Physiological and biochemical aspects of silicon and magnesium interaction and of the acids beta-aminobutyric and gamma-aminobutyric in the potentiation of wheat resistance against blast

• Autor(a) principal: Araujo, Marcela Uli Peixoto
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30714; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2021.169
• topic: Plantas - Resistência a doenças e pragas; Aminoácidos; Fungos fitopatogênicos; Plantas - Nutrição; Stress oxidativo; Plantas - Efeito dos minerais; Fisiologia vegetal; Fitopatologia

Epidemias de brusone, causadas por Pyricularia oryzae, têm ocasionado grandes perdas na produção do trigo e o controle dessa doença tem ocorrido com o uso de cultivares resistentes combinado com a pulverização de fungicidas. Outras estratégias de controle precisam ser investigadas e o uso de indutores de resistência pode se tornar uma estratégia ambientalmente amigável e viável para o manejo da brusone. No primeiro estudo, foi testada a hipótese de que plantas de trigo com maiores concentrações foliares de silício (Si) e magnésio (Mg) poderiam ter a resistência à brusone maximizada. Uma análise aprofundada do aparato fotossintético (parâmetros da fluorescência da clorofila (Chl) a e pigmentos fotossintéticos) e alterações nas atividades das enzimas de defesa e do metabolismo antioxidativo em folhas de plantas de trigo não supridas (0 mM) ou supridas (2 mM) com Si em combinação com baixa (0,25 mM) ou adequada (0,6 mM) concentração de Mg e infectadas com P. oryzae foi investigada. Os sintomas da brusone foram reduzidos nas plantas supridas com Si devido à maior concentração foliar de Si. O Mg ou seu possível efeito sinergístico com o Si não contribuíram para reduzir a severidade da brusone, embora ocorreu maior concentração foliar de Mg para as plantas supridas com 0,6 mM de Mg em comparação com 0,25 mM de Mg. Maiores valores da eficiência quântica máxima do fotossistema II (F v /F m ), rendimento fotoquímico (Y(II)) e rendimento quântico de dissipação regulada (Y(NPQ)), alta concentração de Chl a+b e menor produção de aldeído malônico (MDA), peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e radical ânion superóxido (O 2 •- ) foram observados para as plantas supridas com Si e infectadas devido a menor severidade da brusone. Em geral, as plantas supridas com Si e infectadas, independentemente da dose do Mg, apresentaram maiores atividades das enzimas de defesa (quitinase (QUI), β- 1,3-glucanase (GLU), fenilalanina amônia-liase (FAL), peroxidase (POX) e polifenoloxidase (PFO)) e do metabolismo antioxidativo (ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT), glutationa redutase (GR) e superóxido dismutase (SOD)), bem como maior concentração de lignina reconfirmando, portanto, o potencial do Si em aumentar a resistência do trigo à brusone. Nenhuma evidência de sinergismo entre o Si e Mg ou um possível efeito da maior concentração foliar de Mg para maximizar a resistência do trigo à brusone, ligada à robustez do metabolismo antioxidante, foi obtida como mostrado pelos três grupos independentes (0,25 mM Mg +Si; 0,6 mM Mg +Si; bem como 0,25 mM Mg -Si e 0,6 mM Mg -Si) obtidos pela análise dos componentes principais. O fato do Mg não ter sido capaz de reduzir os sintomas da brusone não descarta sua possível participação mesmo que indireta na potencialização das respostas de defesa do trigo considerando suas importantes funções no metabolismo vegetal, embora as análises fisiológicas e bioquímicas realizadas não tenham sido capazes de trazer isso à discussão. No segundo estudo, foi investigado o potencial dos ácidos β-aminobutírico (BABA) e γ-aminobutírico (GABA) em induzir a resistência do trigo à brusone. Este objetivo foi alcançado analisando o desempenho fotossintético (medições da fluorescência da clorofila (Chl) a e concentrações de pigmentos fotossintéticos (Chl a+b) e carotenoides), resposta de defesa (atividades da quitinase (QUI), β-1,3-glucanase (GLU), peroxidase (POX), fenilalanina amônia-liase (FAL), polifenoloxidase (PFO), lipoxigenase (LOX) e concentrações de compostos fenólicos e lignina), metabolismo antioxidativo (atividades da superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e glutationa redutase (GR)), assim como o estresse oxidativo (concentrações de aldeído malônico (MDA), peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e ânion superóxido (O 2 ●- )) de plantas não inoculadas ou inoculadas da cultivar BRS Guamirim (suscetível à brusone) pulverizadas com água ou com soluções (100 mM) de BABA e GABA. As plantas foram pulverizadas com soluções de BABA e GABA às 48 h antes da inoculação com P. oryzae. A brusone progrediu muito mais rápido nas plantas pulverizadas com água e GABA do que nas plantas pulverizadas com BABA. A área abaixo da curva do progresso da brusone foi significativamente maior em 52 e 47% para as plantas dos tratamentos controle e GABA, respectivamente, em comparação com as plantas pulverizadas com BABA. Os valores dos parâmetros da fluorescência da Chl a F v /F m , Y(II) e Y(NPQ) e as concentrações de Chl a+b e carotenoides foram maiores para as plantas pulverizadas com BABA em comparação com as plantas dos tratamentos controle e GABA. As atividades da QUI, GLU, FAL, PFO e LOX foram mais notáveis para as plantas pulverizadas com BABA do que para aquelas dos tratamentos controle e GABA. Maiores atividades da APX, CAT e SOD para as plantas pulverizadas com BABA ajudaram no alívio do estresse imposto pelas altas concentrações de H 2 O 2 e O 2 •- em contraste com os tratamentos controle e GABA. Levando tudo isso em consideração, os resultados do presente estudo permitem concluir que o fornecimento de BABA às plantas de trigo aumentou a resistência à brusone em um cenário onde o aparato fotossintético foi preservado juntamente com uma maior resposta de defesa e um metabolismo antioxidativo mais robusto para reduzir o efeito negativo imposto pela infecção por P. oryzae. Palavras-chave: Aminoácidos. Doença fúngica. Espécies reativas de oxigênio. Metabolismo antioxidativo. Nutrição de plantas. Patógeno hemibiotrófico. Resistência induzida. Respostas de defesa do hospedeiro.