Conceitos Gerais sobre Resistência

O que é RESISTÊNCIA?

Doença= produto interação planta-patógeno

Planta resistente x baixo nível de doença

R e S - termos arbitrários

Padronização para diferentes patossistemas

Planta

Ambiente Patógeno

Critérios - grau de Resistência

Tipo de lesão

Número de lesões ou

área infectada pela

doença

Combinação

Quantificação de doenças

em plantas

Incidência

Severidade

Terminologias

Resistência Vertical

Reação diferencial

Inibe o estabelecimento inicial do patógeno

Resistência Horizontal

Reação não-diferencial

Diminui o desenvolvimento da doença

Resistência x herança da resistência

Herança monogênica (qualitativa)

Herança poligênica (quantitativa). Porém, nem

sempre R quantitativa é poligênica

Resistência e efeitos de genes

“Major gene”

“Minor gene”

Conceitos e sinonímia

Resistência raça-específica

Resistência raça não-específica

Resistência poligênica

Resistência de campo

Resistência de planta adulta

Resistência de seedling

Resistência Estável (Durável)

Efetiva por vários anos (?)

Proposto por Ou (1972) Arroz resistente à brusone

Causas da durabilidade ? ... Seleção estabilizadora:

mantém a constância da população

elimina tipos extremos

R durável x RH x RV

Estabilidade

Todas as raças ?

R específica estável:

Repolho - F. oxysporum f. sp. conglutinans

Tomate - F. oxysporum f. sp. lycopersici

Cevada - Puccinia graminis

Resistências “Aparentes”

Tolerância

Escape

Tolerância

“Capacidade da planta em suportar os efeitos

da doença sem morrer ou sofrer sérios danos

ou perda da cultura.”

Plantas tolerantes são SUSCETÍVEIS ao

patógeno...

Não são mortas e em geral mostram pouco

prejuízo

Genética da tolerância (??) – alguns relatos

Mais comum em interações plantas-vírus

Escape

Ocorre qdo plantas SUSCETÍVEIS não são

infectadas pq não há interação entre:

Hospedeiro suscetível

Patógeno virulento

Ambiente favorável

Imunidade

A planta inoculada apresenta-se 100% livre

do patógeno, ou seja, o patógeno não obtém

êxito no estabelecimento de relações

parasíticas com a planta.

Exemplos:

Quando inoculamos um patógeno em plantas de

espécies não hospedeiras.

Em espécies hospedeiras do patógeno, como é o

caso de determinados genótipos de Vigna

unguiculata imunes a Uromyces phaseoli f. sp.

vignae.

Fatores bióticos e estabilidade

Influenciam a estabilidade da R:

Aumento da freqüência de raças virulentas

freqüência de mutação de avirulentos para

virulentos

quantidade de raças virulentas no lançamento da

cv

taxa de multiplicação das raças virulentas

Denominação dos patógenos Nome genérico é escrito com inicial maiúscula e grifado

(ou itálico ou negrito).

Nome especifico é escrito com inicial minúscula e grifado

(ou itálico ou negrito).

Nomes subespecíficos como: patovar (pv.), subespécie

(subsp.), variedade (var.) e forma specialis (f.sp.)

também são escritos com inicial minúscula e grifados.

O nome genérico deverá ser abreviado a partir da

segunda citação em texto científico.

O nome do autor ou autores que classificaram a espécie

deve ser citado, toda vez que a mesma for escrita pela

primeira vez, em qualquer texto científico, podendo ser

abreviados.

Exemplos

Colletotrichum gloeosporioides Penz.

Uromyces phaseoli var. typica Arth.

Cercospora sp.

Pseudomonas spp.

Sintomas e Sinais

Sintoma é qualquer

manifestação das

reações da planta a

um agente nocivo

Sinais - estruturas ou produtos

do patógeno, geralmente

associados à lesão.

Estruturas patogênicas

(células bacterianas, micélio,

esporos e corpos de

frutificação fúngicos, ovos de

nematóides, etc.)

Exsudações ou cheiros

provenientes das lesões.

Em geral, os sinais ocorrem

num estádio mais avançado do

processo infeccioso da planta.

Definição de raças

Nível de especialização do patógeno

Isolados que atacam somente algumas

cultivares da espécie hospedeira

(especialização intra-específica)

Exemplo: raça 1 de Fusarium oxysporum f.

sp. conglutinans não é patogênica às

cultivares de repolho Greenboy e Bravo, ao

contrário da raça 2, que é patogênica nestas

cultivares

Definição de uma raça

de acordo com as reações fenotípicas dos

isolados quando inoculados em uma série de

cultivares, denominada de série diferencial

(cultivares diferenciadoras).

Genética da interação patógeno-hospedeiro

Doença biótica = patógeno x hospedeiro x ambiente

Caracteres patógeno e hospedeiro – DNA

Reação hospedeiro ao patógeno ( R ou S) genética

permite melhoramento plantas R

Década de 1940: estudos sobre o grau de virulência (vir) ou

avirulência (avr) (herança do tipo de infecção)

Patógenos várias raças diferem na habilidade de

infecção

Fonte: Agrios, 2005

Variedade „A‟ + raça „x‟ = Suscetível

Variedade „A‟ + raça „y‟ = Resistência

Raça „x‟ habilidade para infecção genética

Variedade „A‟ + raça „x‟ = Suscetível

Variedade „B‟ + raça „x‟ = Resistência

Var „B‟ apta a se defender característica genética

Fonte: Borem, 2000

Conceito gene-a-gene

(Teoria de Flor)

“Para cada gene que confere avirulência no patógeno há um

gene correspondente no hospedeiro que confere resistência e

vice-versa.”

Patossistema: linho x ferrugem

Demonstrado em outros patossistemas

Fungos, bactérias, vírus, nematóides

Insetos

Após o reconhecimento elicitor-

receptor:

Uma ou mais enzimas kinases ativadas

Cascata de reações bioquímicas

Resulta em Resposta Hipersensível

Resistência localizada no pto.de ataque

SAR (em muitos casos)

Hipótese:

Genes R surgem primeiro ( evolução )

Co-existem com genes não-específicos para

patogenicidade que evoluem nos patógenos

“Genes para patogenicidade existem nos

patógenos contra todas as suas plantas

hospedeiras que não apresentam resistência

específica”

Gene de R

surge naturalmente

introduzido via melhoramento

Capacita o hosp reconhecer o

produto de um gene particular

para virulência no patógeno

gene do patógeno = gene de

avirulência

(avrA) gene R da planta

www.jyi.org/.../issue1/features/snyder.html

Evolução dos genes R

Processo evolucionário provável maioria dos

genes R apresentam “formas múltiplas” (acima de

10 ou mais)

Diferentes especificidades

Comportam-se como se fossem alelos de um único

gene

Não podem ser separados durante a recombinação

(“clustered”)

Vários genes R isolados:

cerca de 20% de seqüência de nucleotídeos

idêntica e cerca de 50% similar

indica um importante mecanismo de resposta

rápida das plantas - “reformulação” de genes R

novos receptores específicos

Quebra da Resistência

Novo gene de virulência

surge por mutação de um gene de avr

Evita o reconhecimento gene-a-gene

R é quebrada Melhoristas Novos genes R

(reconhece o novo gene para virulência)

Gerar variedades R a todas as raças que têm gene de

avr correspondente ao gene R...

Até que novo gene de virulência surja

Genes de avirulência

Identificados por H. H. Flor (anos 50)

Isolado de bactéria (1984)

Isolado de fungo (1991)

Vários genes avr identificados

Fazem um patógeno incapaz de induzir doença numa

variedade específica do hospedeiro

determinam o “alcance” de hospedeiros: espécie e

variedade

Exemplo:

O gene avrBsT

estirpes do grupo que infectam tomateiro de Xanthomonas spp.

faz a bactéria induzir resposta hipersensível em todas as cvs.de

pimentão;

Perda do avrBsT doença em cvs.de pimentão normalmente R

Gene-a-gene

Na maioria dos casos:

Correspondência entre gene R (dominante) e

gene de avirulência

Em alguns casos:

2 genes independentes de R e um único gene

avr (aparentando gene-a-gene)