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Publicação
A sinalização por Ácido Jasmónico e a resistência a fungos biotróficos em videira
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Autores
Resumo(s)
A doença do míldio na videira é causada pelo fungo oomycete biotrófico obrigatório Plasmopara viticola. A espécie Vitis vinifera é altamente suscetível ao P. viticola, desta forma, para manter a produtividade e qualidade das uvas e dos produtos processados, os agricultores recorrem a quantidades massivas de produtos fitofarmacêuticos incrementando os custos de produção e o impacto ambiental. O aparecimento de isolados fúngicos resistentes aos fungicidas requer o desenvolvimento de métodos alternativos para o controlo da doença. Para isso é da maior importância a caracterização dos mecanismos que levam à ativação da resposta de defesa da videira e ao estabelecimento de uma interacção incompatível. Recentemente, uma análise combinada de transcritómica e metabolómica sugeriu o envolvimento do ácido jasmónico (JA) na resistência ao P. viticola. Uma análise da expressão de genes relacionados com a síntese e sinalização por JA revelou diferenças entre cultivares suscetíveis e resistentes, levando à hipótese de que o JA participa no estabelecimento ou na manutenção da resistência da V. vinífera variedade ‘Regent’ ao fungo P. viticola. O presente trabalho teve como objetivo comprovar a hipótese de que o JA está envolvido na resistência da videira contra P. viticola. Numa primeira abordagem comparou-se dois genótipos de videira, resistente e suscetível ao P. viticola quanto ao estabelecimento da sinalização e síntese dos precursores do JA. Posteriormente, foi avaliada a regulação da via de sinalização por JA, foi feita a quantificação de algumas fitohormonas (JA, metil Jasmonato (MeJA), molécula bioativa do JA ligado à isoleucina (JA-Ile) e ácido salicílico (SA)) e foi iniciado o estudo da relação entre a via do SA e JA no genótipo resistente. Os nossos resultados demonstram que no genótipo resistente a sinalização é iniciada mais cedo do que no genótipo suscetível (aumento da concentração de radicais livres de oxigénio e da peroxidação dos lípidos). Esta sinalização é acompanhada pela síntese dos precursores do JA, nomeadamente o ácido α-linolénico (C18:3). No genótipo resistente houve um aumento significativo dos níveis de JA-Ile às 12 horas após inoculação (hpi) e nas primeiras horas de interação verificou-se uma sinergia entre as vias do JA e do SA. Estes resultados suportam a hipótese que o JA pode ser responsável por estabelecer ou manter a resistência da cultivar ‘Regent’ contra P. viticola. A participação do JA na resistência contra este fungo biotrófico pode ser importante para o delineamento de novas estratégias para o controlo desta doença.
The Downy mildew in grapevine is caused by obligate biotrophic oomycete, Plasmopara viticola. The domesticated Vitis vinifera is highly susceptible to P. viticola. To maintain productivity and quality of grapes and processed products, the farmers use massive quantities of expensive pesticides causing several environmental problems. The use of these chemicals and the appearance of fungicide resistant fungal isolates reflect the need to develop alternative methods for disease control. Hence, it is important characterize the mechanisms that lead to the activation of the defense response in grapevine and establishment of an incompatible interaction. Recently, the combination between transcriptome and metabolome analysis suggested the role of jasmonic acid (JA) in the establishment of resistance against P. viticola. A gene expression analysis related with JA synthesis and signaling revealed differences between susceptible and resistant cultivars leading to the hypothesis that JA participates in establishing or maintaining the resistance against P.viticola in resistant grapevine genotypes. This study aimed to demonstrate the participation of JA in the resistance against the obligate biotrophic fungus, P. viticola. In a first approach we compared two grapevine genotypes, resistant and susceptible to P. viticola regarding the establishment of signaling and synthesis of JA precursors. Subsequently, we evaluated the regulation of JA signaling pathway, performed a quantification of several phytohormes (JA, methyl jasmonate (MeJA), bioactive molecule of JA conjugated with isoleucine (JA-Ile) and salicylic acid (SA)) and iniciated the study of the initial cross talk between SA and JA pathway in the resistant genotype. Our results demonstrated that, in the resistant grapevine genotype (V. vinifera cv ‘Regent’) signaling is initiated earlier than in the susceptible genotype (with increased concentration of oxygen free radicals and lipid peroxidation). This signaling is accompanied by synthesis of JA precursors namely the α-linolenic acid (C18:3). In the resistant genotype there was a significant increase in JA-Ile levels 12 hours post inoculation (hpi). In the first hours of interaction, a collaboration between JA and SA signalling pathways seems to occur. Our results support the hypothesis that JA may be responsible for establishing or maintaining the ‘Regent’’s resistance against P. viticola. The participation of JA in the resistance against this biotrophic fungus can be important for delineating news strategies for the control of this disease.
The Downy mildew in grapevine is caused by obligate biotrophic oomycete, Plasmopara viticola. The domesticated Vitis vinifera is highly susceptible to P. viticola. To maintain productivity and quality of grapes and processed products, the farmers use massive quantities of expensive pesticides causing several environmental problems. The use of these chemicals and the appearance of fungicide resistant fungal isolates reflect the need to develop alternative methods for disease control. Hence, it is important characterize the mechanisms that lead to the activation of the defense response in grapevine and establishment of an incompatible interaction. Recently, the combination between transcriptome and metabolome analysis suggested the role of jasmonic acid (JA) in the establishment of resistance against P. viticola. A gene expression analysis related with JA synthesis and signaling revealed differences between susceptible and resistant cultivars leading to the hypothesis that JA participates in establishing or maintaining the resistance against P.viticola in resistant grapevine genotypes. This study aimed to demonstrate the participation of JA in the resistance against the obligate biotrophic fungus, P. viticola. In a first approach we compared two grapevine genotypes, resistant and susceptible to P. viticola regarding the establishment of signaling and synthesis of JA precursors. Subsequently, we evaluated the regulation of JA signaling pathway, performed a quantification of several phytohormes (JA, methyl jasmonate (MeJA), bioactive molecule of JA conjugated with isoleucine (JA-Ile) and salicylic acid (SA)) and iniciated the study of the initial cross talk between SA and JA pathway in the resistant genotype. Our results demonstrated that, in the resistant grapevine genotype (V. vinifera cv ‘Regent’) signaling is initiated earlier than in the susceptible genotype (with increased concentration of oxygen free radicals and lipid peroxidation). This signaling is accompanied by synthesis of JA precursors namely the α-linolenic acid (C18:3). In the resistant genotype there was a significant increase in JA-Ile levels 12 hours post inoculation (hpi). In the first hours of interaction, a collaboration between JA and SA signalling pathways seems to occur. Our results support the hypothesis that JA may be responsible for establishing or maintaining the ‘Regent’’s resistance against P. viticola. The participation of JA in the resistance against this biotrophic fungus can be important for delineating news strategies for the control of this disease.
Descrição
Tese de mestrado, Biologia Molecular e Genética, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015
Palavras-chave
Plasmopara viticola Resistência Ácido jasmónico ROS Ácidos gordos (C18:3) Teses de mestrado - 2015