silva
É uma especialização da fitopatologia que estuda as doenças de plantas causadas por bactérias e outros organismos procariotas.
BACTERIOLOGIA DE PLANTAS
 1 - INTRODUÇÃO
O 1º relato de doença de planta causada por bactéria foi feito por F.M. Draenert na Bahia em 1869
1.1 - Histórico: A bacteriologia de plantas e seus primórdios:
Podridão do topo
Pseudomonas rubrilineans
Thomas J. Burril
Os primeiros trabalhos com valor científico, realizados em 1882 Burril, foram sobre a queima da macieira e da pereira (EUA). 
 1 - INTRODUÇÃO
1.1 - Histórico: A bacteriologia de plantas e seus primórdios:
Em 1889, Erwin F. Smith, considerado o Pai da Fitobacteriologia, foi quem realmente demonstrou a natureza bacteriana de 5 enfermidades de plantas 
 1 - INTRODUÇÃO
1.1 - Histórico: A bacteriologia de plantas e seus primórdios:
Erwin F. Smith: 
o Pai da fitobacteriologia
Em 1912 Gregório Bondar descreveu a murcha bacteriana da mandioca no Brasil, causada por Xanthomonas campestris pv. manihotis 
1.2 - A bacteriologia de plantas no Brasil
 1 - INTRODUÇÃO
Década de 40 o Dr. Otávio Drumond (UFV, Viçosa, MG) fez Pesquisas com Pseudomonas solanacearum
Murcha bacteriana
1.2 - A bacteriologia de plantas no Brasil
 1 - INTRODUÇÃO
Nas décadas de 40 e 50 o Dr. Josué Deslandes (ESAL, Lavras, MG) e a Dra. Victória Rossetti (Instituto Biológico de São Paulo) realizaram importantes pesquisas sobre doenças causadas por bactérias em citros, destacando-se Xanthomonas campestris pv. citri
1.2 - A bacteriologia de plantas no Brasil
 1 - INTRODUÇÃO
Final da década de 50 – Prof. Charles Frederick Robbs, (Escola de Agronomia da UFRJ-RJ) – primeiro fitopatologista brasileiro a se dedicar integralmente a Bacteriologia de plantas. “Pai da Bacteriologia no Brasil”
1.2 - A bacteriologia de plantas no Brasil
 1 - INTRODUÇÃO
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.1 - Formas e tamanho
Formas básicas: 
		esférica 
		bastonete
		espiralada
Bactérias fitopatogênicas: 
	maioria bastonetes
Tamanho: 1,0 a 5,0 μm x 	 0,5 a 1,0 μm
Monococos
Estreptococos
Estafilococos
Bastonetes retos
Estreptobacilos
Diplococos
Bastonetes curvos
Espiroqueta
Espiraladas
Bastonetes curvos
Estreptococos
Monococos
Estreptobacilos
Espiralada
Estafilococos
Sarcina
Diplococos
Estafilobacilos
Bastonetes
S
S
2.2 - Estrutura:
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
Passado
	Pequena importância: 
		Tamanho da célula bacteriana
		Qualidade dos microscópios;
	Interesse: funções bioquímicas e fisiológicas das células: 		estudo de doenças e fermentações.
Presente
	Estudo da célula bacteriana é bem conhecido; 
	Microscopia ótica e eletrônica, técnicas citológicas, corantes e 		marcadores radioativos;
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.2 - Estrutura:
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.2 - Estrutura:
2.2.1 - Cápsula
Camada de polissacarídeo externa a parede celular;
Funções: 
	Aderência
	Proteção (dessecação, radiação, agentes microbianos, 	choques de temperatura, etc.)
	Virulência em algumas bactérias
		Isolados capsulados virulentos
		Isolados não capsulados – avirulentos
Estrutura não essencial: mutantes não capsulados se multiplicam normalmente
P. solanacearum; E. amylovora; X. campestris pv. manihotis e E. caratovora.
Atríquia
Lofotríquia
Monotríquia
Peritríquia
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.2 - Estrutura:
2.2.2 - Flagelos
- Função de locomoção às bactérias fitopatogênicas (filme d’água).
 Importância taxonômica de acordo com o número e o arranjo.
 Pode estar ligado à virulência.
Erwinia
Xanthomonas
Clavibacter
Pseudomonas
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.2 - Estrutura:
2.2.3 – Parede celular
Estrutura rígida responsável por manter a forma da célula;
Estrutura essencial que protege o delicado protoplasto da lise osmótica;
Parece ser indispensável ao crescimento e divisão bacteriano;
Principal componente é o pepitideoglicano;
Estrutura e composição da parede celular permite separar as bactérias em gram positiva e gram negativa.
Obs.: Micoplasmas são bactérias que não possuem parede celular.
Mais permeável
Menos permeável
Gram-positiva
Gram-negativa
Micoplasma
Parede celular de bactérias gram-positivas, gram-negativas e micoplasma.
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.2 - Estrutura:
2.2.4 – Membrana citoplasmática
Permeabilidade seletiva a passagem de substâncias de dentro para fora da célula;
Sitio de fosforilação oxidativa;
Algumas bactérias apresentam mesossomas = invaginações da membrana para aumentar a área superficial e que podem representar regiões especializadas envolvidas na geração de energia.
Denomina-se como citoplasma todo conteúdo celular envolvido pela membrana citoplasmática;
Contém em torno de 80% de água, ácidos nucléicos, proteínas, carboidratos, lipídios, íons orgânicos e muitos compostos de baixo peso molecular
2- MORFOLOGIA E ESTRUTURA DA CÉLULA BACTERIANA 
2.2 - Estrutura:
2.2.5 - Citoplasma
2.2.5.1- Ribossomos
Partículas densas onde ocorre a síntese protéica;
Consistem de duas subunidades de tamanhos diferentes (50 S e 30 S) que juntas formam o ribossomo bacteriano (70S).
Constituído por rRNA e proteínas
2.2.5.1- Material genético
Bactérias não possuem núcleo típico – material genético fica disperso no citoplasma
a) - Cromossomo:
Somente 1 cromossomo; DNA fita dupla circular; não possui membrana nuclear;
Informação genética essencial para vida da célula bacteriana;
b) – Plasmídeo:
Pequena molécula de DNA, normalmente circular , auto-replicativa e que não faz parte do 	cromossomo bacteriano;
Podem estar ausentes ou existir de um a vários por célula;
Pode ser transferido de uma célula para outra por conjugação;
Carregam genes que codificam para resistência a antibióticos, enzimas que degradam substâncias químicas complexas, produção de bacteriocinas e patogenicidade.)
2.2.5 - Citoplasma
3- CRESCIMENTO E REPRODUÇÃO EM FITOBACTERIAS 
3.1 - Reprodução em bactérias:
PG
O PG = Período de geração: tempo necessário para que a célula se divida.
 Para a maioria das fitobactérias é de 20-60 minutos
Reprodução por fissão binária ou divisão simples.
3- CRESCIMENTO E REPRODUÇÃO EM FITOBACTERIAS 
3.2 - Curva de crescimento bacteriano:
A
B
E
D
C
Fase LAG
Fase exponencial
Fase estacionária
Fase de morte
 Tempo
LOG do nº de células
Manual de Bergey (Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology) - referência sobre taxonomia de bactérias para uso internacional
4 - POSIÇÃO TAXONÔMICA DAS FITOBACTÉRIAS
Bactérias – organismos procariotas;
	1968 – Murray – propôs a criação do Reino Prokariotae;
	1974 – Corpo editorial do Manual de Bergey aceita proposição;
Edição de 1984: 
	Mantém a existência do Reino Prokariotae;
	Posicionamento das bactérias em 33 seções com base em 		caracteres simples das células (forma e reação de 		gram)
Bactérias:
	Cerca de 4000 espécies descritas;
	A maioria são saprófitas;
	Cerca de 150 espécies causam doenças em plantas;
	
Principais gêneros:
	Grupo corineforme (+) (Clavibacter, Arthobacter, 					Curtobacterium e Rhodococcus)
	Erwinia (-)
	Agrobacterium (-)
	Pseudomonas (-)
	Xanthomonas (-)
	Ralstonia (-)
	Xylella (-)
	Streptomyces (+)
Grupo Corineforme
Aeróbico estrito
Anaeróbico facultativo
Erwinia
Xanthomonas
Agrobacterium
Pseudomonas
Clavibacter
Arthobacter
Curtobacterium
Rhodococcus
Produz xantomonadinas 
(colônias amarelas em meio de cultura)
Produz pigmentos fluorescentes
Gram (+)
Gram -
Causa tumores
Outros sintomas
Não usa asparagina como fonte de C e N
Usa asparagina como fonte de C e N
BACTÉRIAS FITOPATOGÊNICAS
Gênero Ralstonia:
	Bastonetes gram-negativosAeróbias estritas
	Colônias não-pigmentadas em meio de cultura
	Não induzem tumores ou galhas
	Acumulam poli-β-hidroxibutirato
Gênero Xylella:
	Bastonetes gram-negativos
	Aeróbias estritas
	Colônias não-pigmentadas em meio de cultura
	Colônias atríquias
	Não induzem tumores ou galhas
	Nutricionalmente fastidiosa
	Colonizam o xilema das plantas hospedeiras
Gênero Streptomyces:
	Procariotos filamentosos
	Gram-positivo
	Todas as espécies são habitantes do solo
5.1 - Sobrevivência
Fase residente
Fase saprofítica
Fase patogênica
Fase latente
5 - CICLO DAS RELAÇÕES 
BACTERIA- HOSPEDEIRO
5.1 - Sobrevivência
NO SOLO:
	- Principalmente em associação com restos culturais em 	decomposição;
	- Livremente no solo – para bactérias habitantes do solo;
	- Associado a rizosfera de plantas hospedeiras e não-hospedeiras;
	- Exsudatos bacterianos naturais;
NAS PLANTAS:
	- Em lesões (importantes para plantas perenes);
	- Exsudatos bacterianos naturais;
	- População residente (em plantas hospedeiras, não-	hospedeiras e daninhas);
NAS SEMENTES:
	- Na superfície;
	- Internamente (difícil de erradicar);
A Longas distâncias: sementes e mudas
5.2 - Disseminação
A curtas distâncias:
5.2 - Disseminação
Chuva
Irrigação por aspersão
vento
Tratos culturais
Insetos vetores
5.3 - Penetração
5.3.1 - Penetração por aberturas naturais
Lenticelas
Estômatos
Flor
Tricomas
Hidatódios
Nectários
Tratos culturais
insetos
Podas
Nematóides
Alongamento de raízes
Intempéries
Fungos
Desbrotas
Abscisão de órgãos
Ressecamento do solo
5.3 - Penetração
5.3.2 - Penetração por ferimentos
5.4 – Colonização e multiplicação
Somente se multiplicam:
	Nos espaços intercelulares – resultando em sintomas de mancha, podridão mole, hiperplasia, etc.
	Nos feixes vasculares – resultando em sintomas de murcha, cancro, morte dos ponteiros, etc.
5.4 – Colonização e multiplicação
SINTOMAS CAUSADOS POR FITOBACTÉRIAS
Manchas
Podridões moles
Hiperplasia
Cancros
Murcha
Sarna
Morte de ponteiros
Manchas Foliares
Podridão mole
Hiperplasia
Cancros
Murcha 
Sarna 
Morte das pontas 
7. Algumas fitobactérias importantes e as doenças causadas por elas 
Agrobacterium tumefasciens (galha em coroa)
Ralstonia solanacearum (murchadeira das solanáceas)
Pectobacterium carotovora subsp. carotovora (Podridão mole da cebola)
Pectobacterium spp. (Podridão mole em repolho)
Observações de sintomas
Xanthomonas axonopodis pv. citri Cancro cítrico 
Xanthomonas fragariae (manchas foliares)
Xanthomonas campestris pv. vitians (mancha foliar em alface) 
Xanthomonas fragariae (mancha angular em folhas de morangueiro) 
Xanthomonas campestris pv. campestris Podridão negra das crucíferas
Xylella fastidiosa (amarelecimento e dessecação de folhas)
Xylella fastidiosa (frutos de citros doentes e saudáveis) 
Xylella fastidiosa (desfolhamento dos ramos mais altos)
Xylella fastidiosa sintomas em folhas (clorose variegada)
Xylella fastidiosa ocupando o xilema da planta hospedeira
5 m
Murcha
Cancro
Seca dos ponteiros
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
Dificuldades:
	Inexistência de produtos químicos eficientes;
	Rápido aumento do inóculo em curto espaço de tempo;
	Disseminação eficiente;
O controle deve ser integrado – adoção de diversas medidas de controle desde 	antes do plantio até no final da comercialização.
Medidas de controle:
Legislação Fitossanitária
	Quarentena
	Certificação
	Erradicação
Práticas culturais
Controle biológico
Uso de variedades resistentes
Controle químico
	Antibióticos
	Ativadores químicos
	Tratamento de sementes
	Fungicidas cúpricos
Não existe método curativo para a doença. 
Erradicação do material contaminado  única forma de eliminar o cancro cítrico.
Etapas: 
		Levantamento da doença;
		Regulamentação da movimentação do patógeno
		Destruição do material doente quando.
Cancro cítrico : Xanthomonas axonopodis pv. citri
Inspeção a 100% 
Inspeção a 20% 
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
Campanhas de erradicação
Erradicação de plantas focos 
e raio de 30 metros
Vista aérea de propriedades com áreas onde foi feita a erracadicação 
Processo de erradicação de focos de cancro cítrico 
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
6.1 – Legislação fitossanitária:
6.1.3)- Campanhas de erradicação
Escolha da área de plantio;
Evitar terrenos sujeitos a encharcamento;
Uso de materiais propagativos livres de patógenos;
Variedades resistentes;
Rotação de culturas;
Nutrição adequada das plantas;
Densidade de plantio;
Irrigação;
Medidas sanitárias (Remoção e queima de plantas infectadas; desinfestação de instrumentos de trabalho e das mãos após colheita de plantas doentes). 
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
6.2 - Práticas Culturais:
6.3 - Controle biológico - Biopesticidas ou Pesticidas Biológicos
Agrobacterium tumefasciens
Produtos à base de Agrobacterium radiobacter 
Norbac 84-C; Agtrol; Galtrol; Diegal
 
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
Utilização de um organismo antagonista para controle do patógeno
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
6.3 - Controle biológico - Biopesticidas ou Pesticidas Biológicos
Antagonista: Agrobacterium radiobacter (saprófita)
Produz uma bacteriocina: Agrocina 84
Esta produção é mediada pelo plasmideo pAgK84 – região “tra”
região “tra” do plasmideo pode ser transferido para outras bactérias por conjugação;
Esta região do plasmideo também confere resistência a agrocina 84
Cromossomo
Plasmideo pAgK84 
Produção da Agrocina 84
Resistência a Agrocina 84
Transferência (genes tra)
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
6.3 - Controle biológico - Biopesticidas ou Pesticidas Biológicos
Patogeno: Agrobacterium tumefasciens
 	induz formação de tumores em plantas hospedeiras
Plasmideo Ti (tumorogênese e sensibilidade a agrocina 84)
Cromossomo
Plasmideo Ti
Tumorogenese
Sensibilidade a Agrocina 84
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
6.3 - Controle biológico - Biopesticidas ou Pesticidas Biológicos
O mecanismo de controle biológico exercido é complexo e envolve o efeito bactericida da agrocina 84, competição por sítios de penetração e competição por nutrientes;
Estratégia:
Rizosfera
Tempo
População
Antagonista
Patógeno
a) - Fungicidas cúpricos 
	- São também bactericidas, relativamente baratos, facilmente 	encontrados no mercado, uso preventivo;
 
b) - Antibióticos agrícolas – problemas associados:
	- Produtos caros;
	- Eficientes quando aplicados preventivamente;
	- Facilmente removidos “laváveis” pela chuva;
	- Bactérias que estão no solo ou no interior dos tecidos dificilmente 	são atingidos pelo principio ativo do produto.
	- Resíduos nos alimentos;
	- Uso freqüente pode levar ao aparecimento de populações 		bacterianas resistentes ao principio ativo usado.
6.4 - Controle químico: em geral tem-se mostrado ineficiente.
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
População natural
Pulverização 
Pulverização consecutivas
c) – Ativadores químicos
	Não tem efeito inibitório sobre patógenos;
	Ativam mecanismos de resistência das plantas
	Caso de indução de resistência chamado de SAR (Systemic 	resistance acquired) = resistência sistêmica adquirida
6.4 - Controle químico: em geral tem-se mostrado ineficiente.
6 – CONTROLE DE DOENÇAS BACTERIANAS
Até a próxima aula!