Fisiologia do parasitismo

FISIOLOGIA DO PARASITISMO

Dr. Giovani de Oliveira Arieira

Londrina, 08 de dezembro de 2016

PATOGÊNESE

ATAQUE

DEFESA

Alterações morfológicas

Alterações fisiológicas

Estrutura da aula

1. Mecanismos de ataque pelos patógenos• Ação mecânica• Enzimas• Toxinas• Hormônios• Polissacarídeos extracelulares

2. Mecanismos de defesa do hospedeiro• Estruturais• Bioquímicos

Mecanismos de ataque pelos patógenos

Mecanismos de ataque pelos patógenos• Facilitam a infecção e colonização;

• Auxiliam na retirada de nutrientes da planta pelo patógeno;

• Neutralizam as reações de defesa da planta;

Ação mecânica Enzimas Toxinas Hormônios Polissacarídeos extracelulares

Mecanismos de ataque pelos patógenos1. Ação Mecânica

2. Enzimas• Degradação da cutícula• Degradação da parede celular• Degradação da membrana plasmática

3. Fitotoxinas• Seletivas• Não-seletivas

4. Hormônios

5. Polissacarídeos Extracelulares

1. AÇÃO MECÂNICAPlantas superiores, alguns fungos e nematoides

1. Plantas superiores:• Enzimas para fixação ao tecido hospedeiro;• Enzimas auxiliares na infecção

2. Fungos:• Utilização de apressório e tubo de penetração;• Enzimas auxiliares na infecção

3. Nematoides:• Penetração direta com uso do estilete

1. AÇÃO MECÂNICA

Interações entre Orobanche minor e raízes de uma planta hospedeira. Mitsumasu et al. (2015) - Apoplastic interactions between plants and plant root intruders

A J

Sive

rsid

e

1. AÇÃO MECÂNICA

Interações entre Striga sp. e raízes de arroz. Mitsumasu et al. (2015) - Apoplastic interactions between plants and plant root intruders

Jeremy Cherfas

JEREMY CHERFAS

1. AÇÃO MECÂNICA

Interações entre Magnaporthe grisea. e arroz.

A. Donald Groth – State University of LouisianaB. APS – American Phytopathological Society C. Chang-Hyun Khang – University of Georgia

A

B

C

1. AÇÃO MECÂNICA




4. Hormônios


2. ENZIMAS

2. ENZIMAS




4. Hormônios


A. Degradação da cutícula

CutículaPelícula protetora que reveste a epiderme de folhas, caules verdes e frutos

Função• Evita a difusão de água e nutrientes para o

ambiente externo

• Barreira protetora conta microrganismos

ComposiçãoCutina impregnada com cera





AGRIOS (2005)

CUTINASES e Patogenicidade




4. Hormônios


B. Degradação da Parede Celular (EDP)

AGRIOS (2005)

B. Degradação da Parede Celular (EDP)

AGRIOS (2005)

Lamela Média

Paredes primária e secundária





EDPs e Patogenicidade

EDPs – enzimas pectolíticasA

B

C D

EDPs – celulases e hemicelulases

EDPs – celulases e ligninases

A B




4. Hormônios


C. Degradação da Membrana Plasmática


AGRIOS (2005)





4. Hormônios


3. FITOTOXINAS

3. FITOTOXINAS

3. FITOTOXINAS




4. Hormônios


A. Fitotoxinas Seletivas






4. Hormônios


B. Fitotoxinas Não-seletivas

B. Fitotoxinas Não-seletivas bacterianas

B. Fitotoxinas Não-seletivas bacterianas

B. Fitotoxinas Não-seletivas fúngicas

B. Fitotoxinas Não-seletivas fúngicas

Fitotoxinas e Patogenicidade




4. Hormônios


4. HORMÔNIOS

4. HORMÔNIOS

4. HORMÔNIOS

4. HORMÔNIOS

HORMÔNIOS – Auxinas e Citocininas

HORMÔNIOS – Auxinas e Citocininas

HORMÔNIOS – Giberilinas

HORMÔNIOS – Etileno

Hormônios e Patogenicidade




AGRIOS (2005)





4. Hormônios


5. POLISSACARÍDEOS EXTRACELULARES

5. POLISSACARÍDEOS EXTRACELULARES

Ciclo de vida de uma bactériafitopatogênica típica

FASE HIPOBIÓTICA

FASE SAPROFÍTICA

FASE RESIDENTE

FASE LATENTE

FASE PATOGÊNICA

5. PECs e Patogenicidade

AÇÃO CONJUNTA DE ATAQUE

Interações potenciais entre um nematoide sedentário e raiz do hospedeiro.Mitsumasu et al. (2015) - Apoplastic interactions between plants and plant root intruders

Ataque: ação na planta

Ataque: sintomas típicos

Ataque: Relações patógeno - hospedeiro

Mecanismos de defesa do hospedeiro


AGRIOS (2005)


1. Estruturais

• Pré-formados

• Induzidos

1. Bioquímicos

• Pré-formados

• Induzidos


1. ESTRUTURAIS

1. Estruturais

• Pré-formados

• Induzidos

1. Bioquímicos

• Pré-formados

• Induzidos


Estruturais pré-formados

Estruturais Pré-formados


Estruturais Pré-formados



(A) Mancha angular causada por Xanthomonas campestris pv.mangiferai indica em folhas mangueira. Embrapa Semi-Árido.

(B) e (C) Lesões causadas por Septoria anacardii causadora daMancha angular em folhas de cajueiro. J. E. Cardoso.

(D) Sintomas de mancha bacteriana, Xanthomonasaxonopodis pv. ricini, em folhas de mamona. Dartanhã J. Soares.

A B C

D

1. Estruturais

• Pré-formados

• Induzidos

1. Bioquímicos

• Pré-formados

• Induzidos


Estruturais Induzidos

Estruturais induzidos - celulares

Estruturais Induzidos - celulares


AGRIOS (2005)

Estruturais Induzidos - celulares


Estruturais Induzidos - celularesGlicoproteínas ricas em hidroxiprolinas

• Aumentam a resistência da parede celular, impedindoa infecção por patógenos;

• Imobilização de patógenos em resposta à aglutinaçãodas cargas positivas da proteína com as superfíciesiônicas negativamente carregadas de fungos.

A resistência de meloeiro a Colletotrichum lagenarium estádiretamente relacionada com GPRHP. Foto: CABI Pnatwise.

Estruturais induzidos - histológicos

Estruturais Induzidos - histológicos




AGRIOS (2005)


AGRIOS (2005)


AGRIOS (2005)


AGRIOS (2005)

1. Estruturais

• Pré-formados

• Induzidos

1. Bioquímicos

• Pré-formados

• Induzidos


BIOQUÍMICOS

1. Estruturais

• Pré-formados

• Induzidos

1. Bioquímicos

• Pré-formados

• Induzidos


Bioquímicos pré-formados




AGRIOS (2005)


Compostos fenólicos: ácido clorogênico

Patogenicidade de Steptomyces scabies em batata está ligada ao teorde ácido clorogênico nos tubérculos. Foto: Loria et al. (2003). Physiological and Molecular Plant Pathology


Saponinas

Glicosídeos produzidos por diversas plantas,presentes em altas concentrações e acumulados emvacúolos.

• Triterpenoides• Esteroides• Alcaloides



Saponinas Resistência por patógenos

• Alternaria solani: redução do pH;

• Oomycetos (Pythium sp. e Phytophthora sp.): poucoesterol nas membranas;

• Fusarium solani: mutantes com deficiência deesterois;

• Gaeumannomyces grammnis var. avenae: enzima queremove açúcares da saponina.



1. Estruturais

• Pré-formados

• Induzidos

1. Bioquímicos

• Pré-formados

• Induzidos


Bioquímicos induzidos


Fitoalexinas

Compostos antimicrobianos de baixo pesomolecular, produzidos após a infecção ou induzidospor efeitos abióticos.

Derivados fenilpropanoides, flavonoides,isoflavonoides, sesquiterpenos e compostospoliacetilênicos, geralmente de natureza orgânica.

Mais de 350 fitoalexinas identificadas em cerca de30 famílias botânicas, principalmente Fabaceae.





Proteínas Relacionadas à Patogênese

14 PRPs identificadas em fumo SamSun NN,resistente a TMV.

Pantas de fumo com sintomas de TMV. (A) H.D. Shew; (B) J.P. Krausz. TheAmerican Phytopathological Society – APS.

A B




AGRIOS (2005)








Defesa: Resumo

REFERÊNCIASAgrios, G. N. Plant Pathology. 2005.

Bergamin Filho, A., Kimati, H., Amorin, L. Manual de Fitopatologia: Princípios eConceitos. 2003.

Lucas, J. A. Plant Pathology and Plant Pathogens. 1998.

Mitsumasu, K., Seto, Y., Yoshida, S. Apoplastic interactions between plants andplant root intruders. 2015

Medeiros, R. B., Ferreira, M. A. S., Dianese, J. C. Mecanismos de Agressão e Defesanas Interações Planta-patógeno. 2003.

Strobel, G. A., Mathre, D. E. Outlines of Plant Pathology. 1989.

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