Histórico. Histórico 3/2/2014. Bactérias como Agentes de Doenças em Plantas. Importância Econômica das Fitobacterioses

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1 Universidade Federal de Campina Grande UFCG Fitopatologia Geral Bactérias como Agentes de Doenças em Plantas Histórico 1869, Dranert: biólogo alemão em visita a região do Recôncavo Baiano, descreveu estrias em canade-açúcar, posteriormente foi constatado Pseudomonas rubrilineans Em 1882, o pesquisador Thomas J. Burril (trabalho pioneiro atribuído à queima da macieira e da pereira a causa bacteriana) Em 1882, Walker, cientista holandês, descreveu o amarelecimento do jacinto afirmando tratar-se de enfermidade causada por uma bactéria; Histórico Em 1889, ERWIN FRANK SMITH, Americano - Pai da Bacteriologia de Plantas - Descreveu várias doenças bacterianas de plantas Século XX: Pesquisas foram sendo feitas confirmando que bactérias são importantes patógenos de plantas; Importância Econômica das Fitobacterioses Gravidade das doenças em culturas exploradas economicamente; Facilidade de disseminação; Dificuldade de controle; Ex. Cancro cítrico (X. axonopodis pv. citri) surgiu na década de 50, Presidente Prudente reduz a produção e inviabiliza a exportação dos frutos in natura ; Ex. Murcha bacteriana das solanáceas (Ralstonia solanacearum) ocorrência em todo território nacional Murcha Bacteriana Ralstonia solanacearum Murcha Bacteriana Ralstonia solanacearum 1

2 Cancro cítrico Xanthomonas axonopodis Alface Pseudomonas cichorii Podridão mole Erwinia carotovora Morfologia Grande diversidade de forma e arranjamento; Maioria das bactérias fitopatogênicas formato de bastonete e não formam esporo ou estrutura de resistência/repouso Tamanho varia de 1,0 5,0 x 0,5 1,0 µm; Cocos Cocos e bastonetes 2

3 Bastonete Vibrião Espiroqueta Esquema de uma célula bacteriana Cápsula Substância mucilaginosa; Maioria das bactérias é de composição polissacarídica e em casos raros polímeros nitrogenados; Polissacarídeo é o principal componente e por ser o mais externo a célula, costuma ser denominado EPS (exopolissacarídeo); Funções: Aderência; Proteger a célula bacteriana contra condições adversas do meio ambiente; Toxina Flagelos Estruturas alongadas, delgadas e sinuosas; Natureza protéica (flagelina); Função: Locomoção; Presença de flagelo x virulência 3

4 Flagelos Importância: na taxonomia; Espécies de Erwinia são geralmente peritríquias; Espécies de Xanthomonas são geralmente monotríquias; Espécies de Pseudomonas são geralmente lofotríquias; Espécies de Clavibacter são tipicamente atríquias; Flagelos Locomoção Quando a bactéria se move em uma direção: nado ou corrida Desvio: quando as corridas são interrompidas causados por inversão da rotação flagelar Parede Celular Envoltório rígido, 20% do peso da célula Peptídeo glicano principal (somente em procariotas); Função das camadas: Externa: Participação na permeabilidade e no transporte Proteção contra enzimas e antibióticos Barreira para corantes e substâncias tóxicas Rígida: Peptídeo-glicano determinante da forma da célula Previne choques osmóticos, devido a sua rigidez. 4

5 NEGATIVA Teste de Gram Parede mais permeável Álcool remove o cristal violeta e o iodo POSITIVA Parede mais impermeável Álcool não consegue descolori-las Teste de Gram Classificação em 2 grandes Grupos: Método de Coloração de Gram (Bacteriologista dinamarquês Hans Christian Gram) Gram positivas: roxo Gram negativas: vermelho Parede Celular das Bactérias Gram Positivas Peptidoglicano (espesso, muitas camadas) Ácidos teicóicos: Está ligado à camada de peptideoglicana Ácidos lipoteicóicos: Atravessa a camada de peptideoglicana e está ligado à membrana plasmática Proteínas PAREDE CELULAR DA BACTÉRIA GRAM POSITIVA Parede Celular das Bactérias Gram Negativas Peptidoglicano (1 ou poucas camadas) Não contém ácidos teicóicos Membrana externa Fosfolipídeos Proteínas Lipopolissacarídeos Lipoproteínas Porinas FUNÇÃO: barreira par certos antibióticos, enzimas Parede Celular das Bactérias Gram Negativas 5

6 Teste de Gram Bacillus subtilis Escherichia coli Confirmação do Teste Gram Utilização do KOH 3% Bactérias gram-negativas lisam Liberam o DNA e tornam a mistura mais viscosa Fibras de DNA viscoso são visualizadas erguendo a alça de inoculação para fora da mistura Crescimento de Bactérias Crescimento - PG (período de geração) varia de 20 a 60 minutos; LAG latência ou adaptação; LOG exponencial multiplicação rápida; ESTACIONÁRIA células viáveis = cél. Mortas; MORTE Nº de células que morrem é maior do que o nº de células que se dividem. Secreções tóxicas torna a multiplicação mais lenta. Fases do crescimento Uma curva de crescimento bacteriano demonstra o crescimento das células durante uma período de tempo. 4 Fases do Crescimento: Fase Lag Fase Log (Fase logarítmica) Fase Estacionária Fase de morte celular 6

7 Fase Lag Durante um certo período de tempo, o n de células sofre pequenas variações Neste período ocorre ausência de divisão celular (1 h a dias) As células estão em estado de latência A população está passando por um período de intensa atividade metabólica, principalmente síntese de enzimas e moléculas variadas Fase Log A partir de um determinado momento as células iniciam seu processo de divisão e entram no período de crescimento ou aumento logarítmico A reprodução encontra-se extremamente ativa e o tempo de geração atinge um valor constante Período onde há maior atividade metbólica Entretanto: microrganismos estão sensíveis à mudanças ambientais Fase Estacionária Em um determinado momento a velocidade de crescimento começa a diminuir por diversos fatores: nutrientes, produtos de degradação, mudanças de ph e a população se torna ESTÁVEL 7

8 Fase de Morte Celular O n de células mortas > o n de células novas < diminuindo o n de células viáveis Aumenta a taxa de morte da população podendo alcançar um valor constante máximo Depois da morte da maioria das células, há uma queda drástica na taxa de morte. Colônia de E. coli formada após 11,5 horas de crescimento em meio de cultura sólido a 37 C. 8

9 Sintomas e sinais Típico de bacterioses de plantas X. axonopodis pv vitians Exsudação em gota PUS EXSUDAÇÃO P. syringae pv. tomato E. amylovora ANASARCA Podridão mole - Apodrecimento + Odor; - Órgãos de reserva; - Comuns a certos gêneros 9

10 Tumores Cancro Murcha Morte das pontas Ralstonia solanacearum Erwinia amylovora Gêneros e espécies mais importantes Erwinia Agrobacterium - A. tumefaciens tumores em plantas - A. rhizogenes raiz em cabeleira E. carotovora subsp. carotovora E. crhysanthemi E. carotovora subsp atroseptica Pseudomonas - P. syringae pv. lachrymans mancha angular em pepino - P. cichorii - alface Ralstonia Ralstonia solanacearum murcha em solanáceas Xanthomonas X. axonopodis pv. phaseoli Clavibacter C. michiganensis subsp. michiganensis cancro C. xyli subsp. xyli raquitismo da soqueira Streptomyces S. scabies sarna da batata Curtobacterium C. flaccumfaciens pv. flaccumfaciens murcha do feijoeiro. 10

11 Tabela 1. Principais gêneros de bactérias fitopatogênicas, aspectos morfológicos, espécies e doenças causadas. Ciclo das relações patógeno-hospedeiro Sobrevivência Órgãos vegetais infectados Solo, Sementes Epífitas, Água Disseminação Penetração Aberturas naturais Ferimentos 11

12 Colonização Medidas de controle Depende do: - Tipo de interação bactéria/planta - Grau de suscetibilidade do hospedeiro - Grau de agressividade da bactéria - Modo e local de penetração - Condições ambientais Rotação Sementes Adubação Cult. resistentes Irrigação Solarização Controle Químico Referências bibliográficas - AGRIOS, G. N. Plant diseases caused by prokariotes: bacteria and mollicutes. In: AGRIOS, G. N. Plant pathology. 5 th ed. San Diego: Academic Press, p. 922p; - FERREIRA, L. P. SALGADO, C. L. Bact rias. In: BERGAMIN FILHO, A.; KIMATI, H.; AMORIM, L. (Eds.). Manual de Fitopatologia: princípios e conceitos. 3. ed. São Paulo: Agronômica Ceres, v. 1, p ; - GOTO, M. Fundamentals of bacterial plant pathology. San Diego: Academic Press, p; - ROMEIRO, R. S. Bactérias fitopatogênicas. Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, p. 12