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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
   CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
 PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM
            AGRONOMIA
   DISCIPLINA: Bioquímica Vegetal
      PROF. Dra. Silvanda Silva

   ALUNO: Ernane Nogueira Nunes
  IMUNIDADE DAS PLANTAS: A
COMUNICAÇÃO ENTRE HORMÔNIOS,
    MAS O QUE ELES DIZEM?

               Areia
               2012
AUTORES
ADRIAAN VERHAGE, SASKIA C.M. van WEES, and
CORNE, M.J. Pieterse. Plant-Microbe Interactions,
Institute of Environmental Biology, Faculty of
Science, Utrecht University, 3508 TB Utrecht, The
Netherlands (A.V., S.C.M.v.W., C.M.J.P.); and Centre
 for Bio Systems Genomics, 6700 AB Wageningen,
The Netherlands (C.M.J.P.)



PERIÓDICO: Plant Physiology, October 2010, Vol 154,
                   pp. 536-540.
HORMÔNIOS VEGETAIS
• Essenciais na regulação do crescimento vegetal,
desenvolvimento, reprodução e sobrevivência;
• Em baixíssimas concentrações são capazes de
desencadear inúmeras alterações de ordem fisiológicas
e/ou morfológicas nos vegetais;
• Estão presentes em todo o ciclo vital e útil dos
vegetais.
• Pesquisas recentes indicam uma forte comunicação
entre os mesmos, auxiliando na defesa das plantas;
HORMÔNIOS CLÁSSICOS
• Auxinas, citocininas, giberelinas, ácido abscísico,
etileno;




      NOVOS GRUPOS HORMONAIS
• Brassinoesteróides, ácido salicílico, ácido jasmônico
poliaminas.
HORMÔNIOS VEGETAIS
Ácido salicílico (AS), Ácido jasmônico (AJ), e etileno
(ET) são reconhecidos como sinais primários na
regulação da defesa vegetal;

A sinalização das vias metabólicas pela comunicação
cruzada entre AS, AJ, e ET surge como um importante
mecanismo regulatório da imunidade vegetal
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS

•É um processo em que diferentes hormônios
sinalizadores    atuam     nas   vias   metabólicas
antagonisticamente ou sinergisticamente, portanto,
proporcionando um regulador potencial poderoso para
ajustar a resposta adaptativa da planta a uma
variedades de pistas ambientais.
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS

•Na natureza, as plantas frequentemente lidam
com simultâneos ou subsequentes invasões por
múltiplos patógenos e insetos.
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS

•Patógenos que requerem um hospedeiro vivo
(biófagos) são geralmente mais sensíveis às
respostas de defesa mediadas pelo AS, na defesa
das plantas.
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS

•Patógenos que matam o hospedeiro e se se alimentam
do seu conteúdo (necrófagos) e insetos herbívoros são
geralmente afetados pelas respostas de defesas
mediadas pela relação JA/ET.
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS




• Mudança na concentração de hormônios ou
sensitividade tais como as encadeadas pela interação
com agentes bióticos ativa os eventos sinalizados por
um conjunto de hormônios que estabelecem a
resposta adaptativa.
•O resultado final da resposta de defesa ativada é
muito influenciado pela composição e cinética da
mistura hormonal produzida.
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS
A acumulação endógena de AS antagoniza as defesas
dependentes de AJ, priorizando, portanto, a resistência
dependente de AS, sobre a defesa dependente de AJ;

ET frequentemente exerce um
papel modulador neste sentido;

Contudo, dependendo da espécie
vegetal e estratégia do atacante,
AJ pode também antagonizar
a via metabólica do AS.
COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
 HORMÔNIOS EM AMBIENTES DINÂMICOS




• Em tabaco selvagem (Nicotiana attenuata) explosão
de JA e ET desencadeadas por herbívoros, impediram a
liberação de SA, resultando no ajuste da interação do
sinal SA-JA ampliando a defesa da planta à herbivoria .
COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
 HORMÔNIOS EM AMBIENTES DINÂMICOS

• Recentemente, ácido abscísico, auxinas, giberelinas, e
brassinoesteróides também emergiram, auxiliando na
compreensão da defesa do vegetal.

•Estes hormônios em muitos casos interagem
antagonicamente ou sinergicamente com a espinha
dorsal SA-JA-ET da rede de sinalização da imunidade,
portanto, redirecionando a defesa vegetal.
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS
• Plantas de Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) exibem
uma sensibilidade alterada para defesas de JA
dependentes em condições de aglomeração e sombra,
que é regulado através do foto-receptor do fitocromo.
ALGUMAS TÁTICAS
• Recentemente alguns insetos e fungos foram
descobertos burlando o sistema de defesa das plantas,
utilizando os fitohormônios para se imunizarem.
• Ninfas de mosca branca (Bremia tabaci) foram
descobertas se alimentando do floema induzindo a via SA e
suprimindo o JA resultando em um rápido
desenvolvimento das mesmas (Zarate et al., 2007).




• Ovos de insetos foram encontrados ativando o AS em
Arabidopsis no local de ovoposição, suprimindo JA,
resultando em uma vantagem para a prole recentemente
chocada que se alimenta a partir do tecido indefeso
INTERAÇÕES MULTIESPECÍFICAS
•Em um estudo de campo com plantas de Brassica
•
oleracea, demonstrou-se que no início da estação de
herbivoria plantas afetadas respondiam a defesa para
herbívoros secundários e no desenvolvimento de suas
população.

• Inoculação prévia com o patógeno biotrófico míldio
(Hyalo peronospora) em arabidopsidis pré ativou a defesa
por JA que foram realmente ativados após a alimentação
por lagartas .
INTERAÇÕES MULTIESPECÍFICAS
• Em feijão fava (Phaseolus lunatus) a infestação do
floema por moscas brancas (Bemia tabaci) afetaram a
defesa das plantas, que indiretamente não foram tão
atacadas por ácaros (Tetranychus urticae), resultando
em uma redução na presença de ácaros predadores.


•
INTERAÇÕES MULTIESPECÍFICAS
• Infestação subterrânea pela larva de besouro
ocidental (Diabrotica virgifera Virgifera) foi utilizada
para afetar os sinais hormonais da parte aérea de
milho (Zea mays) aumentando a resistência contra
herbívoros e necrófagos.


•
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
  HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS
   Recentemente, vários outros surpreendentes
componentes      das interações      entre as vias de
sinalização de defesa reguladas por hormônios têm sido
descritos:
        Fatores de Transcrição co-reguladores como:
GENES RELACIONADOS À NONEXPRESSÃO DE
PATOGENESIS , Dellas, WRKYs, TGAs e MYC2 .

O ácido salicílico (SA) induz a expressão
do gene que codifica a proteína NIMIN-1.
Essa proteína interage com a proteína
NPR1/NIM1, reguladora da
resistência sistêmica adquirida (SAR).
A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE
 HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS
• Várias conexões inesperadas entre a sinalização de
defesa e esta rede regulatória de genes começam a
surgir:
Por exemplo:
•Fatores de transcrição TGA, que foram previamente
implicados na regulação da defesa dependente de AS,
são também ativadores essenciais das defesas
desencadeadas pela ação combinada de JA e ET;

• Contudo, sob a ativação simultânea das vias do SA,
JA, e ET, os TGAs agem em conjunto com o MYC2 para
suprimir a defesa dependente da relação JA/ET.
CONCLUSÃO
 Embora a importância do SA, JA e ET como sinais primários na
regulação de defesa da planta estejam bem estabelecidos,
estudos com os demais hormônios estão sendo realizados para
elucidar a defesa vegetal de forma mais integrada.

Na interação com múltiplos estresses bióticos e abióticos muitas
mudanças temporárias podem acontecer na sinalização
hormonal, adicionando mais complexidade na rede de regulação
de genes e a defesa resultante.

O principal desafio nas pesquisas futuras será a compreensão de
como as interações complexas de sinais multidimensionais são
regulados durante a interação de plantas com outros organismos
e assim orientar o sistema imunológico em direção a uma defesa
pré estabelecida, maximizando o sistema imunológico e,
consequentemente, a produção.
MUITO OBRIGADO!

CONTATO: ernanenn@gmail.com
      TEL: 88 92341422
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
   CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
 PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM
            AGRONOMIA
   DISCIPLINA: Bioquímica Vegetal
      PROF. Dra. Silvanda Silva
   ALUNO: Ernane Nogueira Nunes

  IMUNIDADE DAS PLANTAS: É A
COMUNICAÇÃO ENTRE HORMÔNIOS,
    MAS O QUE ELES DIZEM?

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               2012

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Imunidade da planta ernane ok

  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA DISCIPLINA: Bioquímica Vegetal PROF. Dra. Silvanda Silva ALUNO: Ernane Nogueira Nunes IMUNIDADE DAS PLANTAS: A COMUNICAÇÃO ENTRE HORMÔNIOS, MAS O QUE ELES DIZEM? Areia 2012
  • 2. AUTORES ADRIAAN VERHAGE, SASKIA C.M. van WEES, and CORNE, M.J. Pieterse. Plant-Microbe Interactions, Institute of Environmental Biology, Faculty of Science, Utrecht University, 3508 TB Utrecht, The Netherlands (A.V., S.C.M.v.W., C.M.J.P.); and Centre for Bio Systems Genomics, 6700 AB Wageningen, The Netherlands (C.M.J.P.) PERIÓDICO: Plant Physiology, October 2010, Vol 154, pp. 536-540.
  • 3. HORMÔNIOS VEGETAIS • Essenciais na regulação do crescimento vegetal, desenvolvimento, reprodução e sobrevivência; • Em baixíssimas concentrações são capazes de desencadear inúmeras alterações de ordem fisiológicas e/ou morfológicas nos vegetais; • Estão presentes em todo o ciclo vital e útil dos vegetais. • Pesquisas recentes indicam uma forte comunicação entre os mesmos, auxiliando na defesa das plantas;
  • 4. HORMÔNIOS CLÁSSICOS • Auxinas, citocininas, giberelinas, ácido abscísico, etileno; NOVOS GRUPOS HORMONAIS • Brassinoesteróides, ácido salicílico, ácido jasmônico poliaminas.
  • 5. HORMÔNIOS VEGETAIS Ácido salicílico (AS), Ácido jasmônico (AJ), e etileno (ET) são reconhecidos como sinais primários na regulação da defesa vegetal; A sinalização das vias metabólicas pela comunicação cruzada entre AS, AJ, e ET surge como um importante mecanismo regulatório da imunidade vegetal
  • 6. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS •É um processo em que diferentes hormônios sinalizadores atuam nas vias metabólicas antagonisticamente ou sinergisticamente, portanto, proporcionando um regulador potencial poderoso para ajustar a resposta adaptativa da planta a uma variedades de pistas ambientais.
  • 7. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS •Na natureza, as plantas frequentemente lidam com simultâneos ou subsequentes invasões por múltiplos patógenos e insetos.
  • 8. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS •Patógenos que requerem um hospedeiro vivo (biófagos) são geralmente mais sensíveis às respostas de defesa mediadas pelo AS, na defesa das plantas.
  • 9. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS •Patógenos que matam o hospedeiro e se se alimentam do seu conteúdo (necrófagos) e insetos herbívoros são geralmente afetados pelas respostas de defesas mediadas pela relação JA/ET.
  • 10. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS • Mudança na concentração de hormônios ou sensitividade tais como as encadeadas pela interação com agentes bióticos ativa os eventos sinalizados por um conjunto de hormônios que estabelecem a resposta adaptativa. •O resultado final da resposta de defesa ativada é muito influenciado pela composição e cinética da mistura hormonal produzida.
  • 11. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS A acumulação endógena de AS antagoniza as defesas dependentes de AJ, priorizando, portanto, a resistência dependente de AS, sobre a defesa dependente de AJ; ET frequentemente exerce um papel modulador neste sentido; Contudo, dependendo da espécie vegetal e estratégia do atacante, AJ pode também antagonizar a via metabólica do AS.
  • 12. COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS EM AMBIENTES DINÂMICOS • Em tabaco selvagem (Nicotiana attenuata) explosão de JA e ET desencadeadas por herbívoros, impediram a liberação de SA, resultando no ajuste da interação do sinal SA-JA ampliando a defesa da planta à herbivoria .
  • 13. COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS EM AMBIENTES DINÂMICOS • Recentemente, ácido abscísico, auxinas, giberelinas, e brassinoesteróides também emergiram, auxiliando na compreensão da defesa do vegetal. •Estes hormônios em muitos casos interagem antagonicamente ou sinergicamente com a espinha dorsal SA-JA-ET da rede de sinalização da imunidade, portanto, redirecionando a defesa vegetal.
  • 14. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS • Plantas de Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) exibem uma sensibilidade alterada para defesas de JA dependentes em condições de aglomeração e sombra, que é regulado através do foto-receptor do fitocromo.
  • 15. ALGUMAS TÁTICAS • Recentemente alguns insetos e fungos foram descobertos burlando o sistema de defesa das plantas, utilizando os fitohormônios para se imunizarem. • Ninfas de mosca branca (Bremia tabaci) foram descobertas se alimentando do floema induzindo a via SA e suprimindo o JA resultando em um rápido desenvolvimento das mesmas (Zarate et al., 2007). • Ovos de insetos foram encontrados ativando o AS em Arabidopsis no local de ovoposição, suprimindo JA, resultando em uma vantagem para a prole recentemente chocada que se alimenta a partir do tecido indefeso
  • 16. INTERAÇÕES MULTIESPECÍFICAS •Em um estudo de campo com plantas de Brassica • oleracea, demonstrou-se que no início da estação de herbivoria plantas afetadas respondiam a defesa para herbívoros secundários e no desenvolvimento de suas população. • Inoculação prévia com o patógeno biotrófico míldio (Hyalo peronospora) em arabidopsidis pré ativou a defesa por JA que foram realmente ativados após a alimentação por lagartas .
  • 17. INTERAÇÕES MULTIESPECÍFICAS • Em feijão fava (Phaseolus lunatus) a infestação do floema por moscas brancas (Bemia tabaci) afetaram a defesa das plantas, que indiretamente não foram tão atacadas por ácaros (Tetranychus urticae), resultando em uma redução na presença de ácaros predadores. •
  • 18. INTERAÇÕES MULTIESPECÍFICAS • Infestação subterrânea pela larva de besouro ocidental (Diabrotica virgifera Virgifera) foi utilizada para afetar os sinais hormonais da parte aérea de milho (Zea mays) aumentando a resistência contra herbívoros e necrófagos. •
  • 19. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS Recentemente, vários outros surpreendentes componentes das interações entre as vias de sinalização de defesa reguladas por hormônios têm sido descritos: Fatores de Transcrição co-reguladores como: GENES RELACIONADOS À NONEXPRESSÃO DE PATOGENESIS , Dellas, WRKYs, TGAs e MYC2 . O ácido salicílico (SA) induz a expressão do gene que codifica a proteína NIMIN-1. Essa proteína interage com a proteína NPR1/NIM1, reguladora da resistência sistêmica adquirida (SAR).
  • 20. A COMUNICAÇÃO CRUZADA ENTRE HORMÔNIOS NA DEFESA DAS PLANTAS • Várias conexões inesperadas entre a sinalização de defesa e esta rede regulatória de genes começam a surgir: Por exemplo: •Fatores de transcrição TGA, que foram previamente implicados na regulação da defesa dependente de AS, são também ativadores essenciais das defesas desencadeadas pela ação combinada de JA e ET; • Contudo, sob a ativação simultânea das vias do SA, JA, e ET, os TGAs agem em conjunto com o MYC2 para suprimir a defesa dependente da relação JA/ET.
  • 21. CONCLUSÃO Embora a importância do SA, JA e ET como sinais primários na regulação de defesa da planta estejam bem estabelecidos, estudos com os demais hormônios estão sendo realizados para elucidar a defesa vegetal de forma mais integrada. Na interação com múltiplos estresses bióticos e abióticos muitas mudanças temporárias podem acontecer na sinalização hormonal, adicionando mais complexidade na rede de regulação de genes e a defesa resultante. O principal desafio nas pesquisas futuras será a compreensão de como as interações complexas de sinais multidimensionais são regulados durante a interação de plantas com outros organismos e assim orientar o sistema imunológico em direção a uma defesa pré estabelecida, maximizando o sistema imunológico e, consequentemente, a produção.
  • 23. UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA DISCIPLINA: Bioquímica Vegetal PROF. Dra. Silvanda Silva ALUNO: Ernane Nogueira Nunes IMUNIDADE DAS PLANTAS: É A COMUNICAÇÃO ENTRE HORMÔNIOS, MAS O QUE ELES DIZEM? Areia 2012