Characterisation of the resistance derived from wild germplasm amphillo of Coffea arabica to Meloidogyne paranaensis and study of the enzymatic target of fluopyram in Meloidogyne spp

Abstract

Meloidogyne paranaensis é uma das principais espécies de nematoide que parasitam o cafeeiro, sendo o controle genético utilizado como a principal forma de manejo. O objetivo do trabalho foi caracterizar a resistência do genótipo 16-6-1, derivado do germoplasma silvestre Amphillo de Coffea arabica, à M. paranaensis. A penetração, estabelecimento do sítio de alimentação, desenvolvimento e reprodução de M. paranaensis no genótipo resistente foi comparado com a cultivar suscetível Catuaí Vermelho IAC 144. Houve penetração de juvenis de segundo estádio (J2) em ambas as raízes, porém nas raízes de 16-6-1 isso aconteceu de forma mais lenta e em menor número. A forte fluorescência azul observada no genótipo resistente, mas não no suscetível, sugere que as respostas de resistência ocorreram aos 2 dias após a inoculação (DAI). As respostas de defesa tardias envolveram a degradação da célula gigante aos 14 DAI no genótipo resistente, enquanto o desenvolvimento de nematoides e células gigantes progrediu normalmente na cultivar suscetível. Estes resultados sugerem que a resistência do genótipo 16-6-1 está relacionada a respostas de defesa iniciais e tardias. A caracterização metabólica do genótipo 16-6-1 também foi realizada através da técnica de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN de 1H). A principal diferença observada foi a maior concentração de sacarose aos 8 e 14 DAI no genótipo 16-6-1, o que sugere que a sacarose está envolvida na resistência desse genótipo a M. paranaensis. Dentre as estratégias de manejo disponíveis para fitonematóides, o controle químico destaca-se como ferramenta importante devido a sua boa eficiência. O fluopyram é um fungicida desenvolvido pela Bayer Crop Science e atua contra fungos fitopatogênicos inibindo a enzima succinato desidrogenase. Essa molécula também possui ação nematicida. Acredita-se que o mecanismo de ação desta substância contra nematoides fitoparasitas seja o mesmo, porém há poucas evidências que suportam esta informação. Neste estudo, o objetivo foi identificar in silico o alvo enzimático do fluopyram em Meloidogyne spp. As estruturas do fluopyram foram desenhadas utilizando o programa ChemSketch. Depois estas estruturas foram submetidas a buscas conformacionais com o software Open3Dalign, e as conformações mais estáveis foram otimizadas utilizando o Mopac. As conformações de menores energias foram submetidas a buscas farmacofóricas com o software Lisica, utilizando o banco de dados do Ligand Expo, para selecionar ligantes de proteínas depositadas no RCSB Protein Data Bank. A enzima 4L93 (proteína do choque térmico 90 – HSP90) foi selecionada como possível alvo do fluopyram em Meloidogyne spp. Em seguida, utilizando o programa Autodock Vina, foi realizado um estudo da interação entre o fluopyram e as estruturas tridimensionais selecionadas da enzima HSP90: 2JJC, 2QG0, 2VCI, 4FCP, 4L93. Foi observado que as afinidades do fluopyram pelas enzimas eram similares às afinidades dos inibidores desta enzima. Logo, os resultados indicam que o alvo enzimático do fluopyram em Meloidogyne spp. é a enzima HSP90.