Produção de flavonoides e atividade oxido nitrico sintase na resposta de defesa de soja ao fungo causador do cancro da haste
Luzia Valentina Modolo
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP M721p
Campinas, SP : [s.n.], 2001.
66p. : il.
Orientador: Ione Salgado
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: O presente trabalho analisou a participação da enzima óxido nítrico sintase (NOS) na produção de fitoalexinas, como parte do mecanismo de defesa de soja ao ataque do fungo Diaporthe phaseolorum f. sp. meridionalis (Dpm), causador da doença do cancro da haste. A produção de fitoalexinas e a...
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Resumo: O presente trabalho analisou a participação da enzima óxido nítrico sintase (NOS) na produção de fitoalexinas, como parte do mecanismo de defesa de soja ao ataque do fungo Diaporthe phaseolorum f. sp. meridionalis (Dpm), causador da doença do cancro da haste. A produção de fitoalexinas e a atividade NOS em cotilédones de soja eliciados com extrato do fungo Dpm foram comparadas com aquela induzida por nitroprussiato de sódio (SNP), uma molécula capaz de liberar óxido nítrico (NO). Os flavonóides produzidos foram identificados e quantificados utilizando Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) e padrões autênticos. A atividade NOS foi determinada pela síntese de L-[U_14C] citrulina a partir de L-[U-14C] arginina. A eliciação dos cotilédones de soja com o extrato de Dpm ou com SN P induziu intensa produção de fitoalexinas. Não foi observada produção de fitoalexinas quando o SNP foi substituído por ferricianeto que difere estruturalmente do primeiro apenas por não conter o NO. A produção de fitoalexinas induzida pelo extrato de Dpm, mas não aquela induzida por SNP, foi inibida quando os cotilédones de soja foram pré-tratados com inibidores característicos da enzima NOS de origem animal. A eliciação com Dpm induziu também atividade NOS nos tecidos em contato com o eliciador, atividade não observada nos tecidos eliciados por SNP. A atividade NOS induzida mostrou ser dependente de Ca2+ e NADPH e foi inibida por L-NAME [NG-nitro-L-arginina metil éster], AMG [Aminoguanidina] e L-NIL [L-N6-(1-iminoetil) lisina], inibidores característicos da NOS de origem animal. A indução de atividade NOS precedeu a ativação da produção de flavonóides nos cotilédones eliciados por Dpm. O acúmulo destes metabólitos foi mais precoce quando os cotilédones foram eliciados com SNP. O conjunto de resultados sugeriu que na eliciação por Dpm ocorreu a ativação de uma enzima do tipo NOS produzindo NO que foi capaz então de induzir a produção de flavonóides que apresentam atividade antimicrobiana. Não foram observadas diferenças significativas na produção de fitoalexinas pelos cotilédones entre os cultivares IAC-18 e IAC-14, resistente e suscetível ao Dpm, respectivamente. Estes resultados indicaram que ambos os cultivares seriam capazes de se defender ao ataque do patógeno nos estádios iniciais de desenvolvimento da planta
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Abstract: The formation of phytoalexin is part of the defense mechanism of soybeans against the fungus Diaporthe phaseolorum f. sp. meridionalis (Dpm), the causal agent of stem canker disease. In this work, the involvement of nitric oxide synthase (NOS) in phytoalexin production was examined....
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Abstract: The formation of phytoalexin is part of the defense mechanism of soybeans against the fungus Diaporthe phaseolorum f. sp. meridionalis (Dpm), the causal agent of stem canker disease. In this work, the involvement of nitric oxide synthase (NOS) in phytoalexin production was examined. Phytoalexin formation and NOS activity in soybean cotyledons stimulated with a Dpm extract were compared with the levels in cotyledons exposed to sodium nitroprusside (SNP), a nitric oxide (NO) donor. The flavonoids were identified and quantified by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) using authentic standards. NOS activity was determined by the biosynthesis of L-[U_14C] citrulline from L-[U_14C] arginine. Exposure of soybean cotyledons to the Dpm extract or SNP resulted in a high accumulation of phytoalexin, but this was not observed when SNP was replaced by ferricyanide, a structural analog of SNP devoid of the NO moiety. Phytoalexin production induced by the Dpm extract, but not by SNP, was prevented when the cotyledons were pretreated with NOS inhibitors. The Dpm extract also induced NOS activity in soybean cotyledon tissue proximal to the site of extract application. No such activity was observed with SNP. The induced NOS activity was Ca2+- and NADPH-dependent and was sensitive to the NOS inhibitors L-NAME [NGnitro-L-arginine methyl ester], AMG [aminoguanidine] and L-NIL [L-N6-(iminoethyl) Iysine]. The induction of NOS activity preceded the maximal accumulation of flavonoids in cotyledons exposed to the Dpm extract. The accumulation of these metabolites was faster in SNP than in Dpm treated cotyledons. These results suggest that Dpm extract induce NOS activity, with the formation of NO subsequently stimulating biosynthesis of flavonoids. There was no significant difference in the phytoalexin accumulation between cotyledons from cultivars IAC-18 and IAC-14 which are resistant and susceptible to Dpm, respectively. Thus, both cultivars should be able to defend themselves against attacks by pathogens in the earlier stages of plant development
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