Differencial expression of quitinases and catalases in beans roots colonized by Glomus clarum, in presence of salicylic acid or formononetin

Tem sido proposto que a expressão diferencial de isoformas de quitinases tem papel importante no controle da colonização fúngica intrarradicular em micorrizas arbusculares. Supressão da expressão de quitinases em condições favoráveis à colonização intrarradicular foi observado em várias micorrizas arbusculares. Normalmente, em condições desfavoráveis (por exemplo alto nível de fosfato) essa supressão é atenuada, e a indução localizada de isoformas específicas em células contendo arbúsculos pode ser observada. Alterações na expressão de outras proteínas relacionadas ao sistema de defesa vegetal também tem sido observada em micorrizas arbusculares. As atividades de catalases, por exemplo, podem ser induzidas em raízes colonizadas por fungos micorrízicos arbusculares. Compostos fenólicos podem ter efeito indutor ou inibidor do desenvolvimento de micorrizas arbusculares. O ácido salicílico induz respostas de defesa em plantas e pode inibir o desenvolvimento de micorrizas arbusculares. A formononetina é um flavonóide que pode favorecer o desenvolvimento de micorrizas arbusculares. Neste trabalho foi avaliado o efeito do ácido salicílico e da formononetina na colonização intrarradicular e nas atividades de quitinases e catalases em raízes de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L. var. Carioca 80-SH) inoculadas com Glomus clarum, em condições de baixo (20 mg P kg-1) ou alto nível de P (150 mg P kg-1). O AS foi aplicado no substrato a cada dois dias (3,62 µmol por vaso), e a FOR nas sementes, utilizando-se 7 mL de emulsão comercial (Mycoform, 120 mg de formononetina mL-1) para 200 sementes. As plantas foram colhidas 4, 6 e 8 semanas após o plantio. Nesse experimento pode-se observar que a colonização micorrízica foi inibida em condições de alta concentração de P no substrato, e no geral, as atividades de catalases e quitinases foram induzidas em condições de alta concentração de fósforo no substrato de cultivo, e em raízes colonizadas por G. clarum. Os resultados obtidos, demonstraram que o fungo micorrízico arbuscular induziu a produção de matéria vegetal, as atividades de quitinases e catalases. Os dados sugerem que quitinases e catalases podem estar envolvidas no controle da colonização intrarradicular. Os resultados obtidos demonstram que, na concentração utilizada, o ácido salicílico não interferiu na produção da matéria seca da parte aérea e do sistema radicular, não inibiu a colonização micorrízica em concentrações de baixo fósforo, e induziu as atividades de catalases. A FOR não interferiu na produção de MSPA e MSSR, e induziu a colonização intrarradicular em condições de alta disponibilidade de P. De maneira geral, a FOR induziu as atividades de catalases, principalmente em condições de alto P. Expressão diferencial de pelo menos 6 proteínas foi observada nos diferentes tratamentos, sugerindo que elas podem ter papel relevante no controle do desenvolvimento de micorrizas arbusculares.It has been proposed that the differential expression of chitinases isoforms has important role in the control of the intraradical colonization in fungal arbuscular mycorrhizal symbiosis. Suppression of the chitinases expression in favorable conditions to the intraradical colonization was observed in several arbuscular mycorrhiza. Usually, under unfavorable conditions (such as high level of phosphate) the suppression is attenuated, and the localized induction of specific isoforms in cells containing arbuscules can be observed. Alterations in the expression of another proteins related to the plant defense system have also been observed in arbuscular mycorrhiza. Catalases activities, for example, can be induced in roosts colonized by arbuscular mycorrhiza fungi. Phenolic compounds can have inductor or inhibitor effect on the development of arbuscular mycorrhiza. Salicylic acid induces defense reactions in plants and it can inhibit the development of arbuscular mycorrhiza. The formononetin is a isoflavonoid that can stimulate the arbuscular mycorrhiza development. In this work the salicylic acid and formononetin effects on the intraradical colonization and on the chitinases activities and catalases in bean roosts (Phaseolus vulgaris L. var. Carioca 80-SH) inoculated with Glomus clarum, in low P conditions (20 mg P kg-1) or high P level (150 mg P kg-1) were evaluated. The AS was applied every day in the substratum (3,62 µmol for vase), while FOR was applied in the seeds, by using 7 mL of commercial emulsion (Mycoform, 120 mg of formononetin mL-1) for 200 seeds. Plants were harvested 4, 6 and 8 weeks after sowing. From that experiment, it could be observed that the mycorrhizal colonization was inhibited in high P concentration in the substratum, and in the general, catalases activities and chitinases were induced in conditions of high P concentration in the cultivation substratum, and in roosts colonized by G. clarum as well. The results showed that the arbuscular mycorrhizal fungi induced the production of vegetable matter, the chitinase activities and catalases. The data also suggest that chitinases and catalases can be involved in the control of the intraradical colonization. In the concentration used in this experiment, the salicylic acid didnt interfere on the shoot and root dry weight, and didnt inhibit the mycorrhiza colonization in low P concentration, and it induced the catalases activities. FOR also didnt interfere the shoot and root dry weight, but it induced the intraradical colonization under high P conditions. In a general way, FOR induced catalases activities, mainly under high P conditions. Differential expression of at least 6 proteins were observed in the different treatments, suggesting that they can have important role in the development control of the arbuscular mycorrhiza