UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARPROGRAMA DE PS-GRADUAO EM AGRONOMIA/FITOTECNIADISCIPLINA: Resistncia de Plantas a InsetosPROFESSORA: DR Nivia Dias-PiniFITOALEXINAS E A RESISTNCIA DE PLANTAS INSETOSDiscente: Jean Kelson da Silva Paz

RESISTNCIA CONSTITUCIONAL barreiras constitucionais presentes nos tecidos da planta (herana gentica).

RESISTNCIA SISTMICA VEGETAL proteo bioqumica sistmica ativa ou estimulada por estresse ou inoculao. Ela pode ser:

INTRODUOADQUIRIDA quando o elicitor ou indutor um agentepatognico ou herbvoro.

INDUZIDA quando o elicitor um agente simbitico, benfico ou neutro.www.agrocin.com.br

COMPOSTOS ORGNICOS E A RESISTNCIA A INSETOSPOTAFOS (2004)

FITOALEXINASEm 1940, na Alemanha, foram descobertas plantas resistentes acumulavam substncias inibidoras do fungo causador da requeima da batata (HARBORNE, 1999).

Estas substncias foram denominadas FITOALEXINAS (do grego phyto=planta e alexin= composto que repele).

So compostos de baixo peso molecular responsveis pela defesa das plantas. As fitoalexinas no so protenas, no possuem especificidade e no imunizam a planta.www.ambientesutentavel.org

A primeira fitoalexina descrita quimicamente foi a PISATINA, isolada em plantas de ervilha (Pisum sativum).

Diversas classes de produtos naturais, como alcalides, compostos fenlicos e flavonides entre outros tem sido descritos como fitoalexinas. Entre estes compostos pode-se destacar:

- Epxido de Rutacidona encontrada em Ruta graveolens, - Letucinina encontrada em alface (Lactuta sativa), Momilactona A encontrada em arroz (Oryza sativa) e; - Kievtona encontrada em Phaseolus vulgaris.www.freshplaza.it

Constituem um grupo de metablitos secundrios quimicamente diverso, que se acumulam em torno do local de infeco e apresentam atividade antimicrobiana.

A produo de fitoalexinas parece ser um mecanismo comum de resistncia a microrganismos patognicos e artrpodes em uma grande variedade de plantas.www.globorural.com.br

Os isoflavonides so fitoalexinas comuns em leguminosas, enquanto em plantas da famlia Solanaceae, como batata, tabaco e tomate, vrios sesquiterpenos so produzidos como fitoalexinas. Em geral, as fitoalexinas no esto presentes nas plantas antes da infeco, mas so sintetizadas muito rapidamente aps o ataque de microrganismos ou artropdes.www.globorural.com.br

OBJETIVO Relatar a origem metablica das fitoalexinas e as suas aplicaes, destacando o seu papel na resistncia de plantas insetos.

ORIGEM METABLICA DAS FITOALEXINAS

Duas rotas metablicas bsicas esto envolvidas na sntese dos compostos fenlicos: a rota do cido chiqumico e a rota do cido malnico (TAIZ; ZEIGER, 2004).

A rota do cido chiqumico participa da biossntese da maioria dos fenis vegetais. A rota do cido malnico, menos significativa nas plantas superiores.

A rota do cido chiqumico converte precursores de carboidratos derivados da gliclise e da rota da pentose fosfato em aminocidos aromticos.

A rota do cido chiqumico est presente em plantas, fungos e bactrias, mas no encontrada em animais, os quais no podem sintetizar trs aminocidos aromticos (fenilalanina, tirosina e triptofano), nutrientes essenciais na sua dieta.

A formao de muitos compostos fenlicos vegetais, incluindo fenilpropanides simples, cumarinas, derivados do cido benzico, lignina, antocianinas, isoflavonas, taninos condensados e outros flavonides, inicia com a fenilalanina.

POTAFOS (2004)

GHARAM (1983)

ELICITORES DE FITOALEXINASAtivam os mecanismos de defesa pelos vegetais um processo iniciado com a percepo do estmulo agressor.

Os vegetais so capazes de reconhecer a presena de fitfagos por meio da deteco de compostos secretados por estes e que interagem, com constituintes da superfcie celular vegetal.

ELICITORES DE FITOALEXINAS So produtos do metabolismo primrio ou secundrio do patgeno ou artrpodes, e tm a propriedade de desencadear uma srie de alteraes no metabolismo celular vegetal (elicitao).

Ocorre o aumento da sntese de compostos em momentos anteriores (fitoanticipinas constitutivas) ou posteriores ao ataque (fitoalexinas), constituindo uma resposta de defesa qumica do vegetal perturbao (TAIZ; ZEIGER, 2004).

ELICITORES DE FITOALEXINASOs compostos com ao elicitora envolvem enzimas (celulases, hemicelulases e pectinases) que determinam a formao de fragmentos de parede celular (oligossacarinas) (BUCHANAN et al., 2000).

Estes fragmentos podem atuar como elicitores, peptdeos (elicitina e criptogena, glicopeptdeos, lipdios) ou derivados de cidos graxos e metablitos secundrios (ergosterol e salicilato de metila).

Podem ser considerados elicitores a temperatura e a disponibilidade de gua, bem como suas variaes.

FITOALEXINAS QUE ATUAM NO COMPORTAMENTO DOS INSETOSAgem como qumicos que conferem resistncia as plantas pela:

Presena de repelentes gustativos e olfticos. Ausncia de atraentes e arrestantes, Presena de supressores, Ausncia de incitantes, Presena de deterrentes, Ausncia de estimulantes e; Balano relativo destes estmulos.

Lara (1991) destaca vrias fitoalexinas/composto, elaborado pelas plantas, que atuam no comportamento dos insetos /caros. At = Atraente ; R = Repelente.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroAbies grandisVapores de monoterpenosRScolytus ventralisAllium spp.leo de mostardaAt Hymelia antigua,Formia reginaAndropogun nardusGeraniolAtDacus dorsalisCitrolenolRMosquitosCompositaeSesquiterpenos de lactona RSpodoptera frugiperdaSpodoptera eridanea

Trichoplusia ni

At = Atraente ; Et = Estimulante de Aliementao; Ea= Excitante de alimentao; Eo= Excitante de ovoposio.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroCruciferasleo de mostardaAt, EaListrodecus oblicuosAt , EtPierus brasicae, Pierus rapaeAt, EoPlutella maculipennis

AtPhylotreta cruciferaeSinalbinaEtPlutella maculipennis

SinigrinaAt, EtBrevicoryne brassicae, Mysus persicae, Plutella maculipennis.

Ar= Arrestante At = Atraente ; Et = Estimulante de Aliementao; Ea= Excitante de alimentao; R= Repelente.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroCurcubitceasCurcubitacinasAt, ArAcalynna vittata;Cerotoma arcuataEtDiabrotica balteata,Diabrotica speciosa,Diabrotica undecimpuctata howardiRAbelhas e VespasTetranychus urticaeFragaria sp.Trans-2-haxen-1-olAtTetranychus urticaeTetranychus turkestani

LinaloolRTetranychus urticaeTetranychus turkestaniAt, EaListrodecus obliquos

At = Atraente ; Da= Deterrente de alimentao; Do=Deterrente de ovoposio; Ea= Excitante de alimentao; Et = Estimulante de Alimentao; R= Repelente.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroGossypium sp.AmniaAtAnthomonus grandisTerpenosRAnthomonus grandisGlicosideos, flavonidesEtAnthomonus grandis-bisabolol, limoneno, pinenoAtAnthomonus grandisLipdeosEaDysdercus kaenigiiGlycine maxSaponina, UreaseEoCallosobruchus chinensisSapogeninaDoCallosobruchus chinensisLotus penduncularesVestitol, SativanDaCostelytra zealandica

At = Atraente ; Da= Deterrente de alimentao; Eo= Excitante de ovoposio; Et = Estimulante de Alimentao; R= Repelente.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroLycopersicon sp.TomazinaR, DaLeptinotarsa decemlineataMallus sp.FlorizinaDaMysus persicaeAmphorophora agathonicaMedicago sativaSaponinasDaCallosobruchus zealandicaHeteronychus aratorMorus sp.Linalool, CitralAtBombix moriLupeol, Ergosterol, -sitosterolEoBombix moriInositolEtBombix mori

At = Atraente ; Da= Deterrente de alimentao; ; Do=Deterrente de ovoposio; Eo= Excitante de ovoposio; Et = Estimulante de Alimentao; R= Repelente.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroNicotiana tabacumNicotinaRLeptinotarsa decemlineataOlea europaeaPirocatecol, Tiresol, HidroquinonaDoDacus oleaeOryza sativaOrizinaAtChilo supressalisAsparginaEtNilaparvata lugnes-sitosterolDaNilaparvata lugnes

Methil chavicolAtPapilo ajaxD--pineno L--pinenoEoChoristoneura fumiferanaDaPorthetria disparTerpentinaRLiparis monarchaSistosterolEtHylobus pales-pinenoRPissodes strobiLimonenoAt/EoPissodes strobi

3-carenoAtDendroctonus frontalisFurfuralDaCupins

Da= Deterrente de alimentao; Eo= Excitante de ovoposio; Et = Estimulante de Alimentao.

PlantaFitoalexina/CompostoEfeitoInseto/caroSolanum sp.Cis-hex-3-en-1-olEtEpilachna fulvosignataDemissina, SolaninaDaLiparis decemlineata LecitinaEoLiparis decemlineata

Sorghum sp.cidos fenlicos , HCNDaLocusta migratoriaSchizaphis garminumVigna unguiculatacidos eicosenico e linoleicoEtChalcodermus aeneusZea maysDIMBOADaOstrinia nubilalisMaisinaDaHelicoverpa zeaAcirtoquinonaEoOstrinia nubilalis

Acares, AminocidosEtHelicoverpa zea

FITOALEXINAS QUE ATUAM NO METABOLISMO DOS INSETOSLara (1991) e Saxena et al (1977) relatam que algumas fitoalexinas possuem ao semelhante a ecdisnios e hormnios juvenis, alterando diapausa, produo de feromnios e desenvolvimento de ovrios.

os autores destacam entre elas as seguintes fitoalexinas e compostos que atuam no metabolismo de insetos/caros.

PlantaFitoalexina/CompostoInseto/caroChysantemum cinerariaefoliumPiretroVarias espciesDerris sp.RotenonaVarias espcies

Glycine maxPinitolHelicoverpa zeaGossypium sp.GossipolLygus hespenus

Helicoverpa zea

QuercitinaHelicoverpa zea

Pectnophora gossypielaTaninoHelicoverpa virensis

Tetranychus urticaeHemigossopoloneHelicoverpa zea

HeliocidaPectnophora gossypiela

PlantaFitoalexina/CompostoInseto/caroGymnospermaJuvabione desidrojuvabioneVrias espciesLarix sp.cido abitico Pectnophora gossypiela

Lycopersicon sp.TomatinaHelicoverpa virensisSpodoptera frugiperdaMalus sp.cido coumricoRhagoletis pomonellaQuercitinaRhagoletis pomonella

Medicago sativaSaponinas Costelytra zealandicaAcyrthosiphon pisumOryza sativacido SaliclicoChilo supressaliscido BenzicoChilo supressalisCampestrol Chilo supressalis-sitosterolSpodoptera frugiperda

PlantaFitoalexina/CompostoInseto/caroPhaseolus vulgarisPentosesCallosobruchus chinensisPinus sp.Monoterpenos Dentroctus monticolaeDentroctus brevicomisQuercus macrocarpaMorinaHelicoverpa virensisMiristicinaBombix moriSolanum tuberosumSolanina, ChacominaLeptinotarsa decemlineataEmpoasca fabaeZea maysDIMBOAOstrinia nubilalisMaisinaHelicoverpa zea

FITOALEXINAS QUE INDUZEM A RESISTNCIA DE PLANTAS A INSETOS Algumas substncias vem sendo utilizadas com grande eficincia conferindo resistncia temporria insetos.

Entre eles podem ser destacados o Cis-Jasmonato, o Metil Jasmonato, o cido Jasmnico e o cido Saliclico.

Cis-Jasmonato um produto orgnico de origem vegetal que induz a formao de volteis que repelem pragas e insetos indesejveis.

Estudos demonstraram que tratamentos com Cis-jasmonato podem reduzir populaes de afdeos em 99% , nas culturas do milho, pimento, tomate, feijo, algodo, batata e berinjela (BORKE, 2011).

Bakk (2012) relataram que a aplicao de Cis-jasmonato a 1% sobre Thrips tabaci em alho poro, teve efeito significativo sobre a ovoposio e significativa reduo na alimentao destes insetos.

Metil Jasmonato Possui amplo espectro de atividades fisiolgicas da planta, desde a germinao das sementes de senescncia e apresentam molculas de sinalizao em defesa da planta contra herbvora (SCHALLER; STINTZI, 2008).

Sampedro et al (2011) relataram que a induo de mudas de pinheiro com metil jasmonato foram 21% menos atacadas pelo gorgulho do pinheiro Hylobius abietis. Boughton et al (2005) observaram que o metil jasmonato induziu a formao de tricomas em mudas de tomate que dificultaram a ao do trips nesta cultura.

cido Jasmnico produzido pela planta em condies de ataque onde esta aumenta a atividade das enzimas responsveis por elevar a defesa das plantas contra o ataque de insetos (CIPOLLINI; REDMAN, 1998).

Koda (1992) afirma que aplicao de soluo de 28g de cido jasmnico por litro de gua , em folhas de milho, capaz de aumentar a atividade de enzimas que atuam na proteo contra a herbivoria.

cido Saliclico um derivado do cido benzico na rota dos fenilpropanides, acumula-se em altas concentraes nas proximidades de locais infectados e tem vrios papis nas respostas de defesa da planta (HAMMOND-KOSACK; JONES, 2000).

Hammond-Kosack e Parker (2003) afirmam que a sua importncia esta relacionada a defesa contra insetos mastigadores.

CONSIDERAES FINAIS A utilizao de fitoalexinas como parte de resistncia constitucional ou induzida tem apresentado resultados positivos em diferentes culturas.

A rota metablica que a planta utiliza para reagir ao ataque do inseto, definir a maior ou menor oferta de fitoalexinas.

A resistncia definida atravs das interaes entre a planta, o inseto e o ambiente, sendo que o desequilbrio em qualquer um destes fatores poder afetar o resultado final da resistncia adivinda das fitoalexinas.

REFERNCIASBAKK, O. O. Effects of metil salicylate, methyl jasmonate and cis-jasmone on Thrips tabaci Lindeman. 64f. 2012. Master Thesis, University of Natural Resources an Life Sciences, Vienna Division of Plant. Vienna. 2012.

BORKE, L.V. Cis-jasmone and synergist provides an effective natural insect control mechanism. Biopesticide for Control of Plant Insect Pests. 2011.2p.

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HARBORNE, J.B. The comparative biochemistry of phytoalexin induction in plants. Biochemical, Systematics and Ecology, v.27, p.335-367. 1999.

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LARA, F.M.Princpios de resistncia de plantas a insetos. 2.ed. So Paulo: cone, 1991. 336p.

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SAMPEDRO, L.; MOREIRA, X.; ZAZ, R. Resistence and response of Pinus pinaster seedlings to Hylobius abiets after induction with methyl jasmonate. Plant Ecology. v.212, p. 397-401.2011. SCHALLER, A., STINTZI, A. Jasmonate biosynthesis and signaling for induced plantdefense against herbivory. In: Schaller, A. (Ed.), Induced Plant Resistance Against Herbivory. Springer, Heidelberg, pp. 349365. 2008.

TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed.719 p. 2004.

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