Effect of postharvest jasmonic acid treatment on storage diseases, biochemical and molecular analyses of induced disease resistance in sugarbeet (Beta vulgaris L.)

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.