Análise quantitativa da expressão de genes relacionados à defesa induzida em Coffea arabica por Soloflex® e Reforce® contra Hemileia vastatrix

Abstract

Entre várias doenças que atingem o cafeeiro, a ferrugem alaranjada, causada pelo fungo Hemileia vastatrix, é uma das mais destrutivas, podendo ocasionar decréscimos na produção que variam de 35% a 50%. Diversos estudos vêm sendo realizados a partir da perspectiva do controle dessa doença pela ativação de mecanismos de defesa inerentes às plantas, através da aplicação prévia de produtos bióticos ou abióticos, não tóxicos, que atuam como indutores de resistência. Soloflex ® e Reforce ® são dois indutores de resistência que já comprovaram sua eficácia no controle ao fungo Hemileia vastatrix, mas os mecanismos moleculares que controlam a resistência são pouco conhecidos. Este trabalho estudou, pela primeira vez, a expressão de genes relacionados à defesa induzida por esses dois elicitores. A estratégia utilizada foi a avaliação da expressão quantitativa de genes marcadores das vias SAR e ISR após o tratamento com esses elicitores. Desta forma, a expressão dos genes AOS2, GLU1 e PR5, foi avaliada por PCR após tratamento com Soloflex ® e Reforce ® em cafeeiro, em tempo Real. Análises do perfil de expressão de cada gene indicaram que os tratamentos com Soloflex ® e Reforce ® induziram a expressão do gene GLU1 em mudas de cafeeiro suscetíveis à ferrugem alaranjada 192 e 24 horas, respectivamente, após a pulverização. Para o gene AOS2, houve indução após 24 horas apenas para as plantas tratadas com Reforce ® . O gene PR5 apresentou aumento da expressão 24 horas após o tratamento com os dois indutores, Soloflex ® e Reforce ® . A expressão gênica foi potencializada pelo patógeno em mudas de cafeeiro pulverizadas com Soloflex ® e Reforce ® para os genes GLU1 e PR5. Para o gene GLU1, a indução ocorreu 24 horas após a inoculação das plantas pulverizadas tanto com Reforce ® , quanto com Soloflex ® e, para o gene PR5, a indução ocorreu 24 horas após a inoculação nas plantas tratadas com Reforce ® e 48 horas após a inoculação naquelas tratadas com Soloflex ® , não se observando variações significativas de indução para o gene AOS2. Nossos dados sugerem então que o tratamento das plantas de café com Soloflex ® e Reforce ® aumentam a expressão de genes relacionados à resposta de defesa, resposta esta mediada pelo ácido salicílico e pelo ácido jasmônico. Estudos mais detalhados deverão ser conduzidos futuramente para confirmar esta hipótese.

The coffee rust, or coffee leaf rust caused by Hemileia vastatrix one of the most devastating diseases of coffee plants. It decreases significantly the crop yield, which damages and economic losses could range from 35% to 50%. Several studies are being undertaken aiming at controlling this disease through the activation of the natural defense mechanisms of the coffee plant by prior application of biotic or abiotic products. Soloflex ® and Reforce ® are two resistance inducers that have proven to be very effective in controlling Hemileia vastatrix. However, the molecular mechanisms mediating responses to these products are little known. In this work, we present for the first time, a study on the gene expression involved in the induced defense by these two elicitors. We evaluated the quantitative expression for the gene markers of SAR and ISR pathways upon treatment with these two elicitors. Thus, we evaluated real time quantitative PCR for the gene expression in coffee for AOS2, GLU1 e PR5 after treatment with Soloflex ® and Reforce ® . Analysis of each gene expression profile that treatments with Soloflex ® and Reforce ® induced gene expression in coffee seedling GLU1 susceptible to leaf rust 192 and 24 hours, respectively, after spraying. AOS2 for gene induction upon 24 hours there for the plants treated with Reforce ® only. Expression of the PR5 gene increased upon 24 hours of treatment with both inducers, Soloflex ® and Reforce ® . The gene expression was enhanced by the pathogen in coffee seedling sprayed with Soloflex ® and Reforce ® for GLU1 and PR5 genes. GLU1 for gene induction occurred 24 hours upon inoculation of plants treated with both Reforce ® and with Soloflex ® . While the PR5 gene induction occurred 24 hours upon inoculation for plants treated with Reforce ® and 48 hours upon inoculation on plants treated with Soloflex ® . No significant variations were observed for the AOS2 gene induction. Our data demonstrate that these two products increase the gene expression related to defense responses in coffee plants. Accordingly, our data suggest that coffee plants treatment with Soloflex ® and Reforce ® showed an increase in the gene expression related to their defense responses, which was mediated by the salicylic acid and the jasmonic acid. Further and detailed studies should be conducted to confirm this hypothesis