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Indução de Resistência em Plantas: efeitos em organismos não-alvo
XXXII Congresso Paulista de Fitopatologia e a IV Reunião Brasileira
Sobre Indução de Resistência em Plantas a Patógenos (2009)
Indução de Resistência em Plantas: efeitos em organismos não-alvo
Prof. Dr. Julio A. Cardoso Filho
Universidade Federal de Alagoas
U. A. Centro de Ciências Agrárias
Setor de Fitopatologia
Clínica Fitopatologica
XXXII Congresso Paulista de Fitopatologia e a IV Reunião Brasileira Sobre Indução de
Resistência em Plantas a Patógenos (2009)
MODELOS DE ESTRATÉGIAS DEFESIVAS
VEGETAL E VALORES ADAPTIVOS AO STRESS DE
ORIGEM BIÓTICA OU ABIÓTICA
AHMAD et al. (2010). Mol. Plant Pathol., v.11:(11), p.812-827.
A QUANTIFICAÇÃO DO CUSTO
ECOLÓGICO DA INDUÇÃO DE RESISTÊNCIA
Quando começou?E Quem começou?
CINVESTAV em Irapuato, Guanajuato, México.
Martin Heil
Consuelo de Moraes
Departamento de Entomologia na
Pennsylvania State University
NY
Cornell UniversityDepartamento
Ecology Evolucionaria e Biologia, Ithaca,
New York
ANURAG A. AGRAWAL
COMO ESTAMOS AGORA?
ASPECTOS GERAIS DAS SIMBIOSES MICORRÍZICAS
ARBUSCULARES E RHIZOBIA-LEGUMINOSAS
SIMBIOSE RHIZOBIA-LEGUMINOSAS
AzorhizobiumAllorhizobium
BradyrhizobiumSinorhizobiumMesorhizobium
Rhizobium
Rhizobia
Fabaceae (Leguminosae)
Mimosoideae (2.700) Caesalpinoideae (1.900) Papilionoideae (13.000)
Proposta de Frank (1885) – Botânico AlemãoMicorriza GREGO ‘MYCOS' (fungo) + 'RHIZA'
(raízes)
SIMBIOSES MICORRÍZICAS
“Ultimato de um processo co-evolucionário com benefícios mútuos)”
Moreira & Siqueira (2006)
TIPOS BASICOS DE MICORRIZAS
Adaptado de Moreira & Siqueira (2002)
Fatores Myc Fatores Nod
Estrigolactonas Flavonóides
Planta hospedeira
RECONHECIMENTO ENTRE PLANTA HOSPEDEIRA E O SIMBIONTE
EFEITOS DE INDUTORES DA IR E ASSIMBIOSES RHIZOBIA-LEGUMINOSAS E
MICORRÍZAS ARBUSCULARES
Ácido salicílico – AS
Ácido abscísico – ABA
Ácido jasmônico – JA
Etileno – ET
Citocininas – CK
Giberelinas – GA
INDUTORES
+
ESTUDADOS
Pozo & Azcón (2007) e Hause et al. (2007).
Efeitos de indutores da IR no estabelecimento da simbiose
Rhizobia-leguminosas
Efeito do AS no estabelecimento da simbiose (processo de sinalização e
reconhecimento)
AS Compatível – Rhizobium meliloti
AS Incompatível –
Rhizobium leguminosarum bv. trifolii
ou mutante Nod -
Fatores Nod
Fatores Nod
Martinez-Abarca et al. (1998); Blilou et al. (1999)
Alfafa - Medigaco truncula Ervilha – peasym30 mutante
0,1mM
RAIZ
RAIZ
Efeitos do AS na simbiose Rhizobia-leguminosas
(Processo de nodulação – nódulos de crescimeno determinado e indeterminado)
O AS inibiu nodulação de Vicia sativa nigra subsp. nigra (indeterminado) por Rhizobium leguminosarum bv. viciae. Nod
O AS não inibiu a nodulação (determinado) de Lotus japonium por Mesorhizobium loti. Spronsen et al. (2003) 10- 4 M de AS
Stacey et al. (2006) AS endógenoMedicago truncatula
Lotus japonicusPlantas NahG
R-Acil 18:4
Exudatos radiculares
LEGUMINOSA
indução
Formação dos nódulos
Genes nod
Fatores Nod
Bactéria simbionte
www.shigen.nig.ac.jp
AS
Cadeias Acil-18:4 oxilipina
LCO= lipoquitino oligossacarídeo
EFEITOS DO AS, ET e JA
ETILENO
ÁCIDO JASMÔNICO
ÁCIDO SALICÍLICO
Fluxo do Ca+2
Frequência da oscilação citosólica Ca+2
Manutenção da oscilação citosólica Ca+2
Período de oscilação citosólica Ca+2
Concentração do Fator Nod
Biossíntese de Fatores Nod
NODULAÇÃO
Sun et al. (2006) e Zhao & Qi (2008)
Efeitos de indutores da IR no estabelecimento da simbiose
micorrízica arbuscular
EFEITOS DOS ÁCIDOS SALICÍLICO E JASMÔNICO NA MICORRIZAÇÃO
POZO & AZCON-AGUILAR (2007)
[20 mL (25 mg de BTH /L)]
HOFFMANN & CARDOSO (2001)
Acibenzolar-S-Metil
Parte aérea (18 e 19 DAP)
Raízes
(4, 18 e 19 DAP)
Sementes
(5 h) AP
Aplicação
Bradyrhizobium elkanii
Glomus intraradices
Nodulação (raiz)
0 Micorrização
PA
R
S
Sem testes in vitro
Tosi & Zazzerini (2000)
com testes in vitro
Fitohormônios em raízes micorrizadasFitohormônio Micorrização Conteúdo
endógenoCK +GA + ou -ET -ABA ndIAA +AS - ou 0JA - alta
JA + baixa
/- F RRaízes jovens - IBARaízes velhas - IBA conjugado
livre
Adaptado de Hause et al. (2007) e POZO & AZCON-AGUILAR (2007)F = folhas e R = raízes
EFEITOS DA INDUÇÃO DE RESISTÊNCIA NA CADEIA
ALIMENTAR
http://www.soilfoodweb.com/
CONSEQUÊNCIAS DA VARIAÇÃO DEFENSIVA NA
PLANTA PARA A BIODIVERSIDADE EM NÍVEIS
TRÓFICOS SUPERIORES
Poelman et al. (2008)
(a)
(b)
2º nível trófico 3º nível trófico
Pieris rapae
1
2
3
4
56
1
2
3
4
5
6
Efeito direto Efeito indireto
10
98
7
10
98
7
Brassica oleracea
controle
13
14
12
7 8 9 10
5
6
1
4
23
11
4o
3o
2o
1o
predadores e hiperparasitóides
Nível trófico
Nível trófico
Nível trófico
predadores e parasitóides
Nível trófico
herbívoros
plantasBrassica oleracea
defesa direta
defesa indireta
Poelman et al. (2008)
DEFESA INDIRETA MEDIADA POR INTERAÇÕES TRÓFICAS
Heil (2008)
IMPORTÂNCIA ECOLÓGICA DO NÉCTAR TÓXICO
Adler (2000)
degradação aa
IR ATIVADA
ATAQUE
HERBÍVORO ALVO
NÉCTARTÓXICO
amônia
12
3
4
5
Polinizador não-alvo
Polinizador não-alvo
Polinizador não-alvo
6
6
6
1
Adaptado de Adler (2000)
INTERAÇÕES ENTRE A BIOTA DO FILOPLANO E DA
RIZOSFERA MEDIADA PELA RESPOSTA DEFENSIVA DA
PLANTA
Bezemer & van Dam (2005)
Adaptado de Bezemer & van Dam (2005)
Hartley & Gange (2009). Ann. Rev. Entomol. V.54, p.323-42.
Glucosinolatos, derivados e
seus efeitos nos níveis tróficos
da cadeia alimentar
ITC=Isotiocianato
Hopkins et al. (2009) Annu. Rev. Entomol. v.54, p.57-83.
mirosinase
Glucosinolatos
Isotiocianatos
E NO BRASIL, COMO ESTÃO OS ESTUDOS DE
INDUÇÃO DE RESISTÊNCIA
PESQUISADORES
BRASILEIROS
Grupo da Grupo da UFVUFV
Grupo da Grupo da UFVUFV
Grupo do Grupo do IBSPIBSP
Grupo do Grupo do IBSPIBSP
Grupo da Grupo da FAEMFAEM
Grupo da Grupo da FAEMFAEM
Grupo Grupo ESALQESALQGrupo Grupo ESALQESALQ
Grupo Grupo EMBRAPAEMBRAPA
Meio Meio AmbienteAmbiente
Grupo Grupo EMBRAPAEMBRAPA
Meio Meio AmbienteAmbiente
Grupo da Grupo da UFLAUFLA
Grupo da Grupo da UFLAUFLA
Grupo da Grupo da UFRPEUFRPE
Grupo da Grupo da UFRPEUFRPE
Grupo da Grupo da UFAL/CECAUFAL/CECA
??
Grupo da Grupo da UFAL/CECAUFAL/CECA
??
Criada a Rede Brasileira de Indução de Resistência em
Plantas Contra Fitopatógenos - REBIRFito - 2011
By Reginaldo da Silva Romeiro in memorian
Indução Resistência no Brasil - Início
Década de 70
Dra. Walkyria B.C. MoraesSeção de Bioquímica Fitopatológica
Instituto Biológico de São Paulo
Prof. Joseph Kuc / Prof. Ralph L. Nicholson
(Purdue University, EUA)
Wilmar C. LuzEmbrapa-Trigo
Andréa B. MouraUFPel
Acelino C. AlfenasAcelino C. AlfenasUFVUFV
Ricardo M. SouzaRicardo M. SouzaUFLAUFLA
Reginaldo S. Romeiro
UFV
Mario L.V.
Resende
UFLA
Jaguariuna, SPJaguariuna, SP
Cleusa LuconIBSP
Sueli S. FreitasIAC
Sérgio F. Pascholati
ESALQ/USP
Itamar S. Melo –Embrapa
Meio Ambiente
Sylvia Guzzo IBSP
PUBLICAÇÕES BÁSICAS DA FITO-ESALQ/USP
Departamento de Entomologia, Fitopatologia e Zoologia Agrícola
Saccharom yces cerevisiaeCianobactérias
Extratos de fungos com estíveisOutros indutores
INDUT ORES
Colletotrichum lagenariumT M V
X. cam pestris pv. vesicatoriaOutros
PAT Ó G ENOS
Fum oPepinoCitrus
T om ate, etc.
CULT URAS
G rupo do Prof. Pascholati(Pesquisa com Indução de Resistência)
UFVUFV
Rosa R. MarianoUFRPE - Recife
PG PRProcariotas endofitas
INDUT ORES
X. cam pestris pv. cam pestrisOutros
PAT Ó G ENOS
CouveRepolho
CULT URAS
G rupo da Prof. Rosa M ariano(Pesquisa com Indução de Resistência)
LINDERT C. VAN LOON
P.A.H.M. BAKKER
C.M.J. PIETERSE
Departamento de Ecologia Vegetal e Biologia Evolucionária
Utrecht UniversityHOLANDA
Departamento de BiologiaBiologia VegetalUniversité de FribourgFribourg - Suiça
Jean-Pierre Métraux
Janet J. JanssonCiências Naturais
Sodertorns HogskolaHuddinge - Suécia
John A. LucasIACR-LONG ASHTONUniversity of Bristol
Inglaterra
Universidade de Neuchâtel, Laboratorio - MCB Neuchâtel-Suiça
Brigitte Mauch-Mani
Ray HammerschmidtPlant Pathology DepartamentUniversidade de MichiganMichigan- USA
Joseph W. Kloepper Life Sciences Building
Auburn UniversityAlabama - USA
Dov Prusky, subdirector del Volcani Center
(organización de investigación en
agricultura de Israel).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
OBRIGADO PELA ATENÇÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASAgrios, G. (1997). Plant Pathology.
Adler (2000). OIKOS, v.91, p.409-420.
Bezemer & van Dam. (2005). Trends in Ecology and Evolution, v.20, p.617-624.
Blilou et al. (1999). J. Exp. Bot., v.50, p.1663-1668.
Hause et al. (2007). Phytochemistry, v.68, p.101-110.
Heil, M. (2008). New Phytolohist., v.178, p. 41-61.
Hoffmann & Cardoso (2001). Scientia Agricola, v.58, p.795-799.
Martinez-Abarca et al. (1998). Mol. Plant-Microbe Interact., v.11, p.153-155. (1998)
Moreira, F.M.S. & Siqueira, J.O. (2006). Microbiologia e bioquímica do solo (2006).
Oldroyd & Downie. (2004). Nature Reviews Molecular Cell Biology v.5, p.566-576. (2004)
Pascholati & Leite. (1995). In: Bergamin Filho, Kimati & Amorin. Manual de Fitopatologia princípios e aplicações. v.1. Poelman et al. (2008). Trends in Plant Science, v.13, p.534-541.
Pozo & Azcón-Aguilar (2007). Current Opinion in Plant Biology, v.10, p.393-398. (2007).
Spronsen et al. (2003). Mol. Plant-Microbe Interact., v.16, p.83-91.
Sun et al. (2006). The Plant Journal, v.46, p.961-970.
Strange, R.N. (2003). Introduction to Plant Pathology.
Zhao & Qi. (2008). Journal of Integrative Plant Biology, v.50, p.799-807.
