Mecanismos de ataque dos patógenos
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Mecanismos de ataque dos patógenos Patógenos necessitam do hospedeiro para retirar nutrientes para o seu metabolismo necessitam desempenhar suas atividades vegetativas e reprodutivas Mecanismos de ataque dos patógenos Patógenos Características necessárias l l l l fixar e penetrar nos tecidos do hospedeiro colonizar ou ser transportado nos tecidos internos no hospedeiro reproduzir-se sobre ou no interior do hospedeiro alterar o comportamento normal da planta Mecanismos de ataque dos patógenos Patógenos Como alcançar o interior do hospedeiro? l l l penetração direta ferimentos aberturas naturais Representação esquemática da estrutura e composição das paredes de células vegetais (Heitefuss & Williams, 1976; Agrios, 1988) Mecanismos de ataque dos patógenos Quais os mecanismos empregados pelos patógenos para penetração, colonização e retirada de nutrientes? Enzimas Polissacarídeos Toxinas Hormônios Mecanismos de ataque dos patógenos Enzimas l l l promovem a desintegração dos componentes estruturais degradam as substâncias presentes nas células afetam diretamente o protoplasma Toxinas l l l afetam diretamente o protoplasma afetam as funções celulares afetam a permeabilidade das membranas Representação esquemática da indução do gene da cutinase em um esporo fúngico pela cutícula da planta (Kolattukudy, 1985) Mecanismo de ação de algumas enzimas pectolíticas: (a) metilpoligalacturonase; (b) trans-eliminase do ácido poligalacturônico (TEPG);(c) metilesterase da pectina (MEP) Mecanismos de ataque dos patógenos Polissacarídeos Afetam a translocação de água, no caso de doenças vasculares Hormônios Promovem a divisão e crescimento celular Mecanismos de ataque dos patógenos Enzimas Ø Degradação enzimática parede celular das substâncias da ü Cutícula l l camada de cera (hidrocarbonetos, álcoois, ácidos graxos e ésteres) cutina (ác. graxos de C16 e C18) ü Lamela média l ácido péctico l ácido pectínico ou pectina l protopectina l lignina Enzimas ü Paredes primária e secundária l l l l celulose hemicelulose glicoproteínas lignina ü Constituintes celulares l proteínas l amido l lipídios ü Parede celular l l lignina suberina ü Membrana plasmática Mecanismos de ataque dos patógenos Enzimas ØComprovação do seu envolvimento na patogênese (EDP) l l l l l Capacidade do patógeno em produzir EDP in vitro Detecção de EDP no sítio de infecção Correlação da produção de EDP e patogenicidade Alterações nas paredes nos sítios infectados, observáveis mediante uso de técnicas de microscopia Reprodução das alterações na parede ou expressão dos sintomas mediante uso de EDP purificadas Mecanismos de ataque dos patógenos Toxinas ØFunções l l estabelecimento do patógeno desenvolvimento dos sintomas Ø Sítios de ligação l l citoplasma membrana plasmática Mecanismos de ataque dos patógenos Toxinas ØPrincipais alterações l l l l alteram a permeabilidade da membrana alteram o potencial da membrana afetam os cloroplastos afetam a atividade das enzimas ØTipos l l toxinas específicas ao hospedeiro toxinas não específicas ao hospedeiro Mecanismos de ataque dos patógenos Atividades potenciais das toxinas - como moléc. supressoras atuando nas respostas dos mecanismos de R; danificando cél., liberando nutrientes às atividades do patógeno; - ocasionando a liberação de enzimas degradativas; - criando micro-ambiente favorável ao patógeno; - facilitando a movimentação do patógeno; promovendo e/ou acelerando a senescência dos tecidos; inibindo a invasão 2ária da planta por outros microrganismos. Mecanismos de ataque dos patógenos Toxinas ØToxinas não específicas (ou fator de virulência ou determinante secundário de patogenicidade) capazes de induzir a manifestação total ou parcial dos sintomas produzidos pelo patógeno, em plantas hospedeiras e nas não hospedeiras contribuem para o incremento da severidade dos sintomas, não sendo essenciais para a sua produção Mecanismos de ataque dos patógenos Toxinas ØToxinas específicas (ou fator de patogenicidade ou determinante primário de patogenicidade) são tóxicas, em concentrações fisiológicas, apenas às sps ou cvs hospedeiras do patógeno, capaz de produzí-las são essenciais para o estabelecimento do patógeno no hospedeiro e para a manifestação dos sintomas Mecanismos de ataque dos patógenos Toxinas ØToxinas específicas (ou fator de patogenicidade ou determinante primário de patogenicidade) Características - - o patógeno e toxina exibem especificidade semelhante em relação ao hospedeiro; a R ou S mostra-se análoga, respectiva/, à insensibilidade ou sensibilidade da mesma à toxina; a virulência dos isolados varia com as respectivas capacidades de produzir toxina Efeito da victorina (Helminthosporium victoriae) na perda de eletrólitos por tecidos de aveia. Tempo (em min), após tratamento dos tecidos com fitoalexina (Scheffer & Samaddar, 1970) Aumentos na respiração de tecidos suscetíveis de aveia em função da concentração de victorina (Helminthosporium victoriae) utilizada. (Krupka, 1958) Efeito da toxina HmT(Helminthosporium maydis, raça T) no acúmulo de K em raízes de milho com citoplasma T (portador da macho esterilidade (Mertz & Arntzen, 1977) Efeito de diferentes concentrações da toxina PC (Periconia circinata) no crescimento de raízes de cultivares de sorgo suscetível ( ) ou resistente ao patógeno (Wolpert & Dunkle, 1980) Respiração em interações compatíveis e incompatíveis de cevada com Erysiphe graminis. (a) Plantas inoculadas somente uma vez, no tempo zero; (b) Plantas inoculadas três vezes aos 0, 2 e 4 dias. (? ) incompatível, ( ) compatível e ( ) testemunha Mecanismos de ataque dos patógenos Reguladores de crescimento l São compostos que ocorrem naturalmente nas plantas, ativos em baixas concentrações e que possuem a capacidade de promover, inibir ou modificar qualitativamente o crescimento das plantas, geralmente agindo à distância do sítio de produção Mecanismos de ataque dos patógenos Reguladores de crescimento ØSintomas l l l enfezamento, supercrescimento, roseta foliar epinastia, desfolha, ramificação excessiva de raízes galhas Mecanismos de ataque dos patógenos Reguladores de crescimento ØAuxinas üpromovem aumento na produção de AIA l l metabolismo inibição da AIA oxidase Mecanismos de ataque dos patógenos Reguladores de crescimento ØGiberelinas üatuam na promoção do crescimento • • • • • • alongamento dos entrenós reversão do nanismo indução de florescimento manutenção da divisão celular dormência apical indução da produção de enzimas Mecanismos de ataque dos patógenos Reguladores de crescimento ØCitocininas üatuam no crescimento e diferenciação celular üinibem a quebra de proteínas e ácidos nucléicos üdirecionam o fluxo de aa e outros nutrientes aos pontos de maior concentração Reguladores de crescimento ØRelação entre o envolvimento de patógenos e efeito das atividades hormonais ü aumento da produção de hormônios já produzidos pelas plantas ü aumento da produção dos mesmos inibidores de cresc. já produzidos pelas plantas ü produz novos e diferentes reguladores de crescimento ü produz novos e diferentes inibidores dos reguladores de crescimento ü pode produzir subst. que estimulam/retardam produção de reguladores de crescimento/inibidores Mecanismos de ataque dos patógenos Alterações fisiológicas induzidas pelos fitopatógenos ØEfeito na permeabilidade das membranas l ativação da ATPase ligada a membrana l perda de eletrólitos l desorganização do sistema de fornecimento de energia para manutenção e reparo da membrana Mecanismos de ataque dos patógenos Alterações fisiológicas induzidas pelos fitopatógenos ØEfeito na translocação ascendente de água e nutrientes inorgânicos l efeito na absorção de água pelas raízes l efeito na translocação da água pelo xilema l efeito na transpiração Mecanismos de ataque dos patógenos Alterações fisiológicas induzidas pelos fitopatógenos ØEfeito na translocação de nutrientes orgânicos através do floema ØEfeito na respiração ØEfeito na fotossíntese ØEfeito na transcrição e tradução
