Exsudatos de sementes de soja [Glycine max (L.) Merrill]: caracterizaÃÃo proteÃmica e efeitos contra o nematoide das galhas Meloidogyne incognita

• Main Author: Raquel de Oliveira Rocha
• Other Authors: Ilka Maria Vasconcelos
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal do Cearà 2014
• Subjects: exsudaÃÃo; Glycine max; Meloidogyne; defesa; proteÃnas; exudation; defense; proteins; BIOQUIMICA
• Online Access: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11839

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico === A exsudaÃÃo à um mecanismo de defesa apresentado por sementes que consiste na liberaÃÃo de molÃculas para o solo durante o processo de germinaÃÃo. Esses exsudatos, compostos essencialmente de proteÃnas e metabÃlitos secundÃrios, atuam interferindo no desenvolvimento de microrganismos, representando fontes para prospecÃÃo de molÃculas de defesa com potencial biotecnolÃgico, voltadas ao controle de patÃgenos de solo. Nesse contexto, a soja se destaca [Glycine max (L.) Merrill] como sistema ideal ao estudo das interaÃÃes planta-patÃgeno, visto seu grande valor econÃmico e o alto teor de proteÃnas de seus grÃos. Este trabalho teve como objetivos caracterizar a composiÃÃo dos exsudatos de sementes de dois cultivares de soja, com diferentes Ãndices de desempenho em resposta ao nematoide das galhas Meloidogyne incognita, e avaliar seus efeitos in vitro e in vivo sobre este fitopatÃgeno. Exsudatos foram obtidos a partir de sementes de soja (cultivares BRS-Pala: suscetÃvel; BRS-Macota: resistente), embebidas em acetato de sÃdio 0,1 M, pH 5,0, por 18 horas. A anÃlise proteÃmica comparativa livre de gel que permitiu a identificaÃÃo de diversas proteÃnas relacionadas à defesa vegetal, tais como a aglutinina da soja, os inibidores de tripsina do tipo Kunitz e Bowman-Birk e proteÃnas relacionadas à patogÃnese. A anÃlise qualitativa de metabÃlitos secundÃrios nos exsudatos revelou a presenÃa de fenÃis, triterpenÃides, saponinas, flavonas, flavonÃis e xantonas em ambas as cultivares. Posteriormente, estes exsudatos foram dialisados em membranas de diÃlise com exclusÃo de 3,5 kDa e submetidos à dosagem de proteÃnas bioativas. As atividades hemaglutinante (609,52 UH/mgP), inibitÃrias de tripsina (4,81 mg tripsina inibida/mgP) e papaÃna (30,48 UI/mgP), proteolÃtica (1,52 UAPr/mgP.min) e β-1,3-glucanÃsica (58,26 ηkatGLU/mgP) foram maiores para a cultivar BRS-Pala. Jà a atividade peroxidÃsica (0,218 UAP/mgP.min) predominou na cultivar BRS-Macota, A avaliaÃÃo da atividade nematicida sobre ovos e juvenis de segundo estÃdio (J2), usando exsudatos dialisados, revelou que ambos os exsudatos sÃo capazes de inibir a eclosÃo de M. incognita, bem como a mobilidade dos juvenis desta espÃcie. Esta propriedade nematostÃtica se reflete na infectividade do parasita, reduzida pelo tratamento com proteÃnas exsudadas na concentraÃÃo de 0,13 mg/mL. Os resultados reforÃam a ideia de que a exsudaÃÃo das sementes està relacionada à defesa constitutiva deste ÃrgÃo vegetal, sugerindo que proteÃnas presentes nos exsudatos podem promover proteÃÃo contra nematoides durante o processo germinativo. === Exudation is a defense mechanism presented by seeds, which release molecules to the soil during the germination process. These exudates, mainly composed by proteins and secondary metabolites, act interfering with the development of microorganisms. They represent a source of defense molecules with biotechnological potential to control soil-borne pathogens. In this context, soybean [Glycine max (L.) Merrill] stands as an ideal system in the study of plant-pathogen interaction due to its great economic value and the high content of seed proteins. The experimental activities presented in this thesis aimed to characterize the composition of seed exudates from two different soybean cultivars, which show different levels of performance in response to the root-knot nematode Meloidogyne incognita. Furthermore, the in vitro and in vivo effects of the seed exudates on this pathogen were evaluated. For this purpose, the exudates were obtained from soybean seeds (BRS-Pala:susceptible; BRS-Macota:resistant), soaked in 0.1 M sodium acetate, pH 5.0, during 18 hours. The gel-free proteomic analysis allowed identification of several defense-related proteins such as soybean agglutinin, Kunitz and Bowman-Birk trypsin inhibitors, and pathogenesis-related proteins. The qualitative analysis of secondary metabolites in the exudates also revealed the presence of phenols, triterpenoids, saponins, flavones, flavonols, and xanthones in both cultivars. The above exudates were dialyzed in 3.5 kDa cut-off membranes and assayed for bioactive proteins. The hemagglutinating (609.52 HU/mgP), trypsin (4.81 mg trypsin inhibited/mgP) and papain (30.48 IU/mgP) inhibitor, proteolytic (1.52 UAPr/mgP.min), and β-1, 3-glucanase (58.26 ηkatGLU/mgP) activities were higher for BRS-Pala. Otherwise, the peroxidase activity (0.218 UAP/mgP.min) predominated in BRS-Macota. The evaluation of anti-nematode activity against eggs and second stage juveniles (J2) revealed that both exudates were able to inhibit the hatching of M. incognita eggs as well as the J2 mobility. This nematostatic property is reflected in the infectivity of the parasite, reduced by the exuded protein at 0.13 mg/mL concentration. The results reinforce the idea that the exudation is related to the constitutive defense of the seeds, suggesting that the proteins present in the exudates can contribute to the protection against nematodes and possibly other plant enemies during the germination process.