New insights into the role played by nickel and picolinic acid in the rice-Bipolaris oryzae interaction

• Autor(a) principal: Hawerroth, Caroline
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31037
• topic: Arroz - Resistência a doenças e pragas; Plantas - Nutrição; Fotossíntese; Mancha parda; Folhas; Doenças; Micronutrientes; Fitopatologia

A mancha parda, causada por Bipolaris oryzae, é uma das doenças mais importantes do arroz no mundo. Considerando a importância do micronutriente níquel (Ni) no metabolismo das plantas e o grande potencial da toxina não seletiva ácido α-picolínico (AP) para ser utilizado no aumento da resistência de plantas às doenças, o presente estudo teve como objetivos investigar (1) o efeito do Ni no aumento da resistência do arroz à mancha parda e (2) o efeito da pulverização de PA no desempenho fotossintético de plantas de arroz infectadas por B. oryzae e se altas concentrações de AP poderiam afetar o desenvolvimento da mancha parda. Para o primeiro objetivo, plantas de arroz foram cultivadas em solução nutritiva não suprida (plantas -Ni) ou suprida (plantas +Ni) com Ni e não inoculadas ou inoculadas com B. oryzae. Houve aumento significativo na concentração foliar de Ni e menor severidade da doença para plantas +Ni em contraste com as plantas -Ni. Os tecidos foliares das plantas -Ni foram colonizados massivamente por hifas de B. oryzae em comparação com os tecidos foliares das plantas +Ni resultando, portanto, em maior dano celular conforme indicado pela alta concentração de aldéido malônico. Em geral, as atividades das enzimas de defesa quitinase, β-1,3- glucanase, peroxidase, polifenoloxidase e fenilalanina amônia-liase mostraram o mesmo padrão entre plantas inoculadas -Ni e +Ni durante a infecção por B. oryzae. Maior atividade de peroxidase para plantas +Ni inoculadas ocorreu no estágio inicial da infecção. A maior atividade de lipoxigenase para plantas -Ni pode ter contribuído para o desenvolvimento da doença. O desempenho fotoquímico das plantas -Ni inoculadas (menor eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (FSII) (F v /F m )) foi muito mais afetado em comparação com as plantas +Ni inoculadas. Valores altos para rendimento efetivo do FSII (Y(II)) e taxa de transporte de elétrons (ETR) para plantas +Ni indicaram sua eficiência na alocação da energia luminosa absorvida no processo fotoquímico. Para o segundo objetivo, as plantas de arroz foram pulverizadas com AP nas concentrações de 0 (AP 0), 1 (AP 1), 3 (AP 3) e 5 mg mL -1 (AP 5). Os ensaios in vitro mostraram que o crescimento micelial fúngico foi inibido por AP de maneira dependente da dose, a germinação de conídios não foi afetada e o comprimento do tubo germinativo dos conídios diminuiu apenas para AP 5. As concentrações mais elevadas de AP, AP 3 e AP 5 causaram lesões necróticas em plantas não inoculadas. Os sintomas da mancha parda foram reduzidos por AP 1 e AP 3 em comparação às plantas não pulverizadas com AP. As lesões originadas pela infecção de B. oryzae e pela toxicidade do AP se sobrepuseram nas plantas inoculadas e pulverizadas com AP 3 e AP 5. O desempenho fotoquímico das plantas não inoculadas foi prejudicado por AP 3 e AP 5. A alta concentração de pigmentos fotossintéticos e menor comprometimento no desempenho fotossintético das plantas inoculadas pulverizadas com AP 1 foi observado com base nos valores de F v /F m , Y(II), rendimento da dissipação não fotoquímica (Y(NPQ)), rendimento da dissipação não regulada (Y(NO)) e ETR em comparação com plantas inoculadas não pulverizadas com AP. Em conclusão, os resultados do presente estudo destacam o potencial do Ni em aumentar a resistência do arroz à mancha parda por meio da participação ativa de algumas enzimas de defesa, um sistema antioxidante robusto e um melhor desempenho fotoquímico. Além disso, o potencial das menores concentrações do AP em diminuir a severidade da mancha parda preservando a capacidade fotossintética das plantas infectadas enquanto a maior concentração de AP não favoreceu a infecção por B. oryzae. Assim, tanto o Ni quanto o AP apresentam grande potencial para o manejo da mancha parda na produção de arroz. Palavras-chave: Doença foliar. Fotossíntese. Mancha parda. Metabolismo antioxidante. Micronutriente. Nutrição de plantas. Patógeno necrotrófico. Respostas de defesa do hospedeiro. Toxina não seletiva.