Estudo bioquímico de videiras (Vitis vinifera L.) cultivadas in vitro em ambiente salino e infectadas com Phaeomoniella chlamydospora

Abstract

Vários fungos têm sido associados à esca das videiras. Phaeomoniella chlamydospora é um dos fungos frequentemente isolado de videiras com sintomas desta doença. Por outro lado, em várias regiões do país a videira é cultivada em solos com valores de salinidade acima do normal. Assim, neste trabalho pretendeu-se estudar o efeito da salinidade com NaCl (20 e 100 mM) e da infecção com P. chlamydospora em plantas de Vitis vinifera L. cv. Baga. Com vista a minimizar a influência de outros microrganismos utilizaram-se neste estudo plantas in vitro. As plantas axénicas foram inoculadas com suspensão de esporos de P. chlamydospora e colocadas em meio MS modificado, ao qual se adicionou 0, 20 e 100 mM de NaCl. As plantas foram mantidas nestas condições durante 30 dias, em sala de cultura de tecidos, com temperatura e fotoperíodo controlados. A análise dos efeitos da salinidade e da infecção nas plantas incluiu o estudo de taxas de crescimento e um conjunto de parâmetros normalmente utilizados como indicadores de senescência: conteúdo clorofilino, eficiência fotossintética, conteúdo hídrico, permeabilidade membranar, integridade membranar e osmolalidade dos tecidos. Avaliou-se ainda o efeito da salinidade e da infecção na acumulação de elementos inorgânicos em vários orgãos das plantas. Finalmente, foi efectuado um estudo ao nível das alterações na composição em açúcares das paredes celulares. Observou-se que a exposição a 100 mM de NaCl durante 30 dias diminuiu o comprimento da porção aérea, o peso fresco, o teor em matéria orgânica, alguns parâmetros associados ao crescimento (RGR, LAR e SLA) e a área foliar. A infecção com P. chlamydospora durante o mesmo período reduziu o crescimento da porção aérea, o peso fresco e o conteúdo hídrico das plantas e alguns parâmetros associados ao crescimento, como o RGR, o NAR, o LAR e SLA. O cloreto de sódio em concentrações elevadas (100 mM) induziu senescência em Vitis vinifera L. cv. Baga, pois reduziu o conteúdo e a fluorescência das clorofilas e aumentou a degradação membranar. A infecção com P. chlamydospora induziu o mesmo tipo de comportamento. O excesso de NaCl levou ao aumento da acumulação de Na em toda a planta, independentemente desta estar ou não infectada. Por outro lado, o excesso deste sal levou à diminuição dos níveis de Ca no caule, K e Zn na raiz e no caule, e P na folha, no final do tratamento. A infecção com P. chlamydospora levou à redução generalizada da acumulação de K, Mg e Zn no final do tratamento. As plantas infectadas apresentaram menor teor em Ca, P e Mn na folha e no caule e em Fe na folha e na raiz, do que as plantas não infectadas. A análise da composição do AIR de folhas, caules e raízes de Vitis vinifera L. cv. Baga por GC e FT-IR revelou que as paredes celulares das folhas são ricas sobretudo em ácidos urónicos, enquanto que as paredes celulares dos caules e raízes são ricas sobretudo em xilose e glucose. As raízes apresentam o maior conteúdo em arabinose. A infecção com P. chlamydospora, assim como a salinidade (100 mM de NaCl) provocaram uma redução do conteúdo em ácidos urónicos e um aumento do conteúdo em glucose nas folhas. O aumento do conteúdo em glucose foi relacionado com a acumulação de amido nas células.

Several fungi have been associated with esca of grapevine. It has been found that Phaeomoniella chlamydospora is one of the fungi involved in the disease. On the other hand, there have been reported increasing problems of salinity in some soils in Portugal where grapevine is cultivated. The aim of this work was to study the effect of NaCl stress (20 and 100 mM) and Phaeomoniella chlamydospora infection in Vitis vinifera L. cv. Baga. In order to minimize the influence of other microorganisms in the plant response, in vitro plants were used in this assay. Axenic grapevine plants (Vitis vinifera L.) cv. Baga were inoculated with a suspension of conidia of P. chlamydospora and placed on modified MS medium supplied with 0, 20 and 100 mM NaCl. These plants were maintained in a tissue culture room with controlled temperature and photoperiod for 30 days. The evaluation of salinity and infection effects was done by comparing growth rates and by some parameters usually associated with senescence like chlorophyll content, photosynthetic efficiency, water content, membrane permeability, membrane integrity and tissue osmolality. It was also analysed the effect of salinity and infection in nutrient accumulation in several plant organs. Finally, it was analysed the effect of salinity and infection in cell wall sugar composition. A month exposure to high concentrations of NaCl (100 mM) reduced shoot length and organic matter content, plant fresh weight, leaf area, and some parameters associated with growth (RGR, LAR and SLA). Infection with P. chlamydospora for the same period reduced shoot length, plant fresh weight and water content. High concentrations of sodium chloride (100 mM) induced senescence in Vitis vinifera L. cv. Baga, because it reduced chlorophyll content, chlorophyll fluorescence and increased membrane degradation. The same behaviour was observed by infection with P. chlamydospora. NaCl stress increased Na accumulation in plants. Infection didn’t affect Na accumulation. Plants exposed to NaCl stress suffered a decrease in Ca levels in stems and K and Zn levels in roots and stems and P levels in leaves after 30 days of treatment. Infection with P. chlamydospora reduced K, Mg and Zn contents at the end of treatment. Infected plants showed a lower content in Ca, P and Mn in leaves and stems and Fe in leaves and roots. Cell wall composition analysis of leaves, stems and roots of Vitis vinifera L. cv. Baga by GC and FT-IR showed that leaves had a higher proportion of uronic acid, while roots and stems had a higher proportion of xylose and glucose. Roots were richer in arabinose than any other organ. Plant infection with P. chlamydospora and NaCl stress reduced uronic acid and increased glucose content in leaves. This glucose increase was related with starch accumulation.