Alterações quantitativas de compostos fenólicos e flavonoides do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) após a infecção por Fusarium oxysporum

Abstract

O feijão (Phaseolus vulgaris L.) é uma leguminosa amplamente produzida no Brasil e no mundo, apresentando grande importância socioeconômica devido seu elevado teor de nutrientes e proteínas. Porém, sua produção e´ limitada por diversos fatores abióticos e bióticos. Dentre os fatores bióticos, destaca-se a Murcha de Fusarium causada pelo fungo Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (Fop). Esta é uma das principais doenças acometem o feijão e vem se tornando um problema crescente devido ao plantio sucessivo em áreas de monocultura, sendo responsável por perdas de até 100% na produção. Os mecanismos de defesa vegetal contra patógenos são diversos e incluem barreiras físicas e bioquímicas, como a produção de diversos metabólitos secundários incluindo compostos com atividade antimicrobiana produzidos após a indução por um elicitor biótico ou abiótico, também conhecidos como fitoalexinas. O objetivo deste trabalho foi examinar as alterações na produção de metabólitos da rota dos fenilpropanoides e a colonização vascular ao longo do tempo em plantas de feijão suscetíveis e resistentes inoculadas com Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (Fop).A inoculação foi realizada através da imersão do sistema radicular de plantas de feijão suscetível (cv. Uirapuru) e resistente (UFSC-01) em uma suspensão de macroconídios de Fop. A amostragem foi feita aos 1, 3, 6 e 9 dias após a inoculação (dai) para as análises bioquímicas (conteúdo de compostos fenólicos totais, flavonoides totais, faseolina, compostos com atividade antimicrobiana, lignina e ergosterol) e aos 30 dai para a avaliação da severidade e necrose vascular. O conteúdo de compostos fenólicos totais em raízes e hipocótilos reduziu ao longo do tempo. O conteúdo de flavonoides totais no hipocótilo aumentou ao longo do tempo e não sofreu alterações nas raízes. O hipocótilo das plantas apresentou aproximadamente o dobro do conteúdo de compostos fenólicos e flavonoides totais do que as raízes. Ao 1 dai, o conteúdo de fenólicos totais foi significativamente maior no hipocótilo do genótipo resistente inoculado e não inoculado quando comparado com o genótipo suscetível inoculado com Fop. O conteúdo de flavonoides totais no hipocótilo do UFSC-01 não inoculado foi significativamente maior em relação ao hipocótilo do cv. Uirapuru inoculado e não inoculado com Fop ao 1 dai. O conteúdo de faseolina em raízes e hipocótilos diminuiu ao longo do tempo e foi diferente estatisticamente quando comparado os tipos de tecido vegetal. Não foi detectado compostos com atividade antimicrobiana contra A. brassicicola após a bioautografia. Nas raízes, o conteúdo de lignina foi diferente estatisticamente entre os 1 e 9 dai, enquanto no hipocótilo permaneceu o mesmo. O conteúdo de ergosterol aumentou nas raízes até o 6 dai e não variou no hipocótilo. Os primeiros sintomas da doença foram observados aos 14 dai e aos 30 dai a porcentagem de necrose vascular em plantas suscetíveis foi 6 vezes maior do que em plantas resistentes.

Abstract: Bean (Phaseolus vulgaris L.) is a leguminous vegetable widely produced in Brazil and in the world, that presents a large socioeconomic importance due to its high nutrient and protein content. However, bean production is limited by several abiotic and biotic factors. Among the biotic factors, Fusarium wilt caused by the fungus Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli (Fop) stands out. This is one of the main diseases that affect beans and has become a growing problem in monoculture areas due to successive planting, being responsible for losses of up to 100% in production. The defense plant mechanisms against pathogens are diverse and include physical and biochemical barriers, such as the production of several secondary metabolites, including compounds with antimicrobial activity synthesized after induction by a biotic or abiotic elicitor, known as phytoalexins. The objective of this work was to study the alterations in the production of metabolites derived from the phenylpropanoid pathway and the vascular colonization over time in susceptible and resistant common bean plants after inoculation with Fop. Inoculation was performed by immersing the root system of the susceptible (cv. Uirapuru) and resistant (UFSC-01) bean plants in a macroconidium suspension of Fop. Sampling was done at 1, 3, 6 and 9 days after inoculation (dai) for biochemical analysis (content of total phenolic compounds, total flavonoids, phaseolin, antimicrobial compunds, lignin and ergosterol) and at 30 dai for disease severity and vascular necrosis. The total phenolic compounds content in roots and hypocotyls decreased over time. The total flavonoids content in the hypocotyl increased over time and did not change in the roots. The hypocotyl of the plants showed approximately twice the content of total phenolic compounds and total flavonoids than the roots. At 1 dai, the total phenolic content was significantly higher in the hypocotyl of the resistant genotype inoculated and not inoculated when compared with the susceptible genotype inoculated with Fop. The total flavonoids content in the hypocotyl of UFSC-01 uninoculated was significantly higher in relation to the hypocotyl of cv. Uirapuru inoculated and not inoculated with Fop at 1 dai. The content of phaseolin in roots and hypocotyls decreased over time and was statistically different when compared the types of plant tissue. No compounds with antimicrobial activity against A. brassicicola were detected after bioautography. In the roots, the lignin content was statistically different between 1 and 9 dai, while in the hypocotyl it remained the same. Ergosterol content increased in roots until 6 dai and did not vary in the hypocotyl. The first disease symptoms were observed at 14 dai and at 30 dai the percentage of vascular necrosis in susceptible plants was 6 times higher than in resistant plants.