Influence of infestation by the Yellow and Black sigatoka in banana quality: starch and sugars

A banana é um fruto consumido no mundo todo, sendo que o Brasil é o quarto maior produtor. A degradação do amido e a síntese de sacarose são responsáveis pelo adoçamento do fruto e, portanto, pela qualidade do mesmo. Os produtores de banana do Vale do Ribeira enfrentam dificuldade de produzir frutos de qualidade, principalmente devido a Sigatoka Negra e a Sigatoka Amarela que são as duas principais doenças da cultura bananeira. Estas duas doenças causam necroses nas folhas diminuindo a área fotossinteticamente ativa da planta podendo diminuir o peso dos cachos, das pencas e até dos frutos. Além disso, as Sigatokas também causam alterações no metabolismo pós-colheita do fruto acelerando seu amadurecimento. No intuito de aprofundar os conhecimentos sobre as alterações causadas pelas Sigatokas nos frutos, estudos foram realizados visando o metabolismo amido-açúcares por se tratar de um processo metabólico importante para a qualidade dos frutos. Para isso, foi conduzido, em 2008, um experimento no Vale do Ribeira aonde três áreas foram marcadas: uma com a presença exclusiva da S. Amarela, outra com predominância da S. Negra e outra área com controle eficiente das doenças. Nestas áreas foi acompanhado o nível de infestação das plantas através do índice de severidade que é uma estimativa visual da doença. Também foram marcadas plantas no momento da antese para que sua idade fisiológica pudesse ser estimada. Pencas foram colhidas em duas idades fisiológicas diferentes: 700 Graus Dia (GD) e 960 GD. Os frutos dessas pencas tiveram suas respiração e produção de etileno medidas diariamente até a senescência. Também foram congeladas amostras ao longo do amadurecimento que, posteriormente foram analisadas quanto aos teores de amido, açúcares solúveis, oligossacarídeos e atividade das enzimas α-amilase e β-amilase utilizando os reagentes Ceralpha e Betamyl (Megazyme) e amido-fosforilases visualizadas em P.A.G.E-nativo. As Sigatokas causaram desordens fisiológicas diferentes na pós-colheita da banana, mas ambas as doenças causaram mudanças nos padrões de respiração e produção de etileno, vida-verde, e no acúmulo e degradação do amido. Exceto pela vida-verde, que foi igualmente afetada por ambas as doenças, os outros fatores foram mais severamente afetados pela Sigatoka Negra, enquanto os frutos oriundos de plantas infectadas pela Sigatoka Amarela foram muito semelhantes aos frutos-controle. Tanto o acúmulo quanto a degradação do amido e enzimas, principalmente a β-amilase e a isoforma plastidial das amido-fosforilases, envolvidas no processo de degradação foram afetados pela Sigatoka Negra.Banana is one of the most consumed fruits in the world and Brazil is the fourth largest producer of bananas in the world. The degradation of starch and sucrose synthesis are responsible for the sweetening and the quality of fruits. Banana producers in the Vale do Ribeira, southeastern state of Sao Paulo, have difficulty to achieve fruits with high quality, mainly due to Black Leaf Streak Disease and Sigatoka Disease, which are the two main disease problems of banana production. These two diseases cause necrosis in the leaves, reducing the photosynthetic active area of the plant and can also decrease the weight of bunches and fruits. Moreover, both diseases also cause alterations in post-harvest ripening of fruits. In order to better understand the changes caused by these diseases in the fruit ripening, studies were conducted on the starch-to-sugar metabolism, because of its importance for fruit quality. The experiment was conducted in 2008, in the Vale do Ribeira, where we selected three plots: one with the exclusive presence of S. Disease, another one with predominance of Black Leaf Streak disease and another area with an effective disease control. Disease infestation rate were determined by monitoring Severity Index, which is a visual estimate of the disease. To determine the physiological age of fruit, banana plants were marked at the flowering time and the mean temperature were measured daily. The fruits were harvested in two different physiological ages: 700 degree-days (GD) and 960 GD. The samples were also frozen during ripening. In these samples were analyzed the contents of starch, soluble sugars and oligosaccharides; and measured the activities of α-amylase, β-amylase and starch-phosphorylases. Leaf spot diseases caused different physiological disorders in post-harvest banana, but both diseases caused changes in patterns of respiration, ethylene production, green-life, accumulation and degradation of starch. Except for the green-life, which was similarly affected by both diseases, other factors were more severely affected by the Black Leaf Streak disease while the fruits of plants infected by the Sigatoka disease were very similar to control fruit. Both the accumulation and degradation of starch and enzymes, particularly of isoform β-amylase and the plastidial starch phosphorylase, involved in the degradation process were affected by Black Leaf Streak disease