The nitrogen content of the tomato leaf apoplast increases during infection by Cladosporium fulvum

Resumo

Para abordar o problema das necessidades nutricionais dos fungos fitopatogênicos que crescem em planta, foi analisado o ambiente do patógeno biotrófico intercelular, Cladosporium fulvum Cooke, de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.). Usando uma nova técnica para infiltrar o espaço intercelular, medimos as concentrações de 21 aminoácidos, nitrato e amônia no apoplast da folha do tomate durante a infecção. As concentrações da maioria dos aminoácidos e o teor de nitrogênio total aumentaram durante a infecção. Os níveis de quase todos os aminoácidos permaneceram relativamente inalterados durante uma interação incompatível. Todos os aminoácidos proteicos foram detectados durante a infecção, exceto cisteína e triptofano. A maioria dos aminoácidos estava presente em uma concentração entre 0,1-0,7 mM. O aminoácido gama-aminobutírico não proteico foi detectado na maior concentração (até 2,5 mM) durante a interação compatível. Investigações preliminares sobre a fonte dos aminoácidos revelaram que a atividade protease dentro do apoplasto aumentou durante a infecção e que a infecção induziu a expressão da serina protease P69B, relacionada à patogenicidade. São discutidos o estado de nitrogênio do fungo infectante e as fontes para os aminoácidos adicionais.

Abstract

To address the problem of the nutritional requirements of phyto-pathogenic fungi growing in planta, the environment for the intercellular biotrophic pathogen, Cladosporium fulvum Cooke, of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) was analysed. Using a novel technique for infiltrating the intercellular space, we measured the concentrations of 21 amino acids, nitrate and ammonia in the apoplast of the tomato leaf during infection. The concentrations of most amino acids, and total nitrogen content, increased during infection. The levels of nearly all amino acids remained relatively unchanged during an incompatible interaction. All protein amino acids were detected during infection, except cysteine and tryptophan. Most amino acids were present at a concentration between 0.1–0.7 mM. The non-protein amino acid γ-aminobutyric acid was detected at the highest concentration (up to 2.5 mM) during the compatible interaction. Preliminary investigations on the source of the amino acids revealed that protease activity within the apoplast increased during infection and that infection induced the expression of the pathogenicity-related extracellular serine protease P69B. The nitrogen status of the infecting fungus and sources for the additional amino acids are discussed.