Moléculas sinalizadoras de defesa de plantas X Proteínas alternativas da cadeia respiratória de...
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Moléculas sinalizadoras de defesa de plantas
X Proteínas alternativas da cadeia
respiratória de fungosAluna: Daniela Paula de Toledo Thomazella
Orientador: Prof. Dr. Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
Co-orientadora: Dra. Johana Rincones Pérez
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Moléculas sinalizadoras de defesa nas interações planta-patógeno
Interações planta-patógeno
Incompatíveis Compatíveis
Resposta de Hipersensibilidade: Produção de Óxido Nítrico (NO), Peróxido de Hidrogênio (H2O2) e Ácido salicílico
Introdução
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Óxido Nítrico
A molécula Óxido Nítrico (NO) é um radical gasoso, que se difunde facilmente através de membranas
Importante molécula sinalizadora em plantas e animais (resposta de defesa a patógenos)
Em plantas está relacionada com o desencadeamento da morte celular hipersensitiva, com a indução de genes relacionados a defesa e proteção e com o acúmulo de ácido salicílico.
Genes de defesa (produção de compostos antimicrobianos e ácido salicílico): Codificantes para as enzimas Fenilalanina Liase e Chalcona Sintase como também para Proteínas PR.
Genes de Proteção: Oxidase Alternativa Mecanismos conhecidos de síntese de NO em plantas:
dependente de nitritonitrito e dependente de argininaarginina
Introdução
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Produção de Óxido Nítrico
Ocorre principalmente em plantas resistentes após a infecção por um patógeno biotrófico
Aumento da atividade da sintase de óxido nítrico (mecanismo dependente de arginina) está relacionado com a resposta de resistência a patógenos
Relação da produção de NO e a indução de Resposta de Hipersensibilidade em folhas de pimenta inoculadas com o fungo Phytophthora capsici:
Plantas resistentes Plantas suscetíveisX
Introdução
Produção de NO
Atividade NOS
Desencadeamento da Morte celular Hipersensitiva
Produção de NO
Atividade NOS
Colonização do tecido e Necrose Generalizada
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Peróxido de Hidrogênio
Efeito tóxico direto sobre o patógeno
Juntamente com o NO, o H2O2 está relacionado com a indução da morte celular hipersensitiva
Além disso, nas respostas de defesa tem uma importante função no fortalecimento da parede celular para contenção do patógeno e também na indução de genes de proteção contra o stress oxidativo, como o gene da oxidase alternativa
Mecanismo de produção: a partir da dismutação do ânion superóxido pela enzima Superóxido dismutase (SOD), pela ação de oxalato oxidases e outras oxidases.
Introdução
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Ácido Salicílico
Introdução
Produzido a partir da via dos fenilpropanóides (síntese dos precursores pela enzima PAL)
Importante molécula sinalizadora relacionada à expressão da resistência sistêmica adquirida (SAR) – NO parece ser importante também!
Além disso, está relacionada à conferência de resistência local (no sítio de infecção) alimenta o burst oxidativo e indução dos genes de defesa (Proteínas Relacionadas à Patogênese)
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Resposta de Hipersensibilidade
Taxas de produção e dismutação de O2– gerado durante o burst
oxidativo induzido pelo patógeno parecem ter um papel crucial na modulação e integração da indução da resposta de hipersensibilidade *
NONO HH22OO22
Introdução
*Atividade das demais enzimas produtoras de H2O2 também tem provavelmente um papel fundamental nesse balanço
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Em Theobroma cacao...
Aumento excessivo na produção de H2O2 (proveniente da degradação dos cristais de oxalato) em plantas de cacau suscetíveis inoculadas com esporos de Crinipellis perniciosa
NONO
HH22OO22
Necrose generalizada do tecido vegetal: concentração de peróxido excedeu o limiar necessário para o desencadeamento da HR
Fungo capaz de continuar seu ciclo de vida
Introdução
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Patógeno “capaz” de utilizar as respostas da planta ao seu próprio favor: prejudicando o desenvolvimento de uma resposta de defesa eficaz do hospedeiro
Desenvolvimento do Processo de infecção: intercâmbio de sinais entre patógeno e hospedeiro
Patógeno possui proteínas capazes de conferir resistência às moléculas sinalizadoras de defesa: Oxidase Alternativa e NADH desidrogenase Alternativa
Introdução
Planta suscetível
Planta resistente
X
Patógeno virulento
Patógeno avirulento
X
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Condições de Stress oxidativo e nitrosativo
Introdução
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Introdução
Importância
Permitir a continuação do transporte de elétrons, mesmo perante a inibição da via principal.
Evitar a formação de Espécies Reativas de oxigênio
Regenerar as coenzimas para continuação do ciclo de Krebs
Permitir a produção de oxalato pelo fungo????
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Analisar a produção de óxido nítrico, peróxido de hidrogênio e ácido salicílico em plantas de cacau suscetível e resistente
Entender a importância das proteínas alternativas da cadeia respiratória de Crinipellis perniciosa (oxidase alternativa e NADH desidrogenase alternativa) na doença vassoura-de-bruxa, em especial, avaliando a função do gene Aox no ciclo de vida de Crinipellis perniciosa
Objetivos
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Para isto... Avaliação da produção de óxido nítrico, peróxido nítrico e
ácido salicílico em plantas de cacau suscetível e resistente
Estudo da regulação do promotor do gene Aox de Crinipellis perniciosa (glicose, glicerol, inibidores da respiração, fontes de nitrogênio variadas, NO, AS, H2O2, presença e ausência de Fosfato e Cobre)
Análise da expressão do gene da NADH desidrogenase alternativa (fases biotrófica e necrotrófica, perante a incubação com Estrobilurina, SHAM, NO (doador - SNP), AS e H2O2)
Avaliação da função da AOX no ciclo de vida de Crinipellis perniciosa (desenvolvimento de mutantes para o gene Aox)
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FIM