Partially purified thaxtomin and Streptomyces scabies preparation in the induction resistance in soybean plants to Phakopsora pachyrhizi

Atualmente a ferrugem-asiática da soja é a doença mais importante da cultura e desde o seu surgimento vem causando diversos prejuízos. Devido a sua importância, faz-se necessário buscar alternativas que possam contribuir com o manejo tradicional com fungicidas. Neste sentido, surge a indução de resistência como uma alternativa para o seu controle. Dentre os indutores de resistência, as fitotoxinas apresentam potencial como ativadoras de plantas e neste caso, mais especificamente a taxtomina, produzida por Streptomyces scabies. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da fitotoxina taxtomina parcialmente purificada (TPP) e preparações de Streptomyces scabies como potenciais indutores de resistência em soja à Phakopsora pachyrhizi. Foram realizados ensaios para avaliar o efeito direto dos potenciais indutores deresistência a base de suspensão de células de Streptomyces scabies, filtrado de meio de cultivo de Streptomyces scabies, TPP e acibenzolar-S-metílico sobre a germinação de urediniósporos através do teste de microgotas em placas de Petri de poliestireno. Também foram realizados ensaios em folha destacada, onde fez-se a aplicação dos potenciais indutores e depois de determinado tempo fez-se a inoculação com P. pachyrhizi, sendo posteriormente avaliado o potencial dos compostos na redução da severidade. Ensaios em casa de vegetação foram conduzidos com plantas de soja que receberam a aplicação dos indutores e, posteriormente, foram inoculadas, onde avaliou-se a redução da severidade. Em casa de vegetação também foram conduzidos experimentos para a coleta de amostras para a realização de análises bioquímicas como peroxidase e fenóis, visando monitorar a atividade e o acúmulo de compostos relacionados a defesa de plantas a patógenos. Ensaio de campo foi realizado para verificar o potencial em reduzir a severidade da ferrugem da soja, onde foi avaliada a produtividade e a qualidade fisiológica das sementes produzidas. A expressão de genes relacionados as vias defesa como resposta a aplicação de taxtomina também foi monitorada. Como resultados, observou-se que a TPP tem efeito direto sobre urediniósporos de P. pachyrhizi, inibindo a germinação em 61%. A TPP reduziu a severidade da doença em folha destacada, mas não em plantas em condições de casa de vegetação. A TPP também aumentou a atividade de peroxidase e alterou o acúmulo de fenóis ligados. Em condições de campo, apenas o tratamento com fungicidas reduziu a severidade da doença. Nenhum dos tratamentos utilizados afetou a germinação e o vigor das sementes produzidas. A TPP foi capaz de alterar a expressão gênica e regular positivamente o gene ACC, envolvido na síntese do etileno. Conclui-se que a TPP apresenta, além de efeito direto sobre o patógeno, potencial para alterar compostos e a expressão de genes relacionados as vias de defesa das plantas.Asian soybean rust is the most important disease of the crop today and since its inception has caused several damages. Due to its importance, it is necessary to look for alternatives that can contribute to the traditional management with fungicides. In this sense, induction of resistance appears as a promising alternative for the control of diseases. Among the resistance inducers, phytotoxins have the potential as plant activators and in this case, more specifically thaxtomin, produced by Streptomyces scabies. Therefore, the objective of this work was to evaluate the potential of the partially purified phytotoxin thaxtomin (TPP) and preparation of Streptomyces scabies as potential inducers of resistance in soybean to Phakopsora pachyrhizi. For this, tests were carried out to evaluate the direct effect of potential resistance inducers on the germination of urediniospores through the test of microdrops on polystyrene Petri dishes. Detached leaf assay also carried out, where the potential inducers were applied and after a certain time the inoculation with P. pachyrhizi was done, being evaluated the potential of the compounds in reducing the severity. Greenhouse tests were also carried out with soybean plants that received the application of the inducers and later inoculated, where the reduction of severity was evaluated. Greenhouse experiments were also carried out for the collection of samples for biochemical analyzes such as peroxidase and phenolic compounds, aiming to monitor the activity and the accumulation of compounds related to plant defense to pathogens. In addition, preliminary field trials were carried out to verify the potential of the inducers in reducing the severity of soybean rust, where the productivity and physiological quality of the seeds were also evaluated. Expression of genes related to the defense pathways as a response to thaxtomin application was also monitored. As results, it was observed that the partially purified thaxtomin had a direct effect on P. pachyrhizi uredinospores, inhibiting germination by 61%. In addition, it was also able to reduce the severity in detached leaves but not in seedlings under greenhouse conditions. Partially purified thaxtomin was also able to increase peroxidase activity and alter the accumulation of bound phenols. At field conditions, only the treatment that used fungicides was able to reduce the severity of the disease. However, although only one of the treatments reduced the disease, none of the treatments used was able to affect the germination and vigor of the seeds produced. Finally, the partially purified thaxtomin was able to alter gene expression and positively regulate the ACC gene, that is involved in ethylene metabolism. In general, it is concluded that TPP has, in addition to a direct effect on the pathogen, potential to alter plant defense related compounds and the expression of genes related to defense pathways