Cunha, Luis Cláudio Vieira daCosta, Lilian Cação2019-11-112019-11-112013-07-30COSTA, Lilian Cação. Caracterização patogênica e molecular da interação entre cultivares de batata (Solanum tuberosum L.) e bactérias pectinolíticas. 2013. 44 f. Dissertação (Mestrado em Fitopatologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2013.https://locus.ufv.br//handle/123456789/27402A batata (Solanum tuberosum L.) é o quarto alimento mais consumido no mundo. No Brasil, a produtividade fica abaixo do potencial da cultura principalmente devido ao uso de batata-semente de baixa qualidade fitossanitária. Estas sementes servem como meio de disseminação de diversos patógenos, incluindo o complexo de espécies de Pectobacterium e Dickeya, agentes causadores da podridão-mole e canela-preta da batata. Apesar destas espécies apresentarem uma séria ameaça a produção da cultura, pouco se sabe sobre as respostas das cultivares brasileiras, seja a nível de tubérculo ou haste, com relação a infecção por estas espécies tanto a nível patogênico quanto molecular. Portanto, este trabalho teve por objetivo caracterizar a nível patogênico e molecular a resposta de diferentes cultivares de batata na interação com quatro espécies pertencentes a este complexo. Para estudo, os isolados bacterianos foram previamente transformados por eletroporação, com o plasmídeo pPROBE-AT-GFP, conferindo resistência a ampicilina. Testes de estabilidade do plasmídeo foram realizados posteriormente à transformação a fim de avaliar a sua permanência nas células bacterianas. A virulência e expressão de sintomas das espécies Pectobacterium carotovorum, P. atrosepticum, Dickeya chrysanthemi e P. brasiliensis foram avaliadas através da inoculação em mini-tubérculos e em hastes de plantas jovens de batata das cultivares Ágata, Asterix, Atlantic, Cupido e Emeraude. O estudo do perfil da expressão relativa de 24 genes marcadores de defesa foi feito por meio de PCR em Tempo Real. Houve interação significativa das diferentes cultivares em relação às espécies estudadas tanto para maceramento de tubérculo quanto comprimento de lesão em hastes. As cultivares avaliadas apresentaram resistência parcial diferenciada às espécies, variando de acordo com o órgão da planta infectado. Enquanto a cultivar Ágata foi menos resistente à podridão do tubérculo quando comparada as demais, as hastes apresentaram os menores comprimentos de lesões. Pectobacterium brasiliensis foi a espécie com maior virulência em relação às demais espécies tanto na haste quanto no tubérculo. Em contrapartida, Dickeya chrysanthemi apresentou-se como a espécie menos virulenta em todas as cultivares testadas. De um modo geral, os resultados dos testes de patogenicidade mostram haver uma complexa rede de interações considerando que diferentes cultivares apresentam respostas diferenciadas dependo da espécie em questão. Ainda, os resultados mostraram que a resistência parcial de uma determinada cultivar pode ser dependente do órgão vegetal infectado. Considerando as análises moleculares, dos vinte e quatro genes marcadores de defesa estudados, apenas cinco, JAZ-1, ERF3, PR-3, PR-5 e MAPK, permitiram uma melhor elucidação da hipótese deste trabalho. Estes resultados apontam que a resposta de defesa de batata a bactérias pectinolíticas depende em grande parte da ação coordenada da sinalização hormonal baseada nas rotas do ácido jasmônico (JA) e etileno (ET) e a consequente expressão de proteínas relacionadas à patogênese. Portanto, tratar o complexo de espécies bacterianas de forma individualizada é imprescindível para o estabelecimento de medidas de controle eficazes, pois cada patossistema pode apresentar características específicas dependendo da cultivar e órgão afetado. Além disso, o entendimento das bases moleculares que regulam as respostas de defesa de batata, contra estas bactérias no campo, auxiliará os trabalhos de melhoramento na seleção de cultivares mais resistentes.Cultivated potatoes (Solanum tuberosum L.) is forth most important food crop in the world. In Brazil, mainly due to the use of low quality potato seeds the yield of potato crops is considered low as far as its genetic potential is concerned. These low quality seeds can transmit several plant pathogens, including members of the soft-rot and black- leg causing species complex of the genera Pectobacterium and Dickeya. Even though these bacterial species represent a serious threat to potato production, little is known about the response of Brazilian potato cultivars, upon infection of both tuber and stems, by these species, at the pathogenic and molecular level. Therefore, this work aimed at characterizing at the pathogenic and molecular level the response of different potato cultivars in the interaction with four soft-rot causing species. In order to do this, all bacterial isolates were first transformed by electroporation, using the ampicilin resistant plasmid pPROBE-AT-GFP. Following transformation, analyses of plasmid stability in the bacterial cells was carried out to ensure consistency in the growth curve analysis. Bacterial virulence and symptom expression induced by Pectobacterium carotovorum, P. atrosepticum, P. brasiliensis and Dickeya chrysanthemi were evaluated by inoculating mini-tubers and stems of young plants of the potato cultivars Asterix, Atlantic, Cupido e Emeraude. At the molecular level, the relative expression profile of 24 defense-related genes was analyzed by Real Time PCR. There was a significant interaction of the different potato cultivars in relation to the studied species not only for tuber decaying but also lesion length in potato stems. The evaluated cultivars showed distinct susceptibility depending on the bacterial species as well as the infected plant organs. While Ágata was the most susceptible to tuber decaying when compared with the remaining cultivars, its stems showed the smallest lesion lengths. P. brasiliensis was the most virulent in all cultivars when compared with all other bacterial species in both tubers and stems. In opposite, D. chrysanthemi was the least virulent bacterial species in all tested cultivars. In general, the pathogenicity data pointed out a complex set of interactions since different cultivars showed distinct responses depending on the bacterial species. In addition, the results demonstrated that the susceptibility of any cultivar may vary depending on the plant organ infected. Regarding the molecular studies, 5 out of 25 defense-related genes JAZ-1, ERF3, PR-3, PR-5 and MAPK were overexpressed in the interaction, allowing a better understanding about the molecular mechanisms regulation the interaction between potato-pectinolitic bacterias. These results suggest that the potato defense responses against these bacterial pathogens depend for the most part in the coordinated hormone signaling responses regulated by jasmonic acido (JA) and ethylene (ET) and, consequently, in the expression of pathogenesis-related proteins. Therefore, it seems reasonable to consider each species belonging to this bacterial complex individually for the development of effective control strategies, since each pathosystem may show different characteristics depending on the cultivar and plant organ affected. Hence, a better understanding about the molecular basis that regulates potato defense responses in the field, against these bacteria, may assist the potato breeding programs in the development of more tolerant cultivars.porAcesso AbertoBatata - Doenças e pragasPectobacteriumDickeyaDissertaçãoFitopatologia