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Tipo: Tese
Título: Effect of postharvest jasmonic acid treatment on storage diseases, biochemical and molecular analyses of induced disease resistance in sugarbeet (Beta vulgaris L.)
Título(s) alternativo(s): Efeito do tratamento com ácido jasmônico nas doenças pós-colheita e análises bioquímicas e moleculares da resistência induzida em beterraba-açucareira (Beta vulgaris L.)
Autor(es): Ferrareze, Jocleita Peruzzo
Primeiro Orientador: Finger, Fernando Luiz
Primeiro avaliador: Fugate, Karen Klotz
Segundo avaliador: Chaves, Daniela Vieira
Terceiro avaliador: Barros, Raimundo Santos
Quarto avaliador: Deckard, Edward
Resumo: Jasmonic acid (JA) and its derivatives are known to activate plant defense mechanisms and provide protection against fungi that cause rot in several plant species. In this study we tested the efficiency of JA in protecting sugarbeet roots (Beta vulgaris L.) against three major pathogens causing postharvest rot. JA reduced the decay caused by Botrytis cinerea and Phoma betae in an average of 51 and 71% respectively, at concentrations of 0.01-10 mM AJ reduced decay caused by Penicillium claviforme an average of 44%, and 100 mM reduced the rot at 65%. Bearing in mind the results showing the ability of AJ to protect sugarbeet roots against the mentioned pathogens, the mechanisms responsible for induction of resistance by jasmonates were studied. The activities of ROS-scavenging enzymes such as ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD), and metabolites with antioxidant properties were analyzed. The activity of defense related enzymes such as β-1 ,3-glucanase (β-Gluc), chitinase, polyphenol oxidase (PPO) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were also studied. The results show that JA had little or no effect on the activity of these enzymes or compounds, leading us to believe that these enzymes are not related to jasmonate induced resistance in sugarbeet roots. All the enzymes except PAL were affected by storage time and the majority had their activity increased with the storage time. Considering that the defenses are reduced over time, it appears that these enzymes are not related to defense in sugarbeet. JA effect was also tested on gene expression. Using the qRT-PCR technique, it was found that JA had transient and small effect on the expression of genes related to plant defense. The expression of phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and peroxidase (POD) were transiently induced by jasmonic acid. In contrast, a PR1 and chitinase 3 were transiently inhibited by treatment and chitinase 1 exhibited a reduction and an increase of the transcripts levels. The sugarbeet global transcriptome was characterized using the platform Illumina paired-end sequencing. Large amount of unpublished data were generated. The JA effects on the roots transcriptome was also studied and revealed 120 and 104 genes differentially expressed at 2 and 60 days after treatment, respectively.
Abstract: Ácido jasmônico (AJ) e seus derivativos são conhecidos por ativar os mecanismos de defesa das plantas e fornecer proteção contra fungos causadores de podridões em várias espécies de vegetais. No presente trabalho testou-se a eficiência do ácido jasmônico em proteger raízes de beterraba-açucareira (Beta vulgaris L.) contra os três principais patógenos causadores de podridões pós-colheita. AJ reduziu a podridão causada por Botrytis cinerea e Phoma betae em uma média de 51 e 71% respectivamente e em concentrações de 0.01 10 μM AJ reduziu podridão causada por Penicillium claviforme em uma média de 44%, enquanto 100 μM reduziu a podridão em 65%. Tendo-se em vista os resultados mostrando a habilidade do AJ em proteger raízes de beterraba-açucareira contra os patógenos citados, os mecanismos responsáveis pela indução da resistência por jasmonatos foram estudados. A atividade de enzimas com função antioxidante como ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT), peroxidase (POD) e superóxido dismutase (SOD), e metabólitos com propriedades antioxidantes foram analisados. A atividade de enzimas relacionadas com a defesa de plantas como β-1,3-glucanase (β-Gluc), quitinase, polifenol oxidase (PPO) e fenilalanina amônia-liase (PAL) também foram estudadas. Constatou-se que o AJ teve pouca ou nenhuma ação sobre a atividade dessas enzimas ou compostos, levando-nos a acreditar que essas enzimas não tem relação com a resistência induzida por jasmonatos em raízes de beterraba-açucareira. Com exceção da PAL todas as enzimas foram afetadas pelo tempo de armazenamento sendo que a maioria teve sua atividade aumentada com o decorrer do armazenamento. Tendo em vista que as defesas das raízes ficam reduzidas com o passar do tempo infere-se que essas enzimas não estejam relacionadas com defesa contra patógenos e doenças em beterraba-açucareira. O efeito do AJ também foi testado em nível de expressão gênica. Utilizando-se a técnica de PCR em tempo real, verificou-se que o AJ teve efeito pequeno e transiente na expressão de genes relacionados à defesa de plantas. A expressão da fenilalanina amônia-liase (PAL) e peroxidase (POD) foram transientemente induzidas por acido jasmônico. Em contraste, PR1 e quitinase 1 foram transientemente inibidas pelo tratamento e quitinase 3 exibiu uma redução e um aumento nos níveis de transcritos. O transcriptoma global de beterraba açucareira foi caracterizado usando-se a plataforma Illumina paired-end sequencing. Grande quantidade de dados inéditos foram gerados. Os efeitos do AJ no transcriptoma das raízes também foi estudado revelando que 120 e 104 genes tiveram suas expressões alteradas aos 2 e 60 dias após o tratamento respectivamente.
Palavras-chave: Jasmonic acid
Sugarbeet
Post-harvest fungal
Induced resistance
Gene expression
Transcriptoma
Ácido jasmônico
Beterraba-açucareira
Fungos pós-colheita
Resistência induzida
Expressão gênica
Transcriptoma
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS
Idioma: eng
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Controle da maturação e senescência em órgãos perecíveis; Fisiologia molecular de plantas superiores
Programa: Doutorado em Fisiologia Vegetal
Citação: FERRAREZE, Jocleita Peruzzo. Efeito do tratamento com ácido jasmônico nas doenças pós-colheita e análises bioquímicas e moleculares da resistência induzida em beterraba-açucareira (Beta vulgaris L.). 2012. 80 f. Tese (Doutorado em Controle da maturação e senescência em órgãos perecíveis; Fisiologia molecular de plantas superiores) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2012.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/992
Data do documento: 16-Mar-2012
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