Expressão gênica e atividade de catalase e fenilalanina amonia liase ativadas por indutores de resistência em cafeeiro

Abstract

A ferrugem alaranjada, causada pelo fungo Hemileia vastatrix, é uma das doenças mais destrutivas do cafeeiro, podendo ocasionar grandes perdas na produção. Diante disso, estudos vêm sendo realizados a partir da perspectiva do controle dessa doença pela ativação de mecanismos de defesa inerentes às plantas. A análise da expressão de genes relacionados à defesa, assim como a análise da atividade de enzimas de defesa, em resposta ao tratamento com moléculas eliciadoras é uma ferramenta importante para estudar estes mecanismos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de analisar a expressão quantitativa de dois importantes genes, CAT e PAL, que codificam para as proteínas catalase e fenilalanina amonia-liase, e avaliar a atividade destas proteínas envolvidas no mecanismo de defesa induzida de plantas a patógenos. Avaliou-se o efeito do NEFID (extrato de folha de cafeeiro), fosfito de manganês e associação de NEFID + fosfito de cobre + fosfito de manganês em mudas de cafeeiro suscetíveis à ferrugem, inoculadas e não inoculadas com Hemileia vastatrix. Para a análise do perfil de expressão gênica, utilizou-se a técnica da reação em cadeia da polimerase em tempo real (qRT-PCR). Os genes CAT e PAL foram induzidos em cafeeiro por todos os tratamentos, tendo os perfis de expressão sido bastante variados em relação ao indutor utilizado e ao período analisado, tanto na análise molecular quanto na análise bioquímica. Os maiores níveis de expressão dos genes CAT e PAL ocorreram em plantas induzidas por NEFID sem inoculação com H. vastatrix. Após a inoculação em mudas de cafeeiro induzidas, observaram-se variações entre as expressões destes genes, dos indutores e os tempos analisados, e os maiores níveis de expressão para os dois genes ocorreram em plantas tratadas com NEFID + fosfito de cobre + fosfito de manganês. A atividade da enzima PAL apresentou um perfil diferente em relação à atividade da enzima CAT, de modo que há uma menor atividade da enzima PAL para a maioria dos períodos analisados.

The coffee leaf rust, caused by Hemileia vastatrix, is one of the most destructive disease of coffee, can cause great losses in production. Therefore, studies are being conducted from the perspective of controlling this disease by activating defense mechanisms inherent to the plants. Expression analysis of defense-related genes, as well as, the analysis of the enzyme activity of defense, in response to treatment with elicitors molecules is an important tool for studying the mechanisms of induced resistance. This work was conducted to analyze the quantitative expression of two important genes, CAT and PAL, which encode to catalase and phenylalanine ammonia-lyase proteins, and evaluate the activity of these proteins involved in the mechanism of induced defense of plant to pathogens. We evaluated the effect of NEFID (coffee-leaf extract formulation), manganese phosphite and association NEFID + copper phosphite + manganese phosphite in coffee seedlings susceptible to rust, inoculated and not inoculated with Hemileia vastatrix. To analyze the gene expression profile, we used the technique of polymerase chain reaction in real time (qRT-PCR). The CAT and PAL genes were induced in coffee by all treatments, with the expression profiles have been widely varied with respect to the inducer used and the period analyzed, both in the molecular analysis as in biochemical analysis. The highest levels of expression of CAT and PAL genes found in plants induced by NEFID without inoculation with H. vastatrix. After inoculation in induced coffee seedlings, were observed variations between the expression of these genes, the inductors and the times analyzed, and the higher levels of expression for both genes were found in plants treated with phosphite NEFID + copper phosphite + manganese phosphite. The PAL activity showed a different profile in relation to the CAT activity, so that there is less activity of the enzyme PAL for most of the periods analyzed.