Cytological evidence of an active role of silicon in wheat resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici)
- R. R. Bélanger
- Nicole Benhamou
- J. G. Menzies
Resumo
As emendas de silício (Si) na forma de solução nutritiva fornecida exogenamente ou escória de silicato de cálcio protegem as plantas de trigo da doença do oídio causada pelo fungo Blumeria graminis f. sp. tritici. A diferença mais marcante entre plantas com e sem Si infectadas com B. graminis f. sp. tritici, foi a extensão da infecção das células epidérmicas e colonização por B. graminis f. sp. tritici. Análises histológicas e ultraestruturais revelaram que as células epidérmicas das plantas com Si reagiram ao ataque de B. graminis f. sp. tritici com reações de defesa específicas, incluindo formação de papilas, produção de calose e liberação de material osmiophílico denso em elétrons identificado por marcação citoquímica como fenólicos glicosilados. O material fenólico não só se acumulou ao longo da parede celular, mas também foi associado à integridade alterada dos haustórios de maneira semelhante às fitoalexinas localizadas, conforme relatado em outros patossistemas. Esses resultados sugerem fortemente que o Si medeia defesas celulares localizadas ativas contra o ataque de B. graminis f. sp. tritici.
Abstract
Silicon (Si) amendments in the form of exogenously supplied nutrient solution or calcium silicate slag protect wheat plants from powdery mildew disease caused by the fungus Blumeria graminis f. sp. tritici. The most striking difference between Si- and Si+ plants challenged with B. graminis f. sp. tritici was the extent of epidermal cell infection and colonization by B. graminis f. sp. tritici. Histological and ultrastructural analyses revealed that epidermal cells of Si+ plants reacted to B. graminis f. sp. tritici attack with specific defense reactions including papilla formation, production of callose, and release of electron-dense osmiophilic material identified by cytochemical labeling as glycosilated phenolics. Phenolic material not only accumulated along the cell wall but also was associated with altered integrity of haustoria in a manner similar to localized phytoalexins as reported from other pathosystems. These results strongly suggest that Si mediates active localized cell defenses against B. graminis f. sp. tritici attack.
