Mechanism study of jasmonic acid and salicylic acid enhances the cabbage black rot resistance by improving oxidative clearance capacity and synthesis of secondary metabolites

Resumo Técnico: Mecanismo do Ácido Jasmonico e do Ácido Salicílico na Melhora da Resistência à Podridão Negra do Repolho

Definição do Problema
A podridão negra, causada pela bactéria Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc), representa uma ameaça grave à produção de repolho (Brassica oleracea L. var. capitata L.) globalmente. O patógeno invade através de ferimentos ou aberturas naturais, colonizando tecidos vasculares e causando as características lesões amareladas em forma de "V", o escurecimento das nervuras e o eventual murchamento da planta. A infecção interrompe o metabolismo de espécies reativas de oxigênio (ROS), levando ao estresse oxidativo, peroxidação lipídica de membranas e redução da estabilidade da membrana celular. Embora as medidas de controle tradicionais baseadas em cobre sejam comuns, há uma necessidade crescente de estratégias de prevenção "verdes". Embora o ácido jasmonico (JA) e o ácido salicílico (SA) sejam conhecidos hormônios de defesa, os mecanismos fisiológicos e bioquímicos específicos pelos quais eles aumentam a resistência à Xcc no repolho — particularmente no que diz respeito à regulação hormonal endógena, limpeza oxidativa e síntese de metabólitos secundários — permaneciam incertos.

Metodologia
O estudo utilizou a variedade de repolho suscetível "Zhonggan 11" e a Xcc raça 1 altamente patogênica. Plântulas no estágio de "três folhas e um coração" foram submetidas a quatro tratamentos: um controle (CK, água destilada), JA exógeno (100 μM), SA exógeno (500 μM) e um tratamento combinado JA + SA. As plantas foram inoculadas com Xcc (10⁸ CFU) via inoculação por pulverização e mantidas em uma estufa de alta umidade.

As amostras foram coletadas aos 0, 1, 3 e 5 dias pós-inoculação para analisar:

• Severidade da Doença: O índice de doença e as taxas de incidência foram calculados com base no tamanho da lesão e cobertura foliar.
• Hormônios Endógenos: Os níveis de JA, SA, ABA, GA, IAA e BR foram quantificados usando HPLC.
• Defesa Antioxidante: As atividades das enzimas SOD, POD e CAT foram medidas, juntamente com o conteúdo de ROS (O₂⁻ e H₂O₂) via ensaios quantitativos e coloração histoquímica (NBT e DAB).
• Regulação Osmótica e Estabilidade de Membrana: Os conteúdos de açúcares solúveis, proteínas solúveis e prolina foram determinados. A condutividade elétrica relativa (REC) e os níveis de malondialdeído (MDA) foram medidos para avaliar a permeabilidade da membrana e a peroxidação lipídica.
• Metabólitos Secundários: Os perfis de glucosinolatos (9 componentes), compostos de ácido fenólico e o conteúdo de lignina foram analisados usando HPLC e coloração histoquímica (azul de toluidina).
• Análise Estatística: Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Duncan (p<0,05), com matrizes de correlação geradas para interações hormonais e metabólicas.

Principais Resultados

1. Resistência à Doença: Ambos os tratamentos com SA e JA exógenos reduziram significativamente o índice de doença em comparação ao controle. O tratamento com SA demonstrou a maior eficácia (Índice de Doença: 29,78, redução de 32,32%), seguido pelo JA (31,56, redução de 28,27%). Notavelmente, o tratamento combinado JA + SA (Índice de Doença: 37,78) não apresentou efeito sinérgico; sua eficácia foi significativamente menor do que o tratamento isolado de cada um e mais próxima do controle.
2. Regulação de Hormônios Endógenos: O tratamento com SA foi mais eficaz em manter altos níveis de SA e BR endógenos enquanto suprimia o acúmulo de ABA. O tratamento com JA promoveu principalmente o acúmulo de JA. O tratamento combinado exibiu, de modo geral, um efeito regulador sobre os hormônios endógenos mais fraco do que os tratamentos isolados.
3. Limpeza Oxidativa: O tratamento com SA inibiu mais efetivamente o acúmulo de O₂⁻ e H₂O₂ e manteve as maiores atividades das enzimas antioxidantes (SOD, POD, CAT). O tratamento com JA também foi eficaz, mas menos do que o SA. O tratamento combinado mostrou uma capacidade de eliminação de ROS significativamente mais fraca do que os tratamentos isolados, particularmente nas fases iniciais.
4. Estabilidade de Membrana e Regulação Osmótica: O SA e o JA isoladamente aumentaram significativamente o acúmulo de proteínas solúveis, açúcares e prolina, além de reduzir o MDA e a REC, estabilizando assim as membranas celulares. O tratamento combinado não conseguiu aumentar significativamente o acúmulo de proteína e açúcar solúveis, mostrando apenas um efeito fraco na prolina, sugerindo antagonismo no nível da regulação osmótica.
5. Síntese de Metabólitos Secundários:
   • Glucosinolatos: O tratamento com SA resultou no maior acúmulo de glucosinolatos totais e componentes específicos (ex: IBE), seguido pelo JA. O tratamento combinado foi menos eficaz do que os tratamentos isolados.
   • Fenólicos e Lignina: O tratamento com SA promoveu mais fortemente o acúmulo de ácidos fenólicos (ex: ácidos ferúlico, clorogênico e gálico) e aumentou a deposição de lignina no xilema. O tratamento combinado mostrou uma indução de metabólitos de defesa significativamente mais fraca em comparação ao SA isolado.

Principais Contribuições
O estudo elucida os mecanismos fisiológicos pelos quais o JA e o SA exógenos mitigam a podridão negra no repolho. Confirma que ambos os hormônios aumentam a resistência ao regular o equilíbrio hormonal endógeno, melhorar a capacidade de limpeza oxidativa, estabilizar as membranas celulares e promover a síntese de metabólitos secundários (glucosinolatos, fenólicos e lignina). Uma contribuição crítica é a identificação de uma interação antagônica entre o JA e o SA neste contexto específico; a aplicação combinada não gerou benefícios sinérgicos e foi frequentemente menos eficaz do que as aplicações isoladas, particularmente em relação à atividade enzimática antioxidante e ao acúmulo de metabólitos secundários.

Significância
O artigo conclui que o SA exógeno é o agente mais eficaz para aumentar a resistência do repolho à podridão negra sob as condições testadas, superando o JA na regulação das defesas químicas e estruturais. Os achados sugerem que, para estratégias de prevenção e controle verde, a aplicação de SA ou JA isoladamente é mais eficaz do que combiná-los. Estes resultados fornecem uma base teórica e suporte de dados para otimizar as estratégias de regulação hormonal exógena para o manejo da podridão negra do repolho, afastando-se de pesticidas químicos em direção a mecanismos de resistência induzida.