Hifas aberrantes desencadeadas por respostas imunes do hospedeiro a fungos patogênicos de plantas
p Figura 1:Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) de folhas R108-1 suscetíveis 3 dias após a inoculação com M. pinodes. (A) Hifas de infecção (setas) que se parecem com vesículas de infecção formadas na parede celular da célula epidérmica adaxial (ep). Apressório (Ap). Barra =5 µm. (B) Epiderme adaxial e células mesofílicas (me) invadidas por hifas. As organelas da célula hospedeira foram degradadas. Bar =20 µm. (C) Hifas extensas em células epidérmicas abaxiais. Bar =20 µm. Crédito:Okayama University
p Pegada da ervilha Ascochyta (Mycosphaerella), causada por pinódios de Mycosphaerella, é uma das doenças mais importantes das leguminosas de grão em todo o mundo. Apesar do impacto econômico e dos numerosos estudos sobre esta doença, pouco se sabe sobre as características citológicas durante a infecção, especialmente em interações resistentes. Um dos motivos é a falta de cultivares resistentes de ervilha, bem como os recursos disponíveis na coleção de germoplasma de Pisum com forte resistência a esta doença. p Kazuhiro Toyoda e colegas da Universidade de Okayama examinaram a histologia e a ultraestrutura de eventos de infecção precoce e desenvolvimento de fungos, incluindo penetração por apressórios, crescimento vegetativo de hifas de infecção e respostas do hospedeiro, usando um patossistema modelo recentemente desenvolvido envolvendo Medicago truncatula e M. pinodes cepa OMP-1 (Toyoda et al., 2013).
p No ecótipo suscetível R108-1, picnósporos germinaram e cresceram na superfície da epiderme, então formou um apressório e penetrou na cutícula. Abaixo da cutícula, o peg de infecção se expandiu em uma hifas que cresceu dentro da parede externa da epiderme. Subseqüentemente, as hifas penetraram nas células do mesofilo e proliferaram vigorosamente, eventualmente formando corpos de frutificação assexuados (picnídia) (Fig. 1).
p Em contraste, a penetração bem-sucedida e o subsequente crescimento de hifas de infecção foram consideravelmente restritos no ecótipo Califa (Fig. 2). Interessantemente, hifas aberrantes, como hifas intra-hifais e hifas mortas, devido a uma defesa local provocada pelo fungo, eram abundantes no califa, mas não em R108-1. Detectado por sua reação com cloreto de cério (CeCl3) para gerar peridróxidos de cério denso de elétrons em micrografias eletrônicas de transmissão, peróxido de hidrogênio (H2O2) acumulado em células epidérmicas e mesofílicas de califa desafiadas com picnósporos de M. pinodes. Esta localização intracelular foi confirmada por espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX) (Fig. 3). Essas observações indicam, portanto, que a reação de explosão oxidativa que leva à geração de espécies reativas de oxigênio está associada a uma resposta de defesa local do hospedeiro no califa, uma vez que nenhum acúmulo claro de H2O2 foi detectado no R108-1 suscetível.
p Figura 2:Imagens de TEM de folhas de Califa resistentes 3 dias após a inoculação com M. pinodes. (A) A vesícula de infecção (V) emergiu da ponta de um apressório (Ap) para as paredes celulares entre a célula guarda (gc) e a célula epidérmica (ep), e as hifas de infecção estendem-se para a célula epidérmica (ep). Barra =5 µm. (B) Hifas aberrantes na célula epidérmica; hifas intra-hifais (iHh) e hifas mortas (Dh). Barra =2 µm. (C) A epiderme invadida por hifas e células mesofílicas adjacentes encolheu. Bar =20 µm. (D) As células do mesofilo em contato com as hifas encolheram. Barra =10 µm. Crédito:Okayama University
p Os pesquisadores concluíram que as aberrações estruturais são provavelmente mecanismos comuns de fungos para proteção de um ambiente hostil em um hospedeiro resistente por meio de outras hifas. As diferenças estruturais entre as interações suscetíveis e resistentes, bem como as respostas do hospedeiro, auxiliarão no melhor entendimento da patogênese do fungo na ervilha, fornecendo assim informações sobre a criação de cultivares resistentes de ervilha.
p Figura 3:Imagens de TEM de folhas de Califa resistentes 3 dias após a inoculação com M. pinodes. (A) A vesícula de infecção (V) emergiu da ponta de um apressório (Ap) para as paredes celulares entre a célula guarda (gc) e a célula epidérmica (ep), e as hifas de infecção estendem-se para a célula epidérmica (ep). Barra =5 µm. (B) Hifas aberrantes na célula epidérmica; hifas intra-hifais (iHh) e hifas mortas (Dh). Barra =2 µm. (C) A epiderme invadida por hifas e células mesofílicas adjacentes encolheu. Bar =20 µm. (D) As células do mesofilo em contato com as hifas encolheram. Barra =10 µm. Crédito:Okayama University