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ASPECTOS ESTRUTURAIS DE CAFEEIRO INFECTADO COM XYLELLA FASTIDIOSA

Resumos

Estudaram-se as alterações anatômicas em folhas e caules de ramos de cafeeiros infectados com X. fastidiosa visando compreender as causas dos seus distúrbios fisiológicos. Analisaram-se amostras dos cultivares comerciais de Coffea arabica L. - Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 e Mundo Novo 515-20 enxertados sobre a progênie IAC 2258 de C. canephora - e de Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 sem enxertia (pé franco). As amostras foram coletadas no campo, no Núcleo Experimental de Campinas, IAC, em cafezais onde foi detectada a presença da bactéria. Analisou-se também a estrutura da folha e do caule de ramos com e sem sintomas visuais da bactéria, sendo estimada a porcentagem de obstrução dos vasos do xilema do caule. Os ramos infectados apresentaram um encurtamento dos entrenós e, com o agravamento da doença, senescência foliar precoce na sua base, resultando em pequeno número de folhas no ápice. O número e a posição dos ramos por indivíduo com tais sintomas variaram entre as plantas, sendo mais freqüentes na região basal. Esses ramos também mostraram pecíolos e área foliar reduzidos e frutos menores e agrupados, em vista de um encurtamento dos pedicelos e dos entrenós, além de uma deposição de "goma" nos vasos do xilema do caule, pecíolo e folha, assim como divisões celulares anormais no xilema, floema e córtex daquelas partes. As células do mesofilo das folhas afetadas apresentaram número reduzido de cloroplastos, associado a maior concentração de cristais de oxalato de cálcio. Sugere-se que a presença da bactéria esteja induzindo a senescência foliar que se relaciona a um ou mais fatores de estresse.

cafeeiro; Coffea; Xylella fastidiosa; anatomia


Leaf and stem anatomical changes were studied in coffee plants infected with X. fastidiosa looking for the causes of the observed physiological disturbances. Samples of commercial cultivars of Coffea arabica L. were analysed - Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 and Mundo Novo 515-20 grafted on the progenie IAC 2258 of C. canephora - and of Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 without grafting. Samples were collected in the field, at the Centro Experimental de Campinas, Instituto Agronômico, State of São Paulo, Brazil, in a coffee plantation where the presence of the bacteria was detected. The leaf and stem structures of branches with and without visual symptoms of the bacteria were analysed. It was also estimated the percentage of obliterated stem xylem vessels. The infected branches presented internode shortening, and early foliar senescence in the base of the branches, in a more severe degree of the disease, resulting in a reduced number of leaves in the apex. The number and position of branches with symptoms varied among plants, but were more frequent in the lower parts of the plants. These branches also presented reduced petiole and leaf area, smaller and grouped fruits due to the pedicels and internodes shortening. A deposition of "gum" was observed in the xylem vessels of the stems, petioles and leaves, and an abnormal cellular division in the xylem, phloem and cortex of the stem, petiole and in the mesophyll. The leaf mesophyll cells also presented reduced chloroplast number, associated with a larger concentration of calcium oxalate crystals. It was suggested that the presence of the bacteria may induce leaf senescence which is related to one or more stress factors.

coffee plants; Coffea; Xylella fastidiosa; anatomy


ASPECTOS ESTRUTURAIS DE CAFEEIRO INFECTADO COM XYLELLA FASTIDIOSA(1)(1) Recebido para publicação em 9 de dezembro de 1997 e aceito em 27 de março de 1998. Recebido para publicação em 9 de dezembro de 1997 e aceito em 27 de março de 1998.

RACHEL BENETTI QUEIROZ -VOLTAN(2) (2) Centro de Recursos Genéticos Vegetais e Jardim Botânico, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13100-970 Campinas (SP). (3) Centro de Fitossanidade (IAC). (4) Centro de Ecofisiologia e Biofísica (IAC). (5) Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq. , OSVALDO PARADELA FILHO(3) (2) Centro de Recursos Genéticos Vegetais e Jardim Botânico, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13100-970 Campinas (SP). (3) Centro de Fitossanidade (IAC). (4) Centro de Ecofisiologia e Biofísica (IAC). (5) Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq. , MARIA LUÍZA CARVALHO CARELLI(4, 5) (2) Centro de Recursos Genéticos Vegetais e Jardim Botânico, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13100-970 Campinas (SP). (3) Centro de Fitossanidade (IAC). (4) Centro de Ecofisiologia e Biofísica (IAC). (5) Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq. e JOEL IRINEU FAHL(4, 5) (2) Centro de Recursos Genéticos Vegetais e Jardim Botânico, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13100-970 Campinas (SP). (3) Centro de Fitossanidade (IAC). (4) Centro de Ecofisiologia e Biofísica (IAC). (5) Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.

RESUMO

Estudaram-se as alterações anatômicas em folhas e caules de ramos de cafeeiros infectados com X. fastidiosa visando compreender as causas dos seus distúrbios fisiológicos. Analisaram-se amostras dos cultivares comerciais de Coffea arabica L. - Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 e Mundo Novo 515-20 enxertados sobre a progênie IAC 2258 de C. canephora - e de Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 sem enxertia (pé franco). As amostras foram coletadas no campo, no Núcleo Experimental de Campinas, IAC, em cafezais onde foi detectada a presença da bactéria. Analisou-se também a estrutura da folha e do caule de ramos com e sem sintomas visuais da bactéria, sendo estimada a porcentagem de obstrução dos vasos do xilema do caule. Os ramos infectados apresentaram um encurtamento dos entrenós e, com o agravamento da doença, senescência foliar precoce na sua base, resultando em pequeno número de folhas no ápice. O número e a posição dos ramos por indivíduo com tais sintomas variaram entre as plantas, sendo mais freqüentes na região basal. Esses ramos também mostraram pecíolos e área foliar reduzidos e frutos menores e agrupados, em vista de um encurtamento dos pedicelos e dos entrenós, além de uma deposição de "goma" nos vasos do xilema do caule, pecíolo e folha, assim como divisões celulares anormais no xilema, floema e córtex daquelas partes. As células do mesofilo das folhas afetadas apresentaram número reduzido de cloroplastos, associado a maior concentração de cristais de oxalato de cálcio. Sugere-se que a presença da bactéria esteja induzindo a senescência foliar que se relaciona a um ou mais fatores de estresse.

Termos de indexação: cafeeiro, Coffea, Xylella fastidiosa, anatomia.

ABSTRACT

STRUCTURAL ASPECTS IN INFECTED COFFEE PLANT WITH XYLELLA FASTIDIOSA

Leaf and stem anatomical changes were studied in coffee plants infected with X. fastidiosa looking for the causes of the observed physiological disturbances. Samples of commercial cultivars of Coffea arabica L. were analysed - Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 and Mundo Novo 515-20 grafted on the progenie IAC 2258 of C. canephora - and of Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 without grafting. Samples were collected in the field, at the Centro Experimental de Campinas, Instituto Agronômico, State of São Paulo, Brazil, in a coffee plantation where the presence of the bacteria was detected. The leaf and stem structures of branches with and without visual symptoms of the bacteria were analysed. It was also estimated the percentage of obliterated stem xylem vessels. The infected branches presented internode shortening, and early foliar senescence in the base of the branches, in a more severe degree of the disease, resulting in a reduced number of leaves in the apex. The number and position of branches with symptoms varied among plants, but were more frequent in the lower parts of the plants. These branches also presented reduced petiole and leaf area, smaller and grouped fruits due to the pedicels and internodes shortening. A deposition of "gum" was observed in the xylem vessels of the stems, petioles and leaves, and an abnormal cellular division in the xylem, phloem and cortex of the stem, petiole and in the mesophyll. The leaf mesophyll cells also presented reduced chloroplast number, associated with a larger concentration of calcium oxalate crystals. It was suggested that the presence of the bacteria may induce leaf senescence which is related to one or more stress factors.

Index terms: coffee plants, Coffea, Xylella fastidiosa, anatomy.

1. INTRODUÇÃO

A bactéria Xylella fastidiosa causa doenças em diversos hospedeiros, como: alfafa e videira (Goheen et al., 1973); pessegueiro (Hopkins et al., 1973; Nyland et al.,1973); amendoeira (Mircetich et al., 1976); ameixeira (Hopkins, 1989); citros (Chagas et al., 1992) e outros de menor interesse (Hopkins & Adlerz,1988). Sua presença em plantas de cafeeiro foi primeiramente descrita por Paradela Filho et al. (1995,1997). Essa bactéria tem causado sérios problemas em regiões climáticas tropicais e subtropicais. Segundo Hopkins & Adlerz (1988), a grande maioria de seus hospedeiros naturais ocorre na Flórida e pertence a 28 famílias botânicas, incluindo mono e dicotiledôneas, sendo muitos deles assintomáticos.

Os principais sintomas dessa moléstia são: necrose e abscisão foliar, redução no crescimento, declínio do vigor e, finalmente, morte da planta. Tem sido sugerido que sua causa principal seja uma disfunção no sistema condutor de água, relacionada com as oclusões dos vasos do xilema por "gomas", tiloses ou células bacterianas (Esau, 1948; Mircetich et al., 1976, e Mollenhauer & Hopkins, 1976). Existem, porém, divergências na literatura se tais oclusões seriam suficientes para causar um estresse hídrico (Mircetich et al., 1976; French & Stassi, 1978, e Hopkins, 1981). Outras duas hipóteses para a origem dos sintomas da doença são a da fitotoxina (Mircetich et al., 1976, e Lee et al., 1982) e a do desbalanço de reguladores de crescimento (French & Stassi, 1978). Desse modo, estudos de anatomia patológica em plantas infectadas por X. fastidiosa seriam importantes para o entendimento da relação patógeno-hospedeiro.

Este trabalho objetivou estudar, comparativamente, a estrutura de plantas com e sem sintomas visuais de X. fastidiosa, visando contribuir para o entendimento das causas dos distúrbios fisiológicos daquelas infectadas.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Coletaram-se amostras de dois cultivares comerciais de Coffea arabica L. - Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 e Mundo Novo 515-20 - enxertados sobre a progênie IAC 2258 de C. canephora e de Catuaí Vermelho IAC H 2077-25-81 sem enxertia (pé franco), em um experimento de porta-enxerto no Núcleo Experimental de Campinas, onde foi detectada a incidência da bactéria X. fastidiosa.

As amostras foram obtidas retirando-se cinco ramos de cinco plantas aparentemente sadias e de cinco plantas com sintomas característicos de X. fastidiosa. De cada um dos ramos, retiraram-se cinco segmentos de 0,5 cm de comprimento de caules e pecíolos e de 0,25 cm2 do limbo de folhas adultas, totalizando 25 segmentos de cada componente para plantas com e sem sintomas. Em seguida, foram fixados em F.A.A. 50% (formaldeído-ácido acético-álcool etílico) (Johansen, 1940), desidratados em série alcoólico-etílica, incluídos em parafina e cortados em micrótomo rotativo, com 12 mm de espessura. Os cortes transversais, paradérmicos e longitudinais foram corados com safranina-azul-de-alciã (Gabrielli, 1992). Os segmentos do limbo foram retirados na região da nervura principal, na porção mediana da lâmina; os do pecíolo, na porção mediana, usando-se para as amostras do pecíolo de folhas com sintoma todo o comprimento do pecíolo; os do caule, da região mediana de ramos correspondentes ao 6o ou 7o nó do eixo principal, os quais, de acordo com Dedecca (1957), apresentam estrutura secundária.

A porcentagem de vasos obstruídos do xilema do caule foi estimada, em microscópio óptico, em 50 campos para cada cultivar (enxertado ou não), sendo as diferenças entre as porcentagens médias comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5%.

Verificou-se a presença de cristais de oxalato de cálcio com o emprego de luz polarizada, mediante um fotomicroscópio óptico, sendo sua composição química confirmada por ácido sulfúrico a 5% e ácido clorídrico (Strassburger, 1943) e solução aquosa saturada de acetato de cobre (Johansen, 1940). Verificou-se a presença de suberina mediante o emprego de sudã IV e de lignina por floroglucina a 2% em álcool 95% e ácido clorídrico concentrado (Johansen, 1940).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

As plantas de café infectadas por X. fastidiosa mostraram ramos com entrenós mais curtos quando comparados com os daquelas sem sintoma, tornando as folhas mais próximas entre si, conferindo-lhes um aspecto de roseta (Figuras 1A e B). O comprimento dos pecíolos e da área foliar também foram menores do que nas plantas sadias. Em um estádio mais avançado da infecção, ocorreu a senescência das folhas mais maduras, tornando o ramo desprovido de folhas ou com um número pequeno (2-4) no seu ápice. Em plantas com mais da metade dos ramos com os sintomas, observou-se uma floração precoce, sendo os frutos produzidos menores e mais agrupados do que nas plantas sadias, devido a um encurtamento dos pedicelos e dos entrenós. Observou-se também variação no número de ramos com sintoma e sua posição na planta, sendo mais freqüente na região basal.



Figura 1. Ramos e nervuras foliares de Coffea arabica. A e B: aspecto geral dos ramos sem sintoma e dos infectados com Xylella fastidiosa respectivamente; C a E: corte transversal de nervuras de folhas infectadas com X. fastidiosa; D: detalhe do xilema de C. Co: córtex; F: floema; G: elemento de vaso do xilema obliterado; Me: medula; O: cristais de oxalato de cálcio; X: xilema. As setas indicam a presença de células anormais no córtex da face adaxial.

Até recentemente, os mesmos sintomas morfológicos externos observados em cafeeiros infectados por X. fastidiosa eram atribuídos a um esgotamento nutricional provocado por altas produções. Entretanto, com a identificação dessa bactéria no cafeeiro (Paradela Filho et al., 1995, 1997), o problema tornou-se bem complexo. Assim, ainda não foi definido se os distúrbios fisiológicos são provocados diretamente por X. fastidiosa, ou se o esgotamento nutricional e outros fatores de estresse predispõem a planta à infecção pela bactéria e/ou outros patógenos. Tais considerações concordam com Hopkins (1989), que observou, em cultivares de Vitis vinifera, que os sintomas de X. fastidiosa apareceram após um estresse de produção de frutos. Em adição, em cafeeiros, pode estar ocorrendo um sinergismo entre o desequilíbrio nutricional e a presença da bactéria.

X. fastidiosa é transmitida por cigarrinhas das famílias Cicadellidae (subfamília Cicadellinae) e Cercopidae, que se alimentam nos ramos e folhas, preferencialmente nos tecidos do xilema (Hopkins, 1989; Lopes, 1996, e Paiva et al., 1996). A variação da distribuição de ramos com sintomas da bactéria ocorreu, provavelmente, em função do hábito de alimentação desses insetos e seu baixo deslocamento no interior da planta. Se a mobilidade fosse alta, seria esperado um número maior de ramos com sintoma no ápice da planta, devido ao fluxo do xilema, o que, geralmente, não ocorre em cafeeiro. Entretanto, ainda não é bem conhecido o comportamento alimentar desses insetos, tampouco o dos que se alimentam de cafeeiro, por tratar-se de uma doença detectada recentemente nessa cultura.

A secção transversal do caule de ramos sadios de cafeeiro, em estrutura primária, apresenta-se com uma epiderme, um colênquima angular, um parênquima cortical, floema primário, xilema primário e medula. Externamente ao floema, há um anel de fibras. Com o crescimento secundário, diferenciam--se o xilema e o floema secundários, que são contínuos ao longo do eixo (Figura 2A). Segundo Dedecca (1957), o crescimento secundário no caule do cafeeiro ocorre aproximadamente a 2,5 cm das gemas apicais, com a periderme a 5 cm da gema apical.


Figura 2.
Caules de Coffea arabica em estrutura secundária na região do quarto nó: cortestransversais. A: de ramos sem sintoma; B a F: de ramos infectados com Xylella fastidiosa. B: detalhe do xilema; C: divisões celulares anormais no floema; D: detalhe das células anormais de C; E: divisões celulares anormais no córtex; F: detalhe das células anormais de E. Co: córtex; Ep: espessamento da parede celular; F: floema; Fp: fibras do floema primário; G: elemento de vaso do xilema com goma; Me: medula; Nu: núcleo; O: cristais de oxalato de cálcio; X: xilema. As setas indicam a presença de células anormais nos tecidos.

No presente trabalho, os caules de plantas infectadas com X. fastidiosa apresentaram uma deposição de "goma" nos vasos do xilema, a qual se cora de vermelho ou azul com safranina-azul-de-alciã (Figuras 2B e C ). A "goma" - termo genérico que designa as secreções viscosas de polissacarídeos - é formada a partir da decomposição das células e, segundo Fahn (1982), desde que os processos de conversão de substâncias pécticas, celulose e amido em goma insolúvel são complexos, muitas substâncias são formadas como subprodutos. Essa complexidade explica a variabilidade de reações com corantes e as propriedades das gomas nos seus diferentes estádios de desenvolvimento. Sabe-se que o acúmulo de goma nos vasos não é característica exclusiva de plantas infectadas por bactérias ou vírus, mas também decorrência de distúrbios fisiológicos (Esau, 1948). Neste trabalho, porém, observou-se que, em cafeeiro, a presença de goma nas células do xilema esteve sempre associada a X. fastidiosa, acompanhada de outras características morfológicas externas, tais como entrenós curtos, folhas reduzidas e senescência foliar na base dos ramos. A "goma" nas células do xilema foi observada em tecidos primários e secundários de várias partes vegetativas e de diferentes idades (Figuras 1C a E e 2 B e C ). Outras culturas infectadas por X. fastidiosa também apresentaram deposição de goma nos vasos do xilema, tais como videira, alfafa e pessegueiro (Esau, 1948) e citros (Chagas et al., 1992).

No Quadro 1, encontram-se as médias das porcentagens de vasos obliterados por goma no caule de cultivares de cafeeiro. Não se observaram diferenças no `Catuaí Vermelho' entre plantas enxertadas e não enxertadas, porém esse cultivar apresentou uma porcentagem menor de obstrução dos vasos do que o `Mundo Novo' enxertado em C. canephora. Neste estudo inicial, efetuado em um experimento em que foi identificada a presença de X. fastidiosa (Paradela Filho et al., 1995, 1997), é importante ressaltar que os resultados não representam necessariamente diferenças entre os cultivares estudados, com referência ao grau de resistência à bactéria. O objetivo foi estudar comparativamente a estrutura de ramos com e sem sintomas de X. fastidiosa. Estudos mais detalhados deverão ser realizados para confirmar se existem diferenças entre cultivares na resposta das plantas à infecção pela bactéria e se variam em função dos ambientes devido a diferentes pressões dos insetos vetores da bactéria.


Além da presença de goma no xilema, observaram-se divisões celulares anormais no xilema, floema e córtex do caule, assim como no mesofilo e no córtex da região da nervura foliar.

No córtex do caule, observou-se a formação de uma zona em que as células entram em atividade meristemática, dividindo-se nos planos anticlinal e periclinal. As células resultantes revelaram núcleos aumentados, um espessamento da parede celular irregular de suberina e um conteúdo granular que se cora com safranina. Essas divisões celulares se assemelham ao processo de formação da periderme, porém não ocorreram ao longo de um cilindro contínuo, como o descrito para cafeeiro por Dedecca (1957), mas restringiu-se a determinada região do caule (Figuras 2E e F). Estruturas semelhantes também foram observadas, ocasionalmente, no córtex da nervura principal e do pecíolo. Segundo Webber & Fawcett (1935) um desenvolvimento anormal de periderme também tem sido descrito em citros, na psorose, presumivelmente causado por vírus, podendo a formação do súber ser induzida por "produtos de degeneração" ou por "substâncias químicas desconhecidas" formadas por células próximas com conteúdo de "goma marrom". Nas videiras infectadas por X. fastidiosa, Esau (1948) observou irregularidades na formação de súber e conseqüente acúmulo de floema não funcional, atribuindo-as a um sintoma secundário resultante dos distúrbios primários nos tecidos condutores de água.

Na Figuras 2C e D , observa-se que as divisões celulares anormais (delimitadas por setas), anticlinais e periclinais, no floema e na região do córtex, apresentam núcleos aumentados, porém o espessamento das paredes ocorreu apenas em algumas células. Muitas células do xilema em áreas próximas à formação dessas divisões anormais do floema e do córtex encontravam-se obstruídas por goma (Figura 2C ).

No mesofilo, células anormais apareceram tanto na região do tecido paliçádico como no esponjoso (Figura 3), restritas a uma pequena área ou estendendo-se ao longo do tecido, geralmente próximo às nervuras. Essas células anormais também estão presentes na região do córtex das nervuras (Figura 1E ); seus núcleos na folha também se apresentaram aumentados e as paredes celulares, espessadas; os cloroplastos estavam ausentes ou escassos e ainda continham grande concentração de cristais arenosos de oxalato de cálcio, quando comparados aos dos tecidos sadios.

Figura 3.
Folhas maduras de Coffea arabica, na região mediana, infectadas com Xylella fastidiosa. A: corte paradérmico; B a E: cortes transversais. A: presença de célulals anormais nos parênquimas paliçádico e esponjoso; B: presença de células anormais no parênquima paliçádico; C a E: presença de células anormais no parênquima esponjoso. Fv: feixe vascular; O: cristais de oxalato de cálcio; Pe: parênquima esponjoso; Pp: parênquima paliçádico. As setas indicam a presença de células anormais nos tecidos do mesofilo.

As alterações na estrutura do pecíolo apresentaram-se semelhantes às do caule.

No cafeeiro, Dedecca (1957) descreveu a presença de cristais de oxalato de cálcio sob a forma arenosa, no córtex e na medula de raízes, caule e pecíolo, bem como no mesofilo e parênquima liberiano. Segundo esse autor, os cristais, em cortes longitudinais, apresentavam certa especificidade, localizando-se em fileiras verticais.

Neste trabalho, a natureza química dos cristais de oxalato de cálcio foi confirmada, com maior concentração nas plantas infectadas com X. fastidiosa, e nas células parenquimáticas do floema do que no xilema (Figura 1C), aparecendo, neste último, também no interior dos elementos de vasos (Figura 2B). No mesofilo das plantas com sintomas acentuados, ocorria grande número de células com o conteúdo preenchido por esses cristais e um número reduzido ou ausente de cloroplastos, devido a sua degeneração. A coloração verde-clara presente no limbo de plantas com sintoma deveu-se, portanto, a uma concentração menor de cloroplastos. Esau (1948) também observou no mesofilo de plantas de Vitis vinifera infectadas por X. fastidiosa uma degeneração dos plastídeos, iniciada por uma fusão em massas amorfas e, eventualmente, uma quebra completa. Segundo a autora, muitas vezes células inteiras ou complexos celulares entravam em necrose e, externamente, como um último sintoma, havia a "queimadura" foliar.

O acúmulo de substâncias de reserva e a presença de divisões celulares anormais não são características só de cafeeiros infectados com X. fastidiosa. Esau (1948) também verificou em folhas de Vitis vinifera infectadas com essa bactéria um acúmulo excessivo de amido nas células do mesofilo e divisões celulares nas células parenquimáticas do xilema dos pecíolos de folhas com sintoma.

Um dos efeitos provocados pela presença de X. fastidiosa no cafeeiro foi a formação de maior quantidade de oxalato de cálcio em vários tecidos. Uma das teorias para explicar a precipitação do oxalato nas células vegetais se refere a um mecanismo para isolar o excesso de cálcio ou ácido oxálico na planta (Raven & Smith, 1976; Christiansen & Foy, 1979). As razões para maior acúmulo desses cristais em ramos de cafeeiro infectados por X. fastidiosa não foram definidas neste trabalho. Todavia, as considerações apresentadas a seguir sugerem que as plantas acumularam maior quantidade de cálcio. É sabido que grande quantidade desse nutriente está localizada nas paredes celulares, parecendo existir um antagonismo entre o cálcio e o ácido indolacético (IAA) no processo de alongamento celular (Rains, 1976; Christiansen & Foy, 1979). Desse modo, o cálcio aumenta a rigidez da parede celular, dificultando o alongamento da célula, enquanto o IAA forma um complexo com o cálcio, rompendo suas ligações com a parede celular, tornando-a mais elástica e permitindo sua expansão (Rains, 1976; Christiansen & Foy, 1979). Provavelmente, o excesso de cálcio ou baixas concentrações de IAA tenham dificultado a expansão celular, provocando redução no crescimento dos entrenós dos ramos e pecíolos.

De fato, o efeito clássico do IAA é promover a expansão celular, aumentando o comprimento dos entrenós e o crescimento da parte aérea (Varner & Ho, 1976). O zinco é um nutriente essencial para a síntese do triptofano, precursor da auxina (Varner & Ho, 1976). Plantas de café deficientes em zinco possuem entrenós, pecíolos e pedicelos curtos, área foliar e frutos menores - as mesmas características morfológicas externas apresentadas pelas plantas infectadas por X. fastidiosa. Resultados preliminares obtidos em outra área, sob condições idênticas de disponibilidade de zinco no solo, mostraram que folhas de cafeeiro com sintomas severos da presença da bactéria apresentaram teores bem menores desse nutriente (9,7 mg/kg) do que as plantas com grau de sintoma intermediário (17,0 mg/kg) e as aparentemente sadias (24,8 mg/kg).

Em síntese, pode ser sugerido que a presença da bactéria, de algum modo, decresceu o teor de zinco na planta, ocasionando menor síntese de IAA e, conseqüentemente, diminuindo a expansão celular e o crescimento e promovendo a senescência. Tais considerações concordam com Hopkins (1985), que verificou que aplicações foliares de IAA e cinetina inibiram o desenvolvimento dos sintomas e a colonização de X. fastidiosa em cultivares de Vitis vinifera moderadamente resistentes, mas não impediram o aparecimento dos sintomas nos altamente suscetíveis.

Além do IAA, outros processos fisiológicos parecem estar envolvidos no aparecimento dos sintomas de plantas infectadas por X. fastidiosa. As conseqüências fisiológicas ocasionadas pela presença da bactéria no cafeeiro ainda não foram determinadas. Alterações estruturais, porém, demonstraram que parte das células do mesofilo das plantas infectadas revelaram poucos cloroplastos intactos, o que acarretaria decréscimos na fotossíntese. Estudos em videira e citros mostraram que plantas infectadas por X. fastidiosa apresentaram menor desenvolvimento vegetativo, redução na transpiração e fotossíntese, altas concentrações de ácido abscísico, frutose, glucose, Ca2+ e Mg2+ e baixas concentrações de Zn2+ e K+ (Goodwin et al., 1988, e Machado et al., 1994). Muitas dessas alterações fisiológicas foram similares à senescência foliar, como clorose, altos níveis de prolina e ácido abscísico e aumento na resistência estomática (Beevers, 1976; Goodwin et al., 1988, e Machado et al., 1994). Goodwin et al. (1988) propôs que os sintomas resultaram de um moderado, mas prolongado estresse hídrico, o qual acelerava a senescência foliar.

Segundo Hopkins (1989), X. fastidiosa tem sido descrita como restrita a elementos traqueais, traqueídeos ou vasos, mas, ocasionalmente, foi encontrada nos espaços intercelulares do xilema, onde produz cavidades lisígenas; os elementos traqueais das plantas hospedeiras proporcionam um ambiente físico e nutricional adequado para o desenvolvimento da bactéria. Entretanto, estudos ultra-estruturais em cafeiro nas regiões onde ocorreram as células anormais seriam interessantes a fim de comprovar se a bactéria está presente no seu interior ou se estas divisões celulares foram induzidas por substâncias produzidas pelas bactérias localizadas em áreas adjacentes.

Em plantas de cafeeiro, de modo análogo ao observado para as outras espécies, há fortes evidências de que exista uma relação entre X. fastidiosa e senescência, associadas a fatores de estresses.

4. CONCLUSÕES

1. Plantas com sintomas de Xylella fastidiosa apresentaram os entrenós dos ramos mais curtos, com suas folhas posicionadas próximas uma das outras, e, com o agravamento do sintoma, ocorreu uma senescência foliar na base dos ramos e, em conse-qüencia, estes se apresentaram com um pequeno número de folhas no ápice;

2. O número de ramos com sintoma por planta foi variado, assim como sua posição na planta, e, freqüentemente, ocorreram na região basal da planta;

3. Os ramos com sintoma apresentaram também folhas com pecíolo e área do limbo reduzida, frutos menores e agrupados, em vista de um encurtamento dos pedicelos e da inserção nos nós, de entrenós curtos;

4. Ocorreu uma deposição de "goma" nos vasos do xilema do caule, pecíolo e nervura da folha de plantas com sintoma, assim como divisões celulares anormais no xilema, floema e córtex do caule, pecíolo e mesofilo;

5. As células do mesofilo das folhas infectadas também apresentaram uma redução no número de cloroplastos, associada a uma concentração maior de cristais arenosos de oxalato de cálcio;

6. A relação positiva entre Xylella fastidiosa e senescência ocorreu em plantas de cafeeiro em função de um ou mais fatores de estresse.

  • BEEVERS, L. Senescence. In: BONNER, J. & VARNER, J. E., eds. Plant biochemistry 3.ed. New York, Academic Press, 1976. p.771-794.
  • CHAGAS, C. M.; ROSSETTI, V. & BERETTA, M. J. G. Electron microscopy studies of xylem-limited bacterium in sweet-orange affected with Citrus variegated chlorosis disease in Brazil. Journal of Phytopathology, Berlin, 34:306-312, 1992.
  • CHRISTIANSEN, M. N. & FOY, C. D. Fate and function of calcium in tissue. Communication in Soil Science and Plant Analysis, New York, 10 (1/2):427-442, 1979.
  • DEDECCA, D.M. Anatomia e desenvolvimento ontogenético de Coffea arabica L. var. typica Cramer. Bragantia, Campinas,16:315-366, 1957.
  • ESAU, K. Anatomic effects of the viruses of Pierce's disease and phony peach. Hilgardia, Berkeley, 18(12):423-482, 1948.
  • FAHN, A. Plant Anatomy 3.ed. Oxford, Pergamon Press, 1982. 310p.
  • FRENCH, W. J. & STASSI, D. L. Response of phony-infected peach trees to gibberellic acid. HortScience, St. Joseph, 13(2):158-159, 1978.
  • GABRIELLI, A. C. Contribuiçăo ao estudo anatômico da raiz de Pyrostegia venusta (Ker) Miers-Bignoniaceae. Revista Brasileira de Botânica, Săo Paulo, 15(2):95-104, 1992.
  • GOHEEN, A. C.; NYLAND, G. & LOWE, S. K. Association of a rickettsia-like organism with Pierce's disease of grapevines and alfalfa dwarf and heat therapy of the disease in grapevines. Phytopathology, St. Paul, 63:341-345, 1973.
  • GOODWIN, P. H.; DE VAY, J. E. & MEREDITH, C. P. Physiological responses of Vitis vinifera cv. Chardonnay to infection by the Pierce's disease bacterium. Physiological and Molecular Plant Pathology, New York, 32:17-32, 1988.
  • HOPKINS, D. L. Seasonal concentration of the Pierce's disease bacterium in grapevine stems, petioles and leaf veins. Phytopathology, St. Paul, 71:415-418, 1981.
  • HOPKINS, D. L. Effects of plant growth regulators on development of Pierce's disease symptoms in grapevine. Plant Disease, St. Paul, 69(11):944-946, 1985.
  • HOPKINS, D. L. Xylella fastidiosa: xylem-limited bacterial pathogen of plants. Annual Review of Phytopathology, Palo Alto, 27:271-290, 1989.
  • HOPKINS, D. L. & ADLERZ, W. C. Natural hosts of Xylella fastidiosa in Florida. Plant Disease, St. Paul, 72:429-431, 1988.
  • HOPKINS, D. L.; MOLLENHAUER, H. A. & FRENCH, W. J. Occurrence of a rickettsia-like bacterium in the xylem of peach trees with phony disease. Phytopathology, St. Paul, 63:1422-1423, 1973.
  • JOHANSEN, D. A. Plant Microtechnique New York, McGraw-Hill, 1940. 523p.
  • LEE, R. F.; RAJU, B. C.; NYLAND, G. & GOHEEN, A. C. Phytotoxin(s) produced in culture by the Pierce's disease bacterium. Phytopathology, St. Paul, 72:886-888, 1982.
  • LOPES, J. R. S. Mecanismos de transmissăo de Xylella fastidiosa por cigarrinhas. Laranja, Cordeirópolis, 17(1):79-92,1996.
  • MACHADO, E. C.; QUAGGIO, J. A.; LAGÔA, A. M. M. A.; TICELLI, M. & FURLANI, P. R. Trocas gasosas e relaçőes hídricas em laranjeiras com clorose variegada dos citros. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, Săo Carlos, 6(1):53-57, 1994.
  • MIRCETICH, S. M.; LOWE, S. K., MOLLER, W. J. & NYLAND, G. Etiology of almond leaf scorch disease and transmission of the causal agent. Phytopathology, St. Paul, 66:17-24, 1976.
  • MOLLENHAUER, H. A. & HOPKINS, D. L. Xylem morphology of Pierce's disease-infected grapevines with different levels of tolerance. Physiological Plant Pathology, New York, 9:95-100, 1976.
  • NYLAND, G.; GOHEEN, A. C.; LOWE, S. K. & KIRKPATRICK, H. C. The ultrastructure of a rickettsia-like organism from a peach tree affected with phony disease. Phytopathology, St. Paul, 63:1255-1258, 1973.
  • PAIVA, P. E. B.; SILVA, J. L. da; GRAVENA, S. & YAMAMOTO, P. T. Cigarrinhas de xilema em pomares de laranja do Estado de Săo Paulo. Laranja, Cordeirópolis, 17(1):41-54, 1996.
  • PARADELA FILHO , O.; SUGIMORI, M. H.; RIBEIRO, I. J. A.; GARCIA JUNIOR, A.; BERETTA, M. J. G.; HARAKAWA, R.; MACHADO, M. A.; LARANJEIRA, F. F.; RODRIGUES NETO, J. & BERIAM, L. O. S. Primeira constataçăo em cafeeiro no Brasil da Xylella fastidiosa causadora da clorose variegada dos citros. Laranja, Cordeirópolis, 16(2):135-136, 1995.
  • PARADELA FILHO , O.; SUGIMORI, M. H.; RIBEIRO, I. J. A.; GARCIA JUNIOR., A.; BERETTA, M. J. G.; HARAKAWA, R.; MACHADO, M. A.; LARANJEIRA, F. F.; RODRIGUES NETO, J. & BERIAM, L. O. S. Constataçăo de Xylella fastidiosa em cafeeiro no Brasil. Summa Phytopathologica, Jabuticabal, 23: 46-49, 1997.
  • RAINS, D. W. Mineral metabolism. In: BONNER, J. & VARNER, J. E., eds. Plant Biochemistry 3.ed. New York, Academic Press, 1976. p.561-597.
  • RAVEN, J. A. & SMITH, F. A. Nitrogen assimilation and transport in vascular land plants in relation to intracellular pH regulation. New Phytologist, Oxford, 76:415-431, 1976.
  • STRASSBURGER, E. Tratado de Botánica 20.ed. Barcelona, Manuel Marín, 1943. 741p.
  • VARNER, J. E. & Ho, D. T. Hormones. In: BONNER, J. & VARNER, J. E., eds. Plant Biochemistry. 3.ed. New York, Academic Press, 1976. p.713-770.
  • WEBBER, I. E. & FAWCETT, H. S. Comparative histology of healthy and psorosis - affected tissues of Citrus sinensis Hilgardia, Berkeley, 9(2):71-109, 1935.
  • (1) Recebido para publicação em 9 de dezembro de 1997 e aceito em 27 de março de 1998.
    Recebido para publicação em 9 de dezembro de 1997 e aceito em 27 de março de 1998.
  • (2)
    Centro de Recursos Genéticos Vegetais e Jardim Botânico, Instituto Agronômico (IAC), Caixa Postal 28, 13100-970 Campinas (SP).
  • (3)
    Centro de Fitossanidade (IAC).
  • (4)
    Centro de Ecofisiologia e Biofísica (IAC).
  • (5)
    Com bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      16 Jun 1999
    • Data do Fascículo
      1998

    Histórico

    • Recebido
      09 Dez 1997
    • Aceito
      27 Mar 1998
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