Agressividade de Phakopsora: histopatologia e epidemiologia comparativa das ferrugens da videira e da soja

Resumo

Doenças causadas por patógenos biotróficos, como as ferrugens, são frutos de interação compatível entre o patógeno e as células vegetais do hospedeiro, na qual o parasitismo ocasiona mínimos danos ao hospedeiro e sem provocar morte celular. Por outro lado, patógenos hemibiotróficos e necrotróficos são caracterizados por mecanismos de infecção e colonização mais agressivos, que frequentemente provocam a morte dos tecidos do hospedeiro. O comportamento das ferrugens da videira (Phakopsora euvitis) e da soja (Phakopsora pachyrhizi), ambas pertencentes ao gênero Phakopsora, parece não seguir o padrão de outras ferrugens, como as causadas pelos gêneros Puccinia e Uromyces, pois nas ferrugens causadas por Phakopsora é comum a ocorrência de necrose dos tecidos do hospedeiro logo após a colonização, seguida de intensa desfolha, com consequente reduções significativas na fotossíntese e na produtividade das plantas parasitadas. Já se sabe que o ciclo de relações patógeno-hospedeiro da ferrugem da soja é muito distinto daquele de outras ferrugens: sobrevivência em vários hospedeiros (versus alta especificidade), penetração direta (versus via aberturas naturais) e crescimento das lesões com formação de pústulas satélites (versus pústulas isoladas). No entanto, os efeitos e o peso relativo de cada um desses componentes na epidemiologia da doença não estão esclarecidos. A ferrugem da videira mostra sintomatologia semelhante à da ferrugem da soja, com alta frequência de pústulas no limbo, necrose e desfolha. Estudos recentes desenvolvidos na ESALQ mostraram que a colonização de P. euvitis em Niagara Rosada provoca significativas reduções de acúmulo de carboidratos e na biomassa do sistema radicular das plantas, sugerindo que a doença causa importante redução no vigor das plantas. No entanto, o ciclo de relações patógeno-hospedeiro entre P. euvitis e videira foi muito pouco estudado até o momento. A epidemiologia comparativa é uma ferramenta frequentemente utilizada em estudos epidemiológicos, com objetivos de análise e de síntese. Na epidemiologia comparativa, a diversidade das epidemias é reduzida a alguns componentes críticos, capazes de diferenciar ou agregar sistemas, para fins comparativos. Afinal, a comparação é uma importante ferramenta cognitiva e a maioria dos testes estatísticos foi desenhada com este fim. O objetivo do projeto é desvendar, pelo menos em parte, os mecanismos relacionados à agressividade das ferrugens causadas por patógenos do gênero Phakopsora. Para tanto serão realizados estudos comparativos na histopatologia e nos componentes epidemiológicos das duas espécies de ferrugem do gênero Phakopsora (P. euvitis e P. pachyrhizi), utilizando como controle uma ferrugem causada por um patógeno biotrófico típico (Uromyces appendiculatus, agente causal da ferrugem do feijoeiro). Os mecanismos de infecção, o início das relações parasitárias e o final da colonização serão analisados nas três ferrugens com técnicas histopatológicas convencionais, na qual secções anatômicas das diferentes lesões serão submetidas à coloração usual e testes histoquímicos e, então analisadas sob microscópio de luz. Análises ao microscópio eletrônico de varredura também serão conduzidas a fim de se entender a morfologia da lesão e esporogênese. Os componentes monocíclicos de cada ferrugem, sob condições de ambiente controlado, e o progresso temporal das doenças em parcelas experimentais, com base na sintomatologia e na desfolha, serão analisados à luz da epidemiologia comparativa. Solicitaremos posteriormente Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE) para complementar o estudo comparativo histopatológico das ferrugens, utilizando técnicas de fluorescência sem modificação gênica dos patógenos, no laboratório do Dr. Ulrich Schaffrath, localizado na Universidade de Aachen (Rheinisch-WestfälischeTechnische Hochschule Aachen University), Alemanha. Esse grupo de pesquisa possui experiência na área de histopatologia, principalmente com Phakopsora pachyrhizi. (AU)