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Tipo: Tese
Título: Physiological and biochemical aspects of the mango-Ceratocystis fimbriata interaction
Aspectos fisiológicos e bioquímicos da interação mangueira-Ceratocystis fimbriata
Autor(es): Bispo, Wilka Messner da Silva
Abstract: The mango (Mangifera indica L.) wilt, caused by Ceratocystis fimbriata Ellis & Halsted, has great economic impact, being one of the most important diseases affecting mango production worldwide. Empirical observations have shown great variability among mango cultivars in terms of their basal level of resistance to the mango wilt; nevertheless, to date, few attempts have been made to elucidate the physiological mechanisms underlying how mango respond to fungal infection. Considering the lack of information about the mango wilt physiology, this study aimed to investigate some physiological alterations in mango plants from cultivars Ubá, Tommy Atkins and Palmer, which present different levels of basal resistance to the mango wilt. The relationships between disease severity and the host physiological changes were assessed in three distinct experiments, in which cv. Ubá, considered resistant, confronted both cvs. Tommy Atkins (moderately resistant) and Palmer (susceptible). The first two experiments confronted cvs. Ubá and Tommy Atkins for the possible changes in plant water relations and the differences in the antioxidative responses upon fungal inoculation. The more pronounced decreases in apparent hydraulic conductance, net CO2 assimilation rate and stomatal conductance were observed in cv. Tommy Atkins relative to cv. Ubá upon fungal inoculation, as well as decreases in total chlorophyll concentration and increases in total free amino acids, proline concentration and lipid peroxidation. Plants from cv. Tommy Atkins also presented more prominent increases in the activity of the superoxide dismutase (SOD), non- specific peroxidases (POX), ascorbate peroxidase (APX), glutathione peroxidase (GPX) and glutathione reductase (GR) enzymes and concentrations of metabolites (hydrogen peroxide and total phenolics) related to the oxidative stress responses. These modifications were minimal in cv. Ubá. Greater disease severity was also found for plants from cv. Palmer in the third experiment when compared to cv. Ubá. In addition to reduced photosynthetic performance, leaves from cv. Palmer showed decreased concentrations of starch and increases in hexoses concentrations as disease progressed, in accordance with the reduced activity of ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase) and increased activity of both acid and alkaline invertases, suggesting the need for osmolytes to maintain cell turgor and the protection of membranes and proteins due to the higher damages. By contrast, leaf samples from cv. Ubá showed no changes in carbohydrates concentration and on the activity of enzymes, such as those involved in the synthesis of starch (AGPase) and sucrose (sucrose phosphate synthase, SPS). Nevertheless, throughout the experiment, reduced starch concentrations were found in the stem tissues of cv. Ubá suggesting an increased remobilization of reserves for the production of defense compounds at the infection sites. It can be concluded that disease symptoms developed faster on plants from cv. Tommy Atkins and Palmer and were associated with a more pronounced impairment of water relations and gas exchange coupled with symptoms of oxidative stress at advanced stages of fungal infection. In sharp contrast, cv. Ubá was better able to act locally at the site of infection, postponing pathogen spread and the development of wilt symptoms.
A seca-da-mangueira, causada por Ceratocystis fimbriata Ellis & Halsted, tem grande impacto econômico, sendo uma das doenças que mais afeta a produção de manga no mundo. Observações empíricas têm mostrado grande variabilidade entre as cultivares em termos de seu nível basal de resistência à seca-da-mangueira, no entanto, poucos esforços tem sido realizados no sentido de elucidar os mecanismos fisiológicos envolvidos na resposta do hospedeiro ao processo de infecção. Considerando a lacuna de informações existente na literatura acerca da fisiologia da doença, este estudo teve como objetivo principal, investigar alterações fisiológicas nas plantas das cultivares de manga Ubá, Tommy Atkins e Palmer, as quais apresentam diferentes níveis de resistência basal à seca-da-mangueira. As relações entre a severidade da doença e as mudanças fisiológicas do hospedeiro foram avaliadas em três experimentos distintos, em que a cv. Ubá, considerada resistente, confrontou as cvs. Tommy Atkins (moderadamente resistente) e Palmer (suscetível). Os dois primeiros experimentos compararam o comportamento das cvs. Ubá e Tommy Atkins em relação às possíveis alterações no status hídrico das plantas e na ativação do sistema antioxidativo em resposta a infecção por C. fimbriata. Em suma, diminuições mais pronunciadas na condutância hidráulica aparente, na assimilação líquida de CO2 e na condutância estomática foram observadas na cv. Tommy Atkins, bem como a diminuição na concentração de clorofila e aumentos na concentração de aminoácidos livres totais, prolina e peroxidação lipídica. Plantas da cv. Tommy Atkins também apresentaram aumentos mais significativos na atividade das enzimas dismutase do superóxido (SOD), peroxidases não-específicas (POX), peroxidase do ascorbato (APX), peroxidase daglutationa (GPX) e redutase da glutationa (GR), e concentrações de metabolitos (peróxido de hidrogênio e compostos fenólicos totais) relacionados às respostas ao estresse oxidativo. Essas modificações foram mínimas na cv. Ubá. Maior severidade da doença foi também encontrada nas plantas da cv. Palmer durante o terceiro experimento, quando comparada com a cv. Ubá. Além de reduzido desempenho fotossintético, a cv. Palmer mostrou a diminuição das concentrações foliares de amido e aumento na concentração de hexoses, em consonância com a reduzida atividade da pirofosforilase da ADP-glucose (AGPase) e um aumento na atividade de ambas as invertases, ácida e alcalina, o que sugere a necessidade osmólitos para a manutenção da turgescência celular e proteção de membranas e proteínas devido aos maiores danos sofridos por esta cultivar. As amostras foliares da cv. Ubá não apresentaram alterações nas concentrações de carboidratos e atividade de enzimas, como as envolvidas na síntese de amido (AGPase) e sacarose (sintase da sacarose fosfato, SPS). No entanto, ao longo do experimento, observou-se redução na concentração de amido nos tecidos caulinares, sugerindo um aumento da remobilização de reservas para a produção de compostos de defesa no local da infecção. Conclui-se, então, que os sintomas da doença desenvolveram-se mais rapidamente nas cvs. Tommy Atkins e Palmer e foram associados às maiores restrições nas relações hídricas e trocas gasosas, além de sintomas de estresse oxidativo, quando em estádios mais avançados da infecção fúngica. Em contraste, a cv. Ubá mostrou-se capaz de atuar diretamente no local da infecção, adiando a colonização do patógeno pelos tecidos e o desenvolvimento dos sintomas de murcha.
Palavras-chave: Manga - Doenças e pragas
Fluorescência
Clorofila
Fotossíntese
Seca-da-mangueira
CNPq: Fisiologia Vegetal
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: BISPO, Wilka Messner da Silva. Physiological and biochemical aspects of the mango-Ceratocystis fimbriata interaction. 2014. 95 f. Tese (Doutorado em Fisiologia Vegetal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2014.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7183
Data do documento: 19-Fev-2014
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