RESUMO EXPANDIDO 276/449 ALTERAÇÕES

RESUMO
19ªEXPANDIDO
RAIB
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276/449
ALTERAÇÕES CITOPÁTICAS INDUZIDAS POR POTYVIRIDAE EM ARÁCEAS
S.R. Galleti, R. Lombardi*, E.B. Rivas
Instituto Biológico, Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Sanidade Vegetal, Av. Cons. Rodrigues Alves,
1252 CEP 04014-002, São Paulo, SP, Brasil. E-mail: [email protected]
RESUMO
Ultraestruturalmente, os membros da família Potyviridae podem ser identificados pela presença de inclusões citoplasmáticas cilíndricas (ICs). Entretanto, inclusões nucleares e massas
amorfas podem, também, estar presentes em infecções causadas por algumas espécies dessa
família de fitovírus. Visando realizar estudos adicionais sobre as alterações ultraestruturais
induzidas por Potyviridae em aráceas infectadas, duas amostras de Dieffenbachia amoena e duas
Xanthosoma sagittifolium, com sintomas característicos de infecção viral, foram coletadas e processadas para observações de cortes ultrafinos ao microscópio eletrônico de transmissão. Pela
observação dos cortes ultrafinos ao microscópio eletrônico pode-se detectar a presença de ICs,
nas quatro amostras avaliadas; assim como massas amorfas, semelhantes àquelas relatadas para
algumas espécies de Potyvirus, no citoplasma de células de Dieffenbachia, e agregados de material
fibrilar em Xanthosoma. Tais agregados podem representar uma nova alteração citopática para
espécies de Potyvirus. Vesículas no estroma periférico de cloroplastos e outros plastídeos foram
observados apenas nas amostras de Xanthosoma. As alterações detectadas em X. sagittifolium ainda
não haviam sido relatadas em infecções de Potyviridae. Porém, a presença das vesículas nos
plastídeos de todos os tipos celulares dessa espécie dificulta o relacionamento da sua presença
com a infecção viral.
PALAVRAS-CHAVE: Espécies ornamentais, Araceae, microscopia eletrônica, ultraestrutura, alterações citopáticas, Potyviridae.
ABSTRACT
CYTOPATHIC ALTERATIONS INDUCED BY POTYVIRIDAE IN AROIDS. The members of
the Potyviridae family can be identified by the presence of cytoplasmatic cylindrical inclusions
(CIs). However, other kinds of nuclear inclusions and amorphous masses can also be present in
infections by some potyviridae species. With the aim of adding to the knowledge concerning
ultrastructural alterations in Potiviridae-infected aroids, two Dieffenbachia amoena and two Xanthosoma
sagittifolium samples showing typical viral-infection symptoms were collected. The procedures
to obtain ultra-thin sections from the samples were performed. Transmission electron microscopy
observations revealed the presence of CIs in all the samples, as well as amorphous masses in the
cytoplasm from Dieffenbachia cells, similar to inclusions found in some Potyviridae species; and
fibrilar material aggregates in Xanthosoma. The aggregates can represent a novel cytopathic
structure. Vesicles in chloroplasts and other plastid peripheral stroma were observed in Xanthosoma
samples only. The alterations found in Xanthosoma have not been previously reported in Potyviridae
infections; however the presence of vesicles in the plastids from all kinds of cells make it difficult
to establish the relationship of vesicles to viral infection.
KEY WORDS: Ornamental species, Araceae, electron microscopy, ultrastructure, cytopathic
alterations, Potyviridae.
INTRODUÇÃO
As espécies de vírus da família Potyviridae possuem genoma de RNA, fita simples, senso positivo e
poliadenilado, encapsidado em partículas alongado-
flexuosas (BERGER et al., 2000). Essa família representa
cerca de 30% de todos os vírus que infectam plantas.
Os membros dos seis gêneros (Bymovirus, Ipomovirus,
Macluravirus, Potyvirus, Rymovirus e Tritimovirus) que
compõem essa família têm por característica induzir
*Bolsista CNPq/PIBIC/IB.
Biológico, São Paulo, v.68, Suplemento, p.630-633, 2006
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a formação de inclusões citoplasmáticas cilíndricas
(ICs) (BERGER et al., 2000). As ICs podem assumir as
formas de: estruturas cônicas, “cataventos”, túbulos,
agregados laminares longos e retos ou curtos e curvos (SHUKLA et al., 1994; BERGER et al., 2000; CARVALHO et
al., 2004). Além dessas inclusões, os Potyviridae podem induzir inclusões nucleares (IN) e a formação de
massas amorfas (CARVALHO et al., 2004).
Este trabalho teve por objetivo realizar estudos
adicionais sobre as alterações ultraestruturais
induzidas por Potyviridae em aráceas infectadas.
MATERIAL E MÉTODOS
As amostras da família Araceae, Dieffenbachia
amoena (A67 e A75) e Xanthosoma sagittifolium (A97 e
A98), coletadas em regiões produtoras do Estado de
São Paulo ou em jardins da Cidade de São Paulo, respectivamente, foram previamente diagnosticadas
como infectadas por vírus da família Potyviridae através da presença de ICs (RIVAS, 2002) e de RT-PCR realizada com ‘primers’ específicos (RIVAS, 2002; RIVAS et
al., 2003). D. amoena (A67 e A75) apresentavam sintomas foliares de manchas e anéis concêntricos
cloróticos com contorno necrótico avermelhado (A67),
além de manchas e faixas-de-nervuras cloróticas
(A75). X. sagittifolium apresentavam anéis cloróticos,
mosaico e faixas esbranquiçadas paralelas às
nervuras (A97) ou manchas cloróticas com centro verde e mosaico (A98).
Fragmentos foliares de cada uma das amostras
foram fixados em glutaraldeído, pós-fixados em
tetróxido de ósmio, contrastados/fixados com acetato
de uranila e infiltrados por resina Spurr. Secções
ultrafinas foram, então, negativamente contrastados
em acetato de uranila 2,5% e citrato de chumbo e observadas ao microscópio eletrônico de transmissão
(CARVALHO et al., 2004).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As observações ao microscópio eletrônico de transmissão, dos cortes ultrafinos das amostras foliares de
D. amoena, revelaram a presença de corpos amorfos
que se apresentaram sob a forma de massas, pouco
elétron-densas, imersas na região do citoplasma com
estruturas filamentosas (Fig. 1). Os cloroplastos do
mesófilo desta espécie apresentaram, em sua maioria, tilacóides estruturados, com grandes grãos-deamido, mas com diferentes formas (Fig. 2).
Em ambas as amostras de Xanthosoma, a
visualização ao microscópio eletrônico evidenciou a
presença de agregados de material fibrilar elétrondenso no citoplasma (Fig. 3). Além disso, cloroplastos
(Fig. 4) e outros plastídeos (Fig. 5), de diferentes tipos
celulares, apresentavam vesículas no estroma periférico. Estas vesículas eram mais conspícuas e ocupavam toda a extensão de todos os tipos de plastídeos,
quando a organela mostrava sinais de senescência
(Fig. 4); já em outras situações as vesículas eram discretas e apresentavam distribuição irregular (Fig. 5).
Assim, além das ICs previamente observadas nas
4 amostras de aráceas (RIVAS, 2002), detectou-se a presença de corpos amorfos em D. amoena A67 e A75, os
quais se assemelham aos relatados em infeções por
Bean yellow mosaic virus, Papaya ringspot virus, Potato
virus Y, Tobacco vein mottling virus, Turnip mosaic virus
e Watermelon mosaic virus (SHUKLA et al., 1994). Estas
inclusões amorfas foram descritas, na literatura, como
massas arredondadas com subestrutura homogênea
contendo material finamente granular, tubular, fibrilar
ou conter elementos semelhante a bastões (RIEDEL et
al., 1998).
Materiais fibrilares, como aqueles observados nas
amostras de Xanthosoma, não estão descritos na literatura relacionada aos Potyviridae. Entretanto, muitas espécies de vírus dessa família induzem, alterações no sistema de membranas e organelas, diferentes daquelas observadas nos processos de senescência
celular, tais como: proliferação e aglomeração de
retículo endoplasmático; aumento e agrupamento dos
mitocôndrios, cloroplastos e peroxissomos (SHUKLA et
al., 1994). Nas amostras aqui estudadas, foram observadas alterações típicas do processo de senescência,
tais como: afrouxamento de cristas mitocondriais e
do sistema de tilacóides de cloroplastos, além de
cloroplastos com maior concentração de lipídios. Este
processo pode ter sido acelerado pela infecção viral,
como aqueles já relatados em literatura (MÁS et al.,
2000). Em X. sagittifolium, foram observadas vesículas
nos estromas periféricos de cloroplastos e outros
plastídeos, sendo o número e o tamanho dessas
vesículas variáveis; aparentemente, o maior número
de vesículas encontrava-se em cloroplastos com certo
grau de afrouxamento dos tilacóides.
A infecção por alguns gêneros de fitovírus pode
induzir a formação de vesículas no estroma periférico dos cloroplastos de células infectadas. Assim, a
infecção por Tymovirus, por exemplo, induzem a formação de vesículas de membrana dupla no estroma
periférico de cloroplastos (G ALLETI , 2005) e de
plastídeos de células de raiz (ROSAS et al., 2006). Por
outro lado, em infecções por Potyviridae não têm sido
relatadas alterações específicas em cloroplastos
(CHRISTIE & EDWARDSON, 1977; FRANCKI et al., 1985). Convém destacar que algumas plantas, como as espécies
com fotossíntese C 4 , possuem, naturalmente,
cloroplastos com um sistema de vesículas e túbulos
anastomosados, localizados na periferia do estroma,
denominado retículo periférico (RIVAS, 1996).
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Figs. 1 a 5- Micrografias de cortes ultrafinos de folhas infectadas de Dieffenbachia e Xanthosoma. Fig. 1: Inclusões
amorfas (Ia), pouco elétron-densas, imersas em regiões do citoplasma de Diefenbachia rica em material filamentoso
(F). Barra =250nm. Fig. 2: Região do mesofilo de Diefenbachia apresentando cloroplastos com tilacóides, grana
bem estruturados e grandes grãos-de-amido. Barra =2500nm e barra do detalhe =800nm. Fig. 3: Citoplasma de
célula de Xanthosoma com agregados de material fibrilar (seta). Barra =250nm. Fig. 4: Citoplasma de célula do
parênquima paliçádico de Xanthosoma apresentando cloroplastos com vesículas, grãos-de-amido e glóbulos
lipídicos (L). Barra =500nm. Fig. 5: Feixe vascular com células de Xanthosoma contendo plastídeos (Pl) com
vesículas; detalhe de um plastídio com vesículas periféricas. Barra =2500nm e barra detalhe =800nm. A–
Grãos de amido; C– Cloroplasto; Cc– Célula companheira; E- Elemento crivado; M– Mitocôndrio; N– Núcleo;
O– Glóbulo osmiofílico; P– Parede celular; Pd– Plasmodesmo; Pe– Peroxissomo; Ve– Vesícula
CONCLUSÃO
Pelos resultados obtidos conclui-se que os corpos amorfos presentes nas amostras de D. amoena
são semelhantes àqueles relatados, na literatura internacional, para determinadas espécies de Potyvirus,
enquanto os materiais fibrilares e a presença de
vesículas nos plastídeos de X. sagittifolium não haviam sido, até o presente, relatados em infecções por
espécies de vírus da família Potyviridae. Entretanto,
o fato das vesículas estarem presentes no estroma
periférico de cloroplastos e de outros plastídeos de
todos os tipos celulares de X. sagittifolium dificulta o
seu relacionamento com a infecção viral. Novos estudos deverão ser realizados para comparar as alterações causadas pelo processo de senescência com
àquelas causadas pelo processo da infecção por
Potyviridae em Aráceas.
REFERÊNCIAS
BERGER, P.H.; BARNETT, O.W.; BRUNT, A.A.; COLINET, D.;
EDWARDSON, J.R.; HAMMOND, J.; HILL, J.H.; JORDAN, R.L.;
KASHIWAZAKI, S.; MAKKOUK, K.; MORALES, F.J.; RYBICKI, E.;
SPENCE, N.; OHKI, S.T.; UYEDA, I.; VAN ZAAYEN, A.; VETTEN,
H.J. Family Potyviridae. In: VAN REGENMORTEL, M.H.V.;
FAUQUET, C.M.; BISHOP, D.H.L.; CARSTENS, E.B.; ESTES, M.K.;
LEMON, S.M.; MCGEOCH, D.J.; MANILOFF, J.; MAYO, M.A.;
PRINGLE, C.R.; WICKNER, R.B. (Eds.). Virus taxonomy seventh report of the international committee on taxonomy
of viruses. San Diego: Academic Press, 2000. p.703-724.
Biológico, São Paulo, v.68, Suplemento, p.630-633, 2006
19ª RAIB
CARVALHO, N.R.; CAMARGO, R.Z.; GALLETI, S.R. Alterações citopáticas atípicas em espécies infectadas
por membros da família Potiviridae. Arquivos do
Instituto Biológico, São Paulo, v.71, p.98-101, 2004.
Suplemento. 1CD-ROM.
CHRISTIE, R.G. & EDWARDSON, J.R. Light and electron
microscopy of plant virus inclusions. Florida
Agricultural Experiment Stations Monographs, v.9,
155p., 1977.
FRANCKI, R.I.B.; MILNE, R.G.; HATTA, T. Atlas of plant
viruses. Boca Raton: CRC Press, 1985. v.2, 284p.
GALLETI, S.R. Imunolocalização dos sítios de síntese da
capa protéica do Petunia vein banding virus em células infectadas. 2005. 79p. Dissertação (Mestrado)
- Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.
MÁS, P.; SÁNCHEZ-PINA, M.A.; BALSALOBRE, J.M.; PALLÁS,
V. Subcellular localization of cherry leaf roll virus
coat protein and genomic RNAs in tobacco leaves.
Plant Science, v.153, p.113-124, 2000.
RIEDEL, D.; LESEMANN, D.-E.; MAI, E. Ultrastructural
localization of nonstructural and coat proteins of
19 potyviruses using antisera to bacterially
expressed proteins of Plum pox potyvirus.
Archives of Virology, v.143, p.2133-2158, 1998.
RIVAS, E.B. Comportamento do vírus X da batata, anatomia e ultra-estrutura em espécies C4 e C3 – C4 de
Amaranthus e Alternanthera (Amaranthaceae). 1996,
108p. Dissertação (Mestrado) - Universidade de
São Paulo, São Paulo, 1996.
RIVAS, E.B. Anatomia e ultra-estrutura de órgãos
vegetativos de aráceas infectadas por vírus. 2002.
152p. Tese (Doutorado) - Universidade de São
Paulo, São Paulo, 2002.
RIVAS, E.B.; GALLETI, S.R.; DUARTE, L.M.L.; ALEXANDRE,
M.A.V.; CILLI, A.; ESTELITA, E.M. Detecção de
Potyviridae em diferentes espécies de
Dieffenbachia. Arquivos do Instituto Biológico, São
Paulo, v.70, 2003. Suplemento 2. Trabalho apresentado na REUNIÃO ANUAL DO INSTITUTO
BIOLÓGICO, 16., 2003, São Paulo. Resumo 024.
1 CD-ROM.
ROSAS, M.K.; GALLETI, S.R.; CHAGAS, C.M. Detecção de
Petunia vein banding virus no sistema radicular de
petúnia através de imunomarcação com ouro.
Anais do 4° Congresso de Iniciação Científica em Ciências Agrárias, Biológicas e Ambientais, 2006.
SHUKLA, D.D.; WARD, C.W.; BRUNT, A.A. The Potyviridae.
Wallingford: CAB International, 1994. 516p.
Biológico, São Paulo, v.68, Suplemento, p.630-633, 2006
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