Characterization of the interaction of Pythium spp. with Solanum lycopersicum seedlings

Nos últimos anos, o aumento na produção de plantas em sistemas de cultivo hidropônico ou em substratos comerciais, além da proibição do uso de brometo de metila, resultou em uma maior incidência de doenças radiculares causadas por patógenos de solo como Pythium spp.. A caracterização dos mecanismos de patogênese de espécies do gênero Pythium que causam danos às culturas poderia promover maiores possibilidades de controle. O objetivo do presente estudo foi caracterizar a resposta de tomate (Solanum lycopersicum) à infecção de isolados de diferentes espécies do gênero Pythium. A incidência da doença em plântulas, causada pela inoculação com cinco isolados do gênero Pythium, foi avaliada quanto à ocorrência de mortalidade, enquanto a severidade foi avaliada quanto a alterações no comprimento da parte aérea e das raízes. O efeito da temperatura e da concentração do inóculo na severidade da doença também foi avaliado. A fim de caracterizar a ação de alguns compostos químicos na ocorrência da doença, foi avaliada a aplicação de ácido abscísico, ácido salicílico (AS), etefon (ET), aminoetoxivinilglicina e um surfactante sintético. Por fim, a técnica de quantificação relativa por PCR em tempo real foi utilizada para avaliar o acúmulo de mRNA de genes de defesa em resposta à inoculação. Na caracterização biológica, verificou-se que todos os isolados foram patogênicos a tomate, apresentando variações na severidade da doença causada. A severidade da doença provocada por P. inflatum é baixa, quando comparada com os outros isolados. Já P. ultimum causa sintomas inicialmente pouco severos, mas que evoluem rapidamente. A adição de ET, AS e do surfactante reduziu significativamente a severidade da doença. Na caracterização molecular, observou-se que um maior acúmulo de mRNAs dos genes LOXD, PR-1A1 e PR-5 depende da interação em questão. A diversidade observada nos resultados reflete a complexidade das respostas de S. lycopersicum induzidas pelos patógenos. A análise funcional in vivo desses e de outros genes poderá contribuir para utilização dos mesmos na obtenção de resistência contra Pythium spp..In recent years, the increase in plant production in hydroponic culture systems or in commercial soil media, in addition to the ban on the use of methyl bromide, resulted in a higher incidence of root diseases caused by soil pathogens like Pythium spp.. The characterization of the pathogenesis mechanisms of species of the genus Pythium that cause damage to crops could promote greater opportunities for control. The objective of this study was to characterize the response of tomato (Solanum lycopersicum) to the infection with isolates of different species of the genus Pythium. The disease incidence in seedlings caused by inoculation with five isolates from the genus Pythium was evaluated according to the occurrence of death, while the severity was assessed by changes in the length of shoots and roots. The effect of temperature and inoculum concentration in disease severity was also assessed. In order to characterize the action of some chemical compounds in the disease occurrence the application of abscisic acid, salicylic acid (SA), ethephon (ET), aminoethoxyvinilglycine and a synthetic surfactant was evaluated. Finally, the technique of relative quantification by realtime PCR was used to assess the accumulation of mRNA from defense genes in response to the inoculation. In the biological characterization, it was found that all isolates were pathogenic to S. lycopersicum, although they have induced variable disease severity. The disease severity caused by P. inflatum is low when compared with the other isolates. On the other hand, P. ultimum initially causes less severe symptoms which progress very rapidly. The addition of ET, AS, and the surfactant, significantly reduced the severity of the disease. In the molecular characterization, it was observed that the accumulation of mRNAs of genes LOXD, PR-1A1, and PR-5 depends on the species of Pythium in the interaction. The diversity observed in the results reflects the complexity of the responses of S. lycopersicum induced by pathogens. In vivo functional analysis of these and other genes could contribute to the use of them in obtaining resistance against Pythium spp.