Aproveitando a microtomografia computadorizada para analisar interações parasitas planta-hospedeiro

A micro-TC é uma ferramenta não destrutiva capaz de analisar as estruturas das plantas em três dimensões. O presente protocolo descreve o preparo da amostra para alavancar micro-CT para analisar a estrutura e função de plantas parasitas. Diferentes espécies são utilizadas para destacar as vantagens deste método quando associado a preparações específicas.

A micro-TC tornou-se uma ferramenta estabelecida na investigação da estrutura e função da planta. Sua natureza não destrutiva, combinada com a possibilidade de visualização tridimensional e seccionamento virtual, tem permitido novas e cada vez mais detalhadas análises de órgãos vegetais complexos. Interações entre plantas, inclusive entre plantas parasitas e seus hospedeiros, também podem ser exploradas. No entanto, o preparo da amostra antes da digitalização torna-se crucial devido à interação entre essas plantas, que muitas vezes diferem na organização e composição dos tecidos. Além disso, a ampla diversidade de plantas com flores parasitas, desde corpos vegetativos altamente reduzidos até árvores, ervas e arbustos, deve ser considerada durante a amostragem, tratamento e preparação do material parasita-hospedeiro. Aqui duas abordagens diferentes são descritas para a introdução de soluções de contraste no parasita e/ou plantas hospedeiras, com foco na análise do haustório. Este órgão promove a conexão e comunicação entre as duas plantas. Seguindo uma abordagem simples, detalhes da organização do tecido haustório podem ser explorados tridimensionalmente, como mostrado aqui para espécies parasitas eufitóides, videiras e visco. A seleção de agentes contrastantes específicos e as abordagens de aplicação também permitem a observação detalhada da disseminação do endoparasita dentro do corpo do hospedeiro e a detecção da conexão direta vaso-vaso entre o parasita e o hospedeiro, como mostrado aqui para um parasita radicular obrigatório. Assim, o protocolo aqui discutido pode ser aplicado à ampla diversidade de plantas com flores parasitas para avançar na compreensão de seu desenvolvimento, estrutura e funcionamento.

A microtomografia computadorizada de alta resolução (micro-TC) é um método de imagem no qual múltiplas radiografias (projeções) de uma amostra são registradas a partir de diferentes ângulos de visão e, posteriormente, utilizadas para proporcionar uma reconstrução virtual da amostra¹. Esse objeto virtual pode então ser analisado, manipulado e segmentado, permitindo uma exploração não destrutiva em três dimensões². Inicialmente projetada para análises médicas e posteriormente para aplicações industriais, a micro-TC também oferece a vantagem de visualizar órgãos e tecidos internos sem a necessidade de procedimentos invasivo....

1. Seleção de amostras de plantas parasitas

1. Coletar todo o haustório da planta parasita, incluindo o caule/raiz do hospedeiro aderido e segmentos das extremidades proximal e distal do órgão hospedeiro parasitado; O comprimento ideal de cada segmento equivale ao dobro do diâmetro do haustório.
   NOTA: Para haustórios laterais, incluir parte do caule/raiz mãe do parasita a partir do qual o haustório foi formado (Figura 1A,B,D). Para endopa.......

O haustório de plantas parasitas é um órgão complexo composto por diferentes tecidos e tipos celulares que se entrelaçam e se conectam com os tecidos de outra planta, utilizada como hospedeira²⁰. A microtomografia computadorizada pode ser aproveitada para melhor entender essa complexa estrutura de forma não destrutiva e tridimensional ao analisar haustórios pequenos (Figura 1A-C) e grandes (Figura 1D,E).

O uso de soluções de metais pesados para melhorar o contraste do tecido vegetal tornou-se uma etapa crucial na preparação de amostras para análise de micro-TC. Vários compostos comumente disponíveis em laboratórios de micromorfologia vegetal foram testados por Staedler et al., que recomendam o uso do fosfotungstato como o agente mais eficaz em penetrar amostras e aumentar o índice de^contraste8. Os resultados aqui obtidos na análise do haustório de P. pubera corroboram essa reco.......

Gostaria de agradecer à Dra. Simone Gomes Ferreira (Laboratório de Microtomografia, Universidade de São Paulo, Brasil) e ao Dr. Greg Lin (Center for Nanoscale Systems, Harvard University, EUA) pela ajuda primordial e indispensável treinamento de usuários para diferentes sistemas de microtomografia e softwares de análise de dados. Agradeço também ao pessoal da EEB Greenhouse da Universidade de Connecticut (EUA), especialmente a Clinton Morse e Matthew Opel por fornecerem os espécimes de Viscum minimum. Dr. John Wenzel proporcionou a oportunidade e grande ajuda para a amostragem de Pyrularia pubera. Carolina Bastos, Yasmin Hirao e Talitha Motta ajudara....