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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Hipersensibilidade e resistencia sistemica adquirida em feijoeiro moruna NC, induzidas pelo virus do mosaico do feijoeiro do sul dos EUA
Author: Rocha, Andrea Brondani da
Advisor: Vega, Jorge, 1945-
Vega, Banda: Jorge
Abstract: Resumo: As plantas podem ficar sistemicamente protegidas contra diversas moléstias através de uma inoculação prévia com patógenos causadores de necrose. Este fenômeno é conhecido como resistência sistêmica adquirida. O envolvimento de vários mecanismos na indução da resistência adquirida tem sido sugerido. Entre eles estão a resposta de hipersensibilidade, aumento na atividade da peroxidase, e o aumento no conteúdo de ácido salicílico nas folhas resistentes. Esta tese teve como objetivos caracterizar o fenômeno da resistência adquirida em plantas de feijoeiro Moruna nc inoculadas com o vírus VMFS-EUA, quanto à ocorrência da reação de hipersensibilidad e; efeito do número de lesões necróticas necessárias para a indução da resistência; efeito de condições ambientais (radiação e temperatura), duração do fenômeno e efeito da nodulação por Rhizobium tropici; avaliar os processos bioquímicos envolvidos na resistência adquirida, tais como peroxidação de lipídeos, atividade enzimáticas (catalase, peroxidase e fenilalanina amônia-liase) e o envolvimento do ácido salicílico; e estudar o efeito da aplicação de citocininas, ácido salicílico e benzotiadiazole sobre a resposta de hipersensibilidade e a expressão da resistência sistêmica adquirida. Para tanto, na maioria dos experimentos (exceção aos experimentos em que foi estudada a influência do número de lesões ocorridas na indução na expressão da resistência), o feijoeiro Moruna nc foi inoculado na folha primária com o vírus VMFS-EUA purificado, na concentração de 10 ~glmL. Geralmente a reação de hipersensibilidade ocorreu 72 horas após esta inoculação (inoculação de indução). A planta inoculada recebeu outra inoculação ( de desafio) com a mesma concentração de VMFS-EUA, na 23 folha trifoliolada. Quatro dias após esta última inoculação, foram realizados os ensaios enzimáticos e as outras determinações bioquímicas em ambas as folhas, induzi da e desafiada. Nos experimentos em que foi estudada a influência do número de lesões ocorridas na indução na expressão da resistência adquirida, verificou-se que o aumento na concentração viral de 1,7 para 20 JlglrnL durante a inoculação de indução resultou em menos lesões ocorridas no desafio, tanto nos experimentos realizados em casa de vegetação como em câmara de crescimento. As mudanças realizadas experimentalmente na radiação luminosa incidente não resultaram em alterações na expressão da resistência adquirida. No entanto, a aumento na temperatura de 20°C para 30°C causou uma redução no número e tamanho de lesões ocorridas no desafio. De um modo geral, a resistência adquirida teve duração de 13 a 22 dias após a indução da mesma. Não foi observado efeito da nodulação na expressão da resistência adquirida. Malondialdeído, um produto da peroxidação de lipídeos, esteve relacionado com a resposta de hipersensibilidade. Não foi observado aumento na atividade da enzima catalase em relação à ocorrência de resistência adquirida. A atividade da peroxidase aumentou de aproximadamente 3 para 15 unidades (expressas em Mbs4701min.g massa fresca) durante a expressão da resistência sistêmica adquirida. A enzima fenilalanina amônia-liase (P AL) também apresentou aumento de atividade nas plantas que estavam expressando resistência (uma média de 7 UA.2901h. g massa fresca x100. nas folhas não induzi das e 27 U.A.290/h.g massa fresca x 100 nas folhas com resistência adquirida). O conteúdo de ácido salicílico nasfolhas com resistência induzida aumentou mais de 30 vezes durante a ocorrência da resistência no feijoeiro Moruna nc. O tratamento de aplicação de citocinina permitiu maior replicação viral, monitorada pelo teste PT A-ELISA, tanto nas plantas de uma variedade que permite a invasão sistêmica (cultivar Jalo), como na variedade Moruna nc. Já as folhas tratadas com ácido salicílico apresentaram redução na replicação viral. A aplicação do ácido salicílico induziu resistência sistêmica a partir de doze horas após sua aplicação, evidenciada pela redução de 15lesõeslcm2 de folha, no controle, para 2 lesõeslcm2 de folha nas folhas tratadas. O benzotiadiazole (sob a forma do produto comercial BION), produto indutor de resistência análogo ao ácido salicílico, induziu resistência nos feijoeiros quando aplicado nas doses de 2,5 e 5 g/100L. Doses maiores do produto causaram sintomas de toxidez nas plantas. Peroxidase teve sua atividade aumentada nas plantas tratadas com o produto, mas a enzima P AL não apresentou tal comportamento. O produto conferiu resistência às plantas durante o período de nove dias. O trabalho permite concluir que o número e tamanho das lesões causadas pelo VMFS EUA na indução foram afetados pela temperatura, e foram fatores determinantes para a ocorrência da resistência adquirida. As enzimas peroxidase e P AL foram associadas aos processos bioquímicos que possibilitaram a ocorrência da resistência sistêmica. O ácido salicílico também esteve envolvido na expressão de resistência sistêmica adquirida em plantas de feijoeiro Moruna nc inoculadas com VMFS-EUA

Abstract: Plants can be systemically protected against diseases by prior inoculation with necrotizing pathogens or physiologicallbiochemical stresses. This phenomenon has been tenned systemic acquired resistance (SAR). Several mechanisms have been suggested to contribute to plant induced resistance. They inc1ude the hypersensitive response (HR), enhanced systemic extracellular peroxidase activity, and the involvement of salicylic acid. The purposes of this work were to characterize SAR in Moruna bean inoculated with Southern Bean Mosaic Vírus (SBMV) in relation to the HR occurrence; study the effect of lesion number necessary to induce SAR; study the effects of light radiation and temperature; evaluate time extension and effect of Rhizobium tropici nodulation; study biochemical processes involved with SAR, such as lipid peroxidation, enzymatic activities (catalase, peroxidase, and P AL) and the involvement of salicylic acid; and finally study the effects of cytokinin, salicily acid and benzothiadiazole application in the HR and SAR expression. In most of the experiments (except for those where the effect of lesion number necessary to induce SAR was studied) Moruna bean was inoculated on the primary leaves with purified SBMV at the concentration of 1 O ~g/rnL. lt usually showed HR 72 hours after this inoculation. Inoculated plants were challenged with the same concentration of SBMV on the second trifoliate leaf. Four days after challenge, enzymatic assays and other biochemical assays were performed on both induced and challenged leaves. In the experiments where the effect of lesion number necessary to induce SAR was studied, increasing SBMV concentration ftom 1.7 to 20 ~glmL as the inducing inoculum resulted in the development of fewer lesions at cha1lenge in both greenhouse and growth chamber experiments. Changes in incident light radiation did not modify the pattem of SAR expression, but increase of temperature ftom 20°C to 30°C caused a reduction in both number and lesion size at challenge. In general, SAR was expressed during 13 to 22 days. No nodulation etfects were observed on the expression of SAR. Malondialdehyde, a product oflipid peroxidation, was associated with HR. No changes in catalase activity were observed in relation to SAR. Peroxidase activity increased ftom approximately 3 to 15 units (expressed in ~AbS4701min.g ftesh weight) during SAR expression. Phenylalanine ammonia-Iyase (P AL) also showed enhanced activity in the induced leaves (an average of7 U.A.2901 h. g ftesh weight xl00 in non-induced leaves, and 27 U.A.2901 h. g ftesh weight x 100 in SAR expressing leaves). Salicylic acid content on the induced leaves increased up to 30 fold during SAR expression in Moruna bean. Leaves treated with cytokinin showed increased virus replication, measured by PT A ELISA, both for plants that permit systemic spread (Jalo) as for Moruna nc. On the other hand, leaves sprayed with salicylic acid presented less virus replication. Treatment with salicylic acid induced systemic resistance after 12 hours, showing a reduction ftom 15 lesions/cm2 (control) to 2lesionslcm2 (treated leaves). Benzothiadiazole (which commercial product is called BION), an analog of salicylic acid, induced resistance in bean when it was applied at 2.5 and 5 g/100 L. Higher amounts of this product were toxic to the plants. Peroxidase activity was higher in plants treated with BTH than in the control, but PAL did not show this increase in activity. Plants treated with BTH remained resistant to SBMV during 9 days. We conclude that number and lesion size caused by SBMV at induction were atfected by temperature, and were important for SAR occurrence. Extracellular peroxidase and P AL were associated with the biochemica1 processes leading to resistance. Salicylic acid was also related to induced resistance ofMoruna bean plants inoculated with SBMV
Subject: Plantas - Resistência
Feijão comum
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2000
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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