Impacto dos metais

Tradução Oliver Naves Blanco _ p.s. Este post divulgado aqui neste blog não está completo por ser extenso de mais, no entanto, aos interessados em receber a versão em inglês e também a versão em português e continuar os estudos, nos envie um e-mail para: _emporioagricola@gmail.com_ e viva o Biopoder Camponês!

 

Artigo de revisão

O impacto dos metais de transição sobre as doenças bacterianas de plantas

Helen Fones1 & Gail M. Preston2

Institut fu¨r Biologie, Freie Universita¨t Berlin, Berlin, Germany; and  2Department of Plant Sciences, University of Oxford, Oxford, UK

 

Os metais desempenham papéis essenciais em muitos processos biológicos, mas são tóxicos quando presentes em excesso. Isto faz com que o seu transporte e o controle homoestático seja de especial importância para os organismos vivos. No contexto da interação planta-patógeno, a disponibilidade e a toxicidade dos metais de transição podem ter uma substancial impacto sobre o desenvolvimento da doença. Os metais são essenciais para geração de espécies reativas ao oxigênio e outras defesas das plantas e podem ser para limitar o crescimento de patógenos. Os antimicrobianos à base de metais são utilizados em cultura para controlar a doença da planta, e há uma evidência crescente que metais de plantas hiperacumuláveis, ​​os utilizam para limitar o crescimento de patógenos. Patógenos e hospedeiros competem por metais disponíveis, com as plantas, possuindo mecanismos para reter metais essenciais de micróbios invasores. Patógenos, enquanto isso, usam condições de teores baixo de metais, como um sinal para reconhecer e responder ao ambiente de acolhimento. Consequentemente, sistemas de detecção de metais tais como Fe (ferro) e o Zn (zinco) regulam a expressão de genes de patogenicidade e virulência; e patógenos tem desenvolvido estratégias sofisticadas para adquirir metal durante o crescimento em tecidos vegetais, incluindo a produção de múltiplos sideróforos. Esta revisão explora o impacto dos metais de transição nos processos que determinam o resultado da infecção bacteriana em plantas, com ênfase no zinco, ferro e cobre.

Introdução

Plantas doentes constituem um importante desafio social e econômico, sendo responsável anualmente na pré e pós-colheita, por perdas de 16 a 28% das culturas (Chakraborty & Newton, 2011). É cada vez mais sabido que a concentração dos metais de transição no ambiente e as disponibilidade desses metais essenciais para apoiar o crescimento de patógenos, têm um impacto significativo sobre os resultados de interações entre plantas-patógenos. Nesta revisão discutiremos as formas em que os metais de transição influenciam os resultados de interações plantas-patógenos, considerando tanto seus efeitos na planta, em termos de saúde vegetal, sinalizado defesa e alterações no ambiente que o patógeno vivência na planta; e seus efeitos sobre o patógeno, em termos de nutrição mineral, na regulação da expressão de virulência do gene e sua toxicidade. Esta revisão centrar-se-á em três metais que são de profundo interesse pelos seus efeitos em plantas e patógenos: ferro, cobre e zinco. Inicialmente, daremos uma breve visão geral da importância da transição dos metais para todas as formas de vida e as formas pelas quais as plantas e os micróbios obtêm e regulam o fornecimento destas substâncias químicas importantes, mas potencialmente tóxicas. Vamos discutir as maneiras pelas quais a patogênese pode ser dependente, ou regulada pela disponibilidade de metais; e como, por sua vez, isso pode influenciar na resposta das plantas ao patógeno. Finalmente, discutiremos o caso especial de hiperacumulação de metais em plantas, que mantêm altas concentrações foliares que parecem formar uma parte importante de sua defesa anti-patógeno. Estas plantas incomuns podem não apenas estabelecer o papel dos metais na interação planta-patógeno, mas também fornecer recursos genéticos para a melhoria da absorção de metais pelas culturas, e uma luz sobre as consequências de alterar a disponibilidade destes metais em plantas cultivadas para a resistência a doenças.

FIG. 1. Metais nas interações planta-micróbio. Os metais podem influenciar a expressão de fatores de virulência bacteriana, incluindo toxinas, EPS e hrp genes, mais notavelmente através de sinalizações envolvendo sistemas de detecção de metais fur e zur, e sistemas de captação de metal, particularmente os sideróforos (1). Os metais também podem ter papéis na proteção da planta contra infecções e, especialmente no caso do cobre, podem ser aplicadas diretamente nas culturas como antimicrobianos (2). Esta abordagem pode levar ao desenvolvimento de estirpes resistentes a metais, acelerado pela transferência horizontal de genes de resistência. A formação de metais no solo podem afetar as comunidades microbianas (4), com potenciais efeitos sobre as interações planta-micróbios, e pode resultar em superexposição da planta, causando sintomas de toxicidade como Russetting (5). Plantas e micróbios também competem por metais. A captação de metais ocorre freqüentemente por meio de compostos quelantes de ferro, tais como Sideróforos, as e bactérias do solo que são frequentemente capazes de absorver aquelas produzidas pela planta, além das suas própria (6). Dentro da planta, a competição por metais também pode ser importante, com a retenção de metais, especialmente ferro, sendo uma defesa importante. Adicionalmente, as plantas podem usar metais na defesa, quer como catalisadores para a produção de ROS, quer mais diretamente como toxinas antimicrobianas (7), como é mais evidente no caso de plantas hiperacumuláveis ​​de metal.

Meus sinceros abraços!

Oliver Naves Blanco_Eng. Agrônomo

A luta segue, e seguirá... VZ