Signaling pathways involved in preinfection development of Colletotrichum gloeosporioides, C. coccodes, and C. dematium pathogenic on red pepper

Resumo

Colletotrichum gloeosporioides, C. coccodes e C. dematium são responsáveis pela antracnose do pimentão e infectam de maneira específica ao tecido. Eles formam uma estrutura de infecção especializada, um apressório, para infectar o hospedeiro. O contato com uma superfície dura induz a formação de apressório nesses fungos, enquanto a hidrofobicidade da superfície de contato não afeta essa diferenciação relacionada à infecção. Para investigar as vias comuns de transdução de sinal envolvidas na germinação de conídios e formação de apressório, vários agentes farmacológicos que se pensa atuarem em etapas críticas nas vias de sinalização dependentes de cAMP e cálcio foram testados. A adição exógena de cAMP não alterou ambas as diferenciações dos 3 patógenos da antracnose testados. Dois inibidores de fosfodiesterase, cafeína e isobutilmetilxantina (IBMX), diminuíram especificamente a formação de apressório de C. gloeosporioides e a germinação de conídios de C. dematium. A adição de Ca2+ reduziu especificamente a formação de apressório de C. coccodes e C. dematium, enquanto EGTA (quelante de cálcio) e neomicina (inibidor de fosfolipase C) mostraram efeitos inibitórios inespecíficos em ambos os desenvolvimentos. Bloqueadores de canais de cálcio e antagonistas de calmodulina mostraram efeitos inibitórios específicos de espécie. Esses resultados sugerem que a via de sinalização dependente de cálcio/calmodulina desempenha um papel essencial na germinação de conídios e formação de apressório nos patógenos da antracnose do pimentão.

Abstract

Colletotrichum gloeosporioides, C. coccodes, and C. dematium are responsible for pepper anthracnose and they infect pepper as tissue-specific manner. They form a specialized infection structure, an appressorium, to infect the host. Contacting hard surface induces appressorium formation in these fungi, whereas hydrophobicity of the contact surface does not affect this infection-related differentiation. To investigate the common signal transduction pathways involved in conidial germination and appressorium formation, several pharmacological agents thought to act on critical steps in cAMP- and calcium-dependent signaling pathways were tested. Exogenous addition of cAMP did not alter both differentiations of all 3 anthracnose pathogens tested. Two phosphodiesterase inhibitors, caffeine and isobutylmethylxanthine (IBMX), specifically diminished appressorium formation of C. gloeosporioides and conidial germination of C. dematium. Addition of Ca2+ specifically reduced appressorium formation of C. coccodes and C. dematium, whereas EGTA (calcium chelator) and neomycin (phospholipase C inhibitor) showed nonspecific inhibitory effects on both developments. Calcium channel blockers and calmodulin antagonists showed species-specific inhibitory effects. These results suggest that calcium/calmodulin-dependent signaling pathway plays an essential role on conidial germination and appressorium formation in pepper anthracnose pathogens.