Alterations in antioxidant metabolism in coffee leaves infected by Cercospora coffeicola

Abstract

Brown eye spot (BE) caused by Cercospora coffeicola is the main disease of coffee crop. A variation in symptoms of BE has been reported in the field, raising suspicion of occurrence of new species. However, information about coffee-C. coffeicola interaction is still limited. This research aimed to determine the difference between antioxidant metabolism of coffee plants cultivar Mundo Novo inoculated with a strain isolated from a common BE lesion (CML 2984) and a strain isolated from a black BE lesion (CML 2985). The enzyme activity of peroxidase (POX), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were determined. Activities of POX, APX, and PAL increased in plants inoculated with both strains compared to non- inoculated plants at 12 and 24 hours post inoculation (hpi). CAT activity increased in inoculated plants with black BE strain at 24 hpi and both strains at 48 hpi. The SOD activity only increased in inoculated plants with both strains at 48 hpi. These results show that an elevated antioxidant response was observed when the plants were challenged with both strains of C. coffeicola. Both strains produced lesions of the common type, suggesting that other factors lead to the development of black BE lesion type under field conditions and further investigation is needed.

A cercosporiose, causada pelo fungo Cercospora coffeicola, é uma das principais doenças que afeta o cafeeiro. Uma variação nos sintomas de cercosporiose foi encontrada no campo, levantando suspeitas da ocorrência de uma nova espécie. Considerando que informações sobre a interação cafeeiro-C. coffeicola ainda são limitadas, objetivou-se, neste trabalho, determinar diferenças no metabolismo oxidativo de plantas de cafeeiro, cultivar ‘Mundo Novo’, inoculadas com isolado proveniente de lesões de cercosporiose do tipo olho pardo (CML 2984) e isolado proveniente de lesões de cercosporiose do tipo negra (CML 2985). Foram determinadas a atividade das enzimas peroxidase (POX), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX) e fenilalanina amônia liase (PAL). As atividades das enzimas POX, APX e PAL aumentaram nas plantas inoculadas com ambos os isolados, quando comparadas com as plantas não inoculadas às 12 e 24 horas após inoculação (hai). A atividade da CAT aumentou nas plantas inoculadas com o isolado que causa sintomas de cercosporiose do tipo negra às 24 hai e, para ambos os isolados, às 48 hai. Plantas inoculadas com ambos os isolados demonstraram aumento na atividade da SOD somente às 48 hai. Este estudo mostrou que uma resposta antioxidante elevada foi observada quando as plantas foram inoculadas com os dois isolados de C. coffeicola. Ambos os isolados produziram lesões de cercosporiose do tipo comum, sugerindo que outros fatores que causam lesões de cercosporiose do tipo negra ainda necessitam ser investigados.