Na indução de resistência a planta possui mecanismos de defesa físicos e químicos para impedir a entrada e o desenvolvimento de patógenos e parasitas, incluindo fungos, bactérias, vírus, nematóides e até insetos. Estes mecanismos são ativados por infecções prévias ou pelo tratamento com agentes indutores (eliciadores) bióticos ou abióticos. Entre os agentes indutores bióticos, destaca-se a S. cerevisiae, que além da importância biotecnológica, tem demonstrado em estudos prévios potencial para o controle de doenças em várias plantas de importância econômica. Produtos à base de S. cerevisiae, como por exemplo o Agro-Mos® (carboidratos da parede celular da levedura) estão disponíveis no mercado, mas não como indutores de resistência. Já o indutor químico registrado como Bion® vem sendo comercializado e utilizado na indução de resistência em diversas espécies de plantas contra vários patógenos. Os objetivos deste trabalho foram purificar parcialmente frações de S. cerevisiae indutoras de resistência em pepineiro contra antracnose, causada por Colletotrichum lagenarium, e avaliar o efeito do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® na indução de resistência contra o inseto T. absoluta em tomateiro, o nematóide M. incognita em pepineiro, como também, verificar o efeito destes agentes na interação simbiótica entre soja e B. elkanii. Os resultados mostraram que o extrato bruto aquoso de S. cerevisiae autoclavado por 4 h foi o mais efetivo na redução da antracnose. Dessa maneira, o mesmo foi submetido à precipitação etanólica e o sobrenadante da precipitação foi fracionado utilizando-se Cromatografia de Troca Aniônica - CTA. Obtiveram-se quatro picos, sendo que os picos I (frações não ligada à resina DEAE-celulose) e II (frações ligadas à resina DEAE-celulose) foram os mais efetivos na proteção de plântulas de pepineiro reduzindo a severidade de antracnose em 80% e 72%, respectivamente. A aplicação foliar do extrato bruto aquoso de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® não afetou o desenvolvimento do inseto em tomateiro, como também, não interferiu significativamente na multiplicação do nematóide em raízes de pepineiro. Na interação simbiótica da soja com B. elkanii, os agentes testados não afetaram a nodulação por B. elkanii em raízes e o desenvolvimento vegetativo das plantas. Porém, a aplicação foliar do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae aumentou a quantidade de nitrogênio total da parte aérea das plantas. Finalmente, conclui-se que frações de S. cerevisiae induziram resistência em pepineiro contra C. lagenarium. Por sua vez, os agentes testados são foram eficientes no controle do inseto herbívoro e do nematóide e não demonstraram efeito negativo na interação soja - rizóbio. / In the resistance induction, the plant has physical and chemical defense mechanisms to avoid the entrance and the development of pathogens and parasites, including fungi, bacteria, virus, nematodes and even insects. These mechanisms are activated by previous infections or by the treatment with biotic and abiotic inducer agents. Among the biotic agents there is S. cerevisiae, that besides the biotechnological importance, was shown in previous studies to control diseases in several plants of economical importance. Products made of S. cerevisiae, as for exemple, the Agro-Mos® (formulated with carbohydrates from the cellular wall of the yeast) are available in the market, but not resistance inducers. The chemical inducer known as Bion® is already marketed and used to induced resistance in several plant species against several pathogens. The objectives of this work were to partially purify fractions of S. cerevisiae able to induce resistance in cucumber against anthracnose, caused by Colletotrichum lagenarium, and also evaluate the effect of the autoclaved crude aqueous extract from S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® in the resistance induction against the insect T. absoluta in tomato plants, the nematode M. incognita in cucumber plants, as well as to verify the effect of the agents in the symbiotic interaction envolving soybean and B. elkanii. The results showed that the crude aqueous extract of S. cerevisiae autoclaved for 4 h was the most effective out in the reduction of cucumber anthracnose. Thus, the same extract was submitted to ethanolic precipitation and the obtained supernatant was fractioned by using Anion Exchange Chromatography - AEC. For peaks were obtained and peak I (non-adsorbed fraction to DEAE-Cellulose) and II (fraction adsorbed to DEAE-Cellulose) were the most effective out in the protection of the cucumber seedling by reducing anthracnose severity in 81% and 72% ,respectively. The application of the autoclaved extract of S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® did not affect the development of the insect in tomato plants as well as did not interfere significantly in the multiplication of the nematode in cucumber roots. In the symbiotic interaction of soybean and B. elkanii, the tested agents did not affect the formation of nodules in soybean roots and the vegetative development of the plants. However, the foliar application of the autoclaved crude extract of S. cerevisiae significantly increased the amount of total nitrogen in the aerial part of the plants. Finally, it is concluded that the fractions (peaks I and II) of S. cerevisiae induced resistance of the cucumber plants. However the tested agents were not efficient in the control of the herbivore insect and the nematode and did not exhibit negative effects in the symbiotic interaction soybean and rhizobium.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 806747 bytes, checksum: 15d877e808731540d6a5b0cb3ec099c7 (MD5) Previous issue date: 2007-03-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The plants resist to the infection caused by pathogens using constitutive and induced defenses. The induced defense is activated by the plants when they recognize general elicitors and effector proteins. This recognition leads to the rapid activation of the defense responses, including the synthesis of Pathogenesis-related proteins - PR proteins. There are 17 known PR-protein families (PR-1 to PR-17) that are expressed in response to pathogens and/or chemical inductors. The genes that codes for PR-1 proteins share a high sequence identity and are used as markers of the systemic acquired resistance (SAR). However the biochemical function of these proteins is still unknown. Antimicrobial activities were reported only for basic PR-1 proteins. PR-1 genes are members of gene families in many plant species. Based on sequence analysis of sequences deposited in public database the following possible PR-1 gene family members from tomato plant were identified: PR-1aP4 (accession numbers AJ011520 and M69247); P1p14 (Y08804, M69248 and 68738); PR1A1 (X71592); PR1A2 (Y08844); PR1D (AJ001627) in the NCBI database and two unigenes sequences from the Solanaceae Genomics Network database, SGN-U213451 and SGN- U220473. The genes PR-1aP4 and P1p14 and the unigenes SGN-U213451 and SGN-U220473 encode basic PR-1 proteins and the genes PR1A1, PR1A2 and PR1D encode acid proteins. The gene represented by the unigene SGN-U213451 seems encode the P14c protein, that has a reported antimicrobial activity and until this moment is not in the databases. In this work were developed essays to detect the expression of PR-1 family members by real-time PCR. The analyzed genes can be distinguished by their quantitative and qualitative expression pattern. PR-1aP4, P1p14, PR1A1 and the SGN-U213451 had a higher level of expression in younger leaves in response to A. solani; while, the gene PR1A2 was more induced in the older leaves of these plants, where severity of the disease is greater. The gene represented by the SGN-U220473 did not show induction by A. solani. The P1p14 and PR1A2 expression was induced by benzothiadiazole (commercial product Bion) and jasmonic acid, respectively. Lower gene expression levels were obtained with chemical induction showing that more refined kinetic induction essays of PR-1 genes of the tomato plant in response to chemical inductors are needed in order to establish which specific signaling molecule is able to trigger the expression of each family member. / As plantas resistem à infecção por patógenos utilizando defesas constitutivas e induzidas. A defesa induzida é ativada pelo reconhecimento pelas plantas de elicitores gerais e proteínas de avirulência do patógeno. Este reconhecimento leva à rápida ativação de respostas de defesa, que incluem a síntese de proteínas relacionadas à patogênese (proteínas PR). São conhecidas 17 famílias de proteínas PR (PR-1 a PR-17) que são expressas em resposta a patógenos e ou a indutores químicos. Os genes que codificam proteínas PR-1 constituem famílias gênicas em diversas espécies vegetais. Com base na análise de seqüências depositadas em bancos de dados foram identificados sete possíveis membros da família gênica PR-1 do tomateiro, os genes: PR-1a P4 (números de acessos: AJ011520 e M69247); P1p14 (Y08804, M69248 e 68738); PR1A1 (X71592); PR1A2 (Y08844); PR1D (AJ001627) depositados no NCBI e as seqüências de dois unigenes depositadas no SGN, o SGN-U213451 e SGN-U220473. Os genes PR-1a P4 e P1p14 e os representados pelos unigenes SGN- U213451 e SGN-U220473 codificam proteínas PR-1 básicas, enquanto os genes PR1A1, PR1A2 e PR1D codificam proteínas ácidas. O gene representado pelo unigene SGN-U213451 parece codificar a proteína P14c que apresenta atividade antimicrobiana e até o momento não está anotada nos bancos de dados. Neste trabalho, foram desenvolvidos ensaios para a detecção da expressão desses genes por PCR em tempo real em resposta à infecção por Alternaria solani e a aplicação de indutores químicos. Apenas para o gene PR1D não foi possível obter oligonucleotídeos adequados para efetuar análises específicas de expressão por PCR em tempo real. A análise da cinética de expressão demonstrou que os genes analisados podem ser diferenciados pelo seu padrão qualitativo e quantitativo de expressão. Os genes PR-1a P4, P1p14, PR1A1 e o SGN-U213451 tiveram maior indução da expressão no terço superior de plantas inoculadas com A. solani; enquanto o gene PR1A2 foi mais induzido no terço inferior destas plantas, onde a severidade da doença é maior. Já o gene representado pelo SGN- U220473 não apresentou indução após a inoculação com A. solani. A expressão dos genes P1p14 e PR1A2 foi induzida pela aplicação de benzotiadiazole (produto comercial Bion) e ácido jasmônico, respectivamente. Menores níveis de expressão dos genes foram detectados nos ensaios com indutores químicos comparativamente à indução biótica indicando que ensaios mais refinados de cinética de indução de genes PR-1 do tomateiro em resposta a indutores químicos são necessários para estabelecer quais sinais moleculares induzem a expressão de cada membro desta família.

Na indução de resistência a planta possui mecanismos de defesa físicos e químicos para impedir a entrada e o desenvolvimento de patógenos e parasitas, incluindo fungos, bactérias, vírus, nematóides e até insetos. Estes mecanismos são ativados por infecções prévias ou pelo tratamento com agentes indutores (eliciadores) bióticos ou abióticos. Entre os agentes indutores bióticos, destaca-se a S. cerevisiae, que além da importância biotecnológica, tem demonstrado em estudos prévios potencial para o controle de doenças em várias plantas de importância econômica. Produtos à base de S. cerevisiae, como por exemplo o Agro-Mos® (carboidratos da parede celular da levedura) estão disponíveis no mercado, mas não como indutores de resistência. Já o indutor químico registrado como Bion® vem sendo comercializado e utilizado na indução de resistência em diversas espécies de plantas contra vários patógenos. Os objetivos deste trabalho foram purificar parcialmente frações de S. cerevisiae indutoras de resistência em pepineiro contra antracnose, causada por Colletotrichum lagenarium, e avaliar o efeito do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® na indução de resistência contra o inseto T. absoluta em tomateiro, o nematóide M. incognita em pepineiro, como também, verificar o efeito destes agentes na interação simbiótica entre soja e B. elkanii. Os resultados mostraram que o extrato bruto aquoso de S. cerevisiae autoclavado por 4 h foi o mais efetivo na redução da antracnose. Dessa maneira, o mesmo foi submetido à precipitação etanólica e o sobrenadante da precipitação foi fracionado utilizando-se Cromatografia de Troca Aniônica - CTA. Obtiveram-se quatro picos, sendo que os picos I (frações não ligada à resina DEAE-celulose) e II (frações ligadas à resina DEAE-celulose) foram os mais efetivos na proteção de plântulas de pepineiro reduzindo a severidade de antracnose em 80% e 72%, respectivamente. A aplicação foliar do extrato bruto aquoso de S. cerevisiae, Agro-Mos® e Bion® não afetou o desenvolvimento do inseto em tomateiro, como também, não interferiu significativamente na multiplicação do nematóide em raízes de pepineiro. Na interação simbiótica da soja com B. elkanii, os agentes testados não afetaram a nodulação por B. elkanii em raízes e o desenvolvimento vegetativo das plantas. Porém, a aplicação foliar do extrato bruto autoclavado de S. cerevisiae aumentou a quantidade de nitrogênio total da parte aérea das plantas. Finalmente, conclui-se que frações de S. cerevisiae induziram resistência em pepineiro contra C. lagenarium. Por sua vez, os agentes testados são foram eficientes no controle do inseto herbívoro e do nematóide e não demonstraram efeito negativo na interação soja - rizóbio. / In the resistance induction, the plant has physical and chemical defense mechanisms to avoid the entrance and the development of pathogens and parasites, including fungi, bacteria, virus, nematodes and even insects. These mechanisms are activated by previous infections or by the treatment with biotic and abiotic inducer agents. Among the biotic agents there is S. cerevisiae, that besides the biotechnological importance, was shown in previous studies to control diseases in several plants of economical importance. Products made of S. cerevisiae, as for exemple, the Agro-Mos® (formulated with carbohydrates from the cellular wall of the yeast) are available in the market, but not resistance inducers. The chemical inducer known as Bion® is already marketed and used to induced resistance in several plant species against several pathogens. The objectives of this work were to partially purify fractions of S. cerevisiae able to induce resistance in cucumber against anthracnose, caused by Colletotrichum lagenarium, and also evaluate the effect of the autoclaved crude aqueous extract from S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® in the resistance induction against the insect T. absoluta in tomato plants, the nematode M. incognita in cucumber plants, as well as to verify the effect of the agents in the symbiotic interaction envolving soybean and B. elkanii. The results showed that the crude aqueous extract of S. cerevisiae autoclaved for 4 h was the most effective out in the reduction of cucumber anthracnose. Thus, the same extract was submitted to ethanolic precipitation and the obtained supernatant was fractioned by using Anion Exchange Chromatography - AEC. For peaks were obtained and peak I (non-adsorbed fraction to DEAE-Cellulose) and II (fraction adsorbed to DEAE-Cellulose) were the most effective out in the protection of the cucumber seedling by reducing anthracnose severity in 81% and 72% ,respectively. The application of the autoclaved extract of S. cerevisiae, Agro-Mos® and Bion® did not affect the development of the insect in tomato plants as well as did not interfere significantly in the multiplication of the nematode in cucumber roots. In the symbiotic interaction of soybean and B. elkanii, the tested agents did not affect the formation of nodules in soybean roots and the vegetative development of the plants. However, the foliar application of the autoclaved crude extract of S. cerevisiae significantly increased the amount of total nitrogen in the aerial part of the plants. Finally, it is concluded that the fractions (peaks I and II) of S. cerevisiae induced resistance of the cucumber plants. However the tested agents were not efficient in the control of the herbivore insect and the nematode and did not exhibit negative effects in the symbiotic interaction soybean and rhizobium.