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Tipo: Tese
Título: Defesa bioquímica de plantas: alterações do metabolismo pelo fungo Pochonia chlamydosporia e nematoides
Biochemical defense of plants: metabolism alterations by the fungus Pochonia chlamydosporia and nematodes
Autor(es): Gouveia, Angélica de Souza
Abstract: Os nematoides parasitas de plantas, como Meloidogyne e Pratylenchus, causam grandes perdas na agricultura. Pratylenhcus brachyurus ao infectar a soja desecandeia ativação de vias bioquímicas que podem contribuir para o sistema de defesa da planta. O estudo da cultivar BRS 7380 e MG/BR46 permitiu identificar a ativação da biossíntese de flavonoides, assim como, a síntese de fitoalexinas que contribuem para conter o desenvolvimento do patógeno. Além disso, o estudo da interação entre o nematoide e a raiz identificou que o patógeno desencadeia modificações na cascata hormonal, principalmente nos níveis de auxina que pode facilitar sua movimentação dentro da raiz ao longo do seu ciclo de vida. Para o controle de P. brachyurus o uso de microrganismos benéficos podem contribuir para a redução da população. A inoculação do fungo Pochonia chlamydosporia na cultivar MG/BR46 reduziu de forma eficaz a população final de P. brachyurus. No entanto, a aplicação desse fungo na cultivar BRS 7380 contribuiu para o aumento da população de nematoides. Nessa cultivar foi identificado maiores níveis de compostos fenólicos, lignina e síntese de fitoalexinas no período inicial da avaliação (7 e 21 dias) que pode ter prejudicado a colonização do fungo e um desbalanco nas respostas de defesa resultou no aumento da multiplicação do nematoide. O fungo P. chlamydosporia também foi eficiente na redução do número de ovos de Meloidogyne javanica em tomateiro. Análises bioquímicas da raiz permitiram identificar mecanismos indiretos utilizados pelo fungo que contribuiram para o controle do nematoide, como maior concentração de acido clorogênico e maior expressão dos genes FAL (Fenilalanina amônia-liase), LECHS2 (Chalcona sintase), PI1 (inibidor de protease) e RBOH. Além disso, com a análise metabolômica não-alvo foi identificado que a colonização do fungo na raiz proporcionou a modificação da abundância dos metabólitos que compõe a galha. A identificação de alguns desses metabólitos permitiu inferir que o aumento desses compostos pode prejudicar o desenvolvimento do nematoide. Na ausência de M. javanica esse fungo também alterou a abundância dos metabólitos que compõe a raiz de tomateiro, principalemente na avaliação de 24 dias e a redução de alguns compostos é importante para ocorrer a colonização fúngica. Nessa interação estabelecida detectou-se um efeito sistêmico, pois a abundância dos metabólitos das folhas foram alterados nas raízes colonizadas pelo fungo. As avaliações das diferentes interações entre planta, patógeno e microrganismo benéfico demonstram a complexidade dessas interações e a compreesão dessas pode auxiliar na elaboração de estratégias mais eficientes de controle. Palavras-chave: Pochonia chlamydosporia. Meloidogyne javanica. Pratylenhcus brachyurus. Metabólitos. Raiz. Defesa.
Plant parasitic nematodes such as Meloidogyne and Pratylenchus cause significant losses in agriculture. Pratylenhcus brachyurus when infecting soybean triggers the activation of biochemical pathways that may contribute to the plant's defense system. The study of the cultivar BRS 7380 and MG/BR46 allowed identifying the activation of flavonoid biosynthesis, as well as the synthesis of phytoalexins that contribute to containing the development of the pathogen. In addition, in the study of the interaction between the nematode and the root, it was identified that the pathogen triggers changes in the hormonal cascade, mainly in the levels of auxin, which can facilitate its movement within the root throughout its life cycle. For the control of P. brachyurus, the use of beneficial microorganisms can contribute to population reduction. Inoculation of the fungus Pochonia chlamydosporia in the cultivar MG/BR46 effectively reduced the final population of P. brachyurus. However, the application of this fungus on the cultivar BRS 7380 contributed to the increase in the population of nematodes. In this cultivar, higher levels of phenolic compounds, lignin, and phytoalexin synthesis were identified in the initial period of evaluation (7 and 21 days) which may have impaired the colonization of the fungus and an imbalance in the defense responses resulted in increased nematode multiplication. The fungus P. chlamydosporia was also efficient in reducing the number of Meloidogyne javanica eggs in tomato. Biochemical analyzes of the root allowed the identification of indirect mechanisms used by the fungus that contributed to the control of the nematode, such as higher concentration of chlorogenic acid and higher expression of PAL (Phenylalanine ammonia-lyase), LECHS2 (Chalcona synthase), PI1 (protease inhibitor) genes. and RBOH. In addition, with the non-target metabolomic analysis, it was identified that the colonization of the fungus in the root modified the abundance of the metabolites that constitute the gall. The identification of some of these metabolites allowed us to infer that the increase in these compounds can harm the development of the nematode. In the absence of M. javanica, this fungus also altered the abundance of metabolites that constitute tomato root, mainly in the 24 days evaluation, and the reduction of some compounds is important for fungal colonization to occur. In this established interaction, a systemic effect was detected, as the abundance of leaf metabolites was altered in the roots colonized by the fungus. The evaluations of the different interactions between plants, pathogens, and beneficial microorganisms demonstrate the complexity of these interactions and the understanding of these can help in the elaboration of more efficient strategies of control. Keywords: Pochonia chlamydosporia. Meloidogyne javanica. Pratylenhcus brachyurus. Metabolomic. Root. Defense.
Palavras-chave: Fungos endofíticos
Nematoda em plantas
Raízes (Botânica)
Metabólitos
Pochonia chlamydosporia
Meloidogyne javanica
Pratylenhcus brachyurus
CNPq: Biologia Molecular
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Doutor em Bioquímica Aplicada
Citação: GOUVEIA, Angélica de Souza. Defesa bioquímica de plantas: alterações do metabolismo pelo fungo Pochonia chlamydosporia e nematoides. 2022. 144 f. Tese (Doutorado em Bioquímica Aplicada) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Identificador DOI: https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.483
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29812
Data do documento: 22-Jun-2022
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