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Departamento de Genética Universidade de São Paulo/ESALQ Manipulação de Bactérias Endofíticas para.

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Apresentação em tema: "Departamento de Genética Universidade de São Paulo/ESALQ Manipulação de Bactérias Endofíticas para."— Transcrição da apresentação:

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2 Departamento de Genética Universidade de São Paulo/ESALQ Manipulação de Bactérias Endofíticas para o Controle Biológico da Xylella fastidiosa, Agente Causal da Clorose Variegada dos Citros Paulo Teixeira Lacava

3 Clorose Variegada dos Citros (CVC) Bactéria Xylella fastidiosa Reduz a produção e pode causar a morte das plantas Coloniza vasos do xilema e forma biofilme Brasil perde cerda US$ 200 milhões por ano com a CVC !!!

4 Estado de São Paulo Áreas com sintomas de CVC

5 Simtomas da CVC Fruto sadio Fruto afetado CVC

6 Desenvolvimento da Xylella fastidiosa em pomares de citros

7 Microscopia eletrônica de varredura (MEV), de um corte transversal dos vasos xilemáticos de plantas sintomáticas Xylella fastidiosa subsp. pauca

8 Bucephalogonia xanthophisAcrogonia citrinaDilobopterus costalimaiOncometopia facialis Insetos vetores da X. fastidiosa (CVC) (Homoptera, Cicadellidae, subfamily Cicadellinae)

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11 Petrini (1991): em pelo menos uma fase de seu ciclo de vida colonizam o interior de tecidos vegetais aéreos sem causar danos ao hospedeiro (exclui bactérias fixadoras de N 2 e os fungos micorrízicos). Hallmann et al. (1997): isolados de tecidos vegetais desinfectados superficialmente ou do interior destes e que não causam danos às plantas. Azevedo et al. (2000): são microrganismos que residem dentro de tecidos de plantas sem causar doenças e sem produzir estruturas externas visíveis. Microrganismos Endofíticos

12 Planta hospedeira Centro de estoque de microrganismos Microrganismos epifíticos Microrganismos endofíticos Endófitos colonizam um nicho ecologicamente semelhante ao dos fitopatógenos

13 Aplicações dos Microrganismos Endofíticos Controle biológico de patógenos Promoção de crescimento Maior resistência contra estresse Produção de moléculas bioativas

14 Interação Endófitos x Xylella fastidiosa Araújo et al. (2001). Diversity of endophytic bacterial population and their interaction with Xylella fastidiosa in citrus plants. Applied and Environmental Microbiology. 68: Bactérias endofíticas em folhas de citros - Pantoea agglomerans - Bacillus pumilus

15 Interação Endófitos x Xylella fastidiosa Araújo et al. (2002). Diversity of endophytic bacterial population and their interaction with Xylella fastidiosa in citrus plants. Applied and Environmental Microbiology. 68: Bactérias endofíticas em ramos de citros - Pantoea agglomerans - Methylobacterium spp. - Curtobacterium flaccumfaciens

16 Incidência de bactérias endofíticas em ramos de C. sinensis. Araújo et al. 2002

17 Interação Endófitos x Xylella fastidiosa Lacava et al. (2004). Interaction Between Endophytic Bacteria from Citrus sinensis and Xylella fastidiosa, Causal Agent of Citrus Variegated Chlorosis. Letters in Applied Microbiology 39, 55–59. Methylobacterium Curtobacterium

18 Interação Endófitos x Xylella fastidiosa Lacava et al. (2004). Interaction Between Endophytic Bacteria from Citrus sinensis and Xylella fastidiosa, Causal Agent of Citrus Variegated Chlorosis. Letters in Applied Microbiology 39, 55–59. X. fastidiosa Methylobacterium (endophytic bacterium) Methylobacterium sp. (endophytic bacterium)

19 Methylobacterium sp. Interação com Xylella fastidiosa, estimula o crescimento sendo isolada principalmente de plantas afetadas pela CVC. Xylella fastidiosa Pode interagir com bactérias endofíticas de citros, sendo estimulada ou inibida por estas bactérias. Curtobacterium flaccumfaciens Interação com Xylella fastidiosa retardando seu crescimento sendo isolada principalmente de plantas resistentes à CVC. Interação Endófitos x Xylella fastidiosa

20 Os sintomas da CVC podem ser alterados pelas interações entre bactérias endófitos e Xylella fastidiosa; Interação Endófitos x Xylella fastidiosa O balanço populacional entre Methylobacterium, Curtobacterium e Xylella pode influenciar os sintomas da CVC; Estes resultados reforçam evidências de que esta seja uma abordagem promissora para o entendimento da CVC.

21 Interação Endófitos x Xylella fastidiosa

22 Endófitos podem atuar como agentes no controle biológico da CVC Seleção de bactérias endofíticas para controle biológico da CVC; Desenvolver um sistema modelo para estudar a interação entre bactérias endofíticas e X. fastidiosa; O controle da CVC depende da localização das bactérias endofíticas no mesmo nicho que X. fastidiosa.

23 Catharanthus roseus (Madagaskar periwinkle) Monteiro, P.B., Reunaudin, J., Jagoueix-Eveillard, S., Ayres, A.J., Garnier, M., and Bové, J.M Catharanthus roseus, an experimental host plant for the citrus strain of Xylella fastidiosa. Plant Dis. 85: 246–251.

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25 Interaction between C. flaccunfaciens (endophytic bacteria) and X. fastidiosa inside of host plant (C. roseus). Different letters on bars show statistic difference by Tukeys test at 5% of significance Numbers of Flowers A A BA B PW: media; Csp: C. flaccunfaciens; Xf: X. fastidiosa; Xf/Csp: X. fastidiosa and C. flaccunfaciens

26 Height (centimeters) A A BA B PW: media; Csp: C. flaccunfaciens; Xf: X. fastidiosa; Xf/Csp: X. fastidiosa and C. flaccunfaciens Interaction between C. flaccunfaciens (endophytic bacteria) and X. fastidiosa inside of host plant (C. roseus). Different letters on bars show statistic difference by Tukeys test at 5% of significance

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29 Um novo conceito de transformação genética chamado paratransgênese tem sido proposto para a prevenção de transmissão de patógenos por inseto vetores (Beard et al., 2001; Rio et al., 2004); Paratransgênese nesse tipo de aplicação significa a alteração genética de microrganismos simbióticos que possam ser transmitidos via vetor. Esta estratégia de prevenção de doença vêem sendo chamada de controle simbiótico, como uma variação da chamada terapia simbiótica (Ahmed, 2003); Controle Simbiótico A chave do controle simbiótico está em achar um microrganismos candidato que co-exista no mesmo nicho ou ecossistema onde reside o problema, isto é, para o agente controlador ter acesso ao patógeno e atuar no seu controle ou eliminação.

30 1- Identificação de um simbionte 2. Transformação simbionte 3. Reintrodução GM simbionte Paratransgênese: Doença de Chagas R. prolixus Rhodococcus rhodnii GM R. rhodnii Fonte: slide J.L. Ramirez

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37 Estratégias para controle da CVC utilizando endófitos Curtobacterium inibi in vitro Xf (Lacava et al, 2004) Testado em planta modelo (Lacava et al, 2007) Próximos passos: testar em campo e em plantas de citros Controle Biológico ClássicoControle Simbiótico Curtobacterium (bactéria endofítica de citros) Methylobacterium (bactéria endofítica de citros) Methylobacterium coloniza tecido de planta e inseto vetor (Andreote et al, 2006 and Gai, 2006) Transformação de Methylobacterium (GFP) Próximos passos: produção de anti-Xylella efeitos

38 Prof. Dr. João Lúcio de Azevedo, Departamento de Genética Universidade de São Paulo/ESALQ; Profa. Dra. Aline Ap. Pizzirani-Kleinner, Departamento de Genética Universidade de São Paulo/ESALQ; Prof. Dr. Welington L. de Araújo, Departamento de Genética Universidade de São Paulo/ESALQ; Profa. Dra. Sui Mui Tsai, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, CENA/USP; Dr. Jonh S. Hartung, USDA-BARC, Beltsville, MD, USA Prof. Dr. Thomas A. Miller, University of California Riverside, Riverside, CA, USA Prof. Dr. João Roberto Spotti Lopes, Universidade de São Paulo/ESALQ Dr Cláudia Santos Gai, INRA/CNRS, Castante – Tolosan, France Agradecimentos

39 OBRIGADO !!!


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