Indutores de resistência e silício na interação Glycine max L. (Merrill)-Phakopsora pachyrhizi

Abstract

Este trabalho foi redigido na forma de artigos científicos, os quais já foram ou serão submetidos para publicação em periódicos nacionais e internacionais. Os artigos foram escritos em português e inglês e formatados de acordo com as exigências dos periódicos para os quais foram ou serão enviados, em congruência com as Normas de redação de Teses e Dissertações da UFV. Os resumos dos artigos contendo seus objetivos e resultados são apresentados a seguir: 1) Acibenzolar-S-metil, ácido jasmônico e silício na resistência da soja à ferrugem asiática- o objetivo deste estudo foi avaliar alguns componentes de resistência em soja supridas com silicato de cálcio (SC) em solo, ou pulverizadas com acibenzolar-S-metil (ASM), ácido jasmônico (AJ) e silicato de potássio (SP), e água desionizada (controle), e inoculadas com Phakopsora pachyrhizi. O período de incubação foi maior nas plantas dos tratamentos ASM e SC que diferiram estatisticamente das plantas do tratamento controle. Para o período latente apenas as plantas do tratamento ASM diferiram do controle. O menor número de uredinias/cm² foi verificado nas plantas do tratamento SP. As plantas pulverizadas com SP e ASM apresentaram menor severidade da ferrugem diferindo das plantas do tratamento controle. Para a área abaixo da curva do progresso da ferrugem apenas as plantas pulverizadas com SP diferiram significativamente das plantas do tratamento controle. ASM e SP foram os produtos mais eficientes para a redução dos sintomas da ferrugem asiática da soja (FAS). 2) Silício no processo infeccioso de Phakopsora pachyrhizi em folíolos de plantas de soja- o objetivo deste trabalho foi investigar por meio de observações em lupa e microscopia de luz e eletrônica de varredura o efeito do ácido monossilício (Si) no processo infeccioso de P. pachyrhizi em folíolos de soja cultivada em solução nutritiva contendo ou não Si. Nos folíolos das plantas supridas com Si, as uredinias foram menores e em menor número, houve redução de 27, 23 e 60% no número de lesões, uredinias fechadas e uredinias abertas, respectivamente. 3) Expressão gênica da interação soja-P. pachyrhizi em resposta a acibenzolar-S-metil, ácido jasmônico e silício em solo e em solução nutritiva- o objetivo deste estudo foi verificar o efeito da aplicação de ASM, AJ e SC em solo e ácido monossilícico (Si) em solução nutritiva na expressão de seis genes de defesa (fenilalanina amônio liase - FAL, quitinase - QUI, chalcona isomerase - CHAL, lipoxigenase - LOX, proteína relacionada a resistência - PR1, metaloproteinase - MET) na interação soja-P. pachyrhizi às 12, 72 e 141 horas após a inoculação (hai). Os genes de defesa foram mais expressos às 141 hai. No experimento em solo houve maior expressão dos genes FAL e CHAL nas plantas inoculadas e pulverizadas com ASM às 141 hai. As plantas supridas com SC e inoculadas apresentaram menor expressão do gene marcador do patógeno. Houve redução da severidade nas plantas dos tratamentos ASM e SC quando comparadas às plantas controle. No experimento em hidroponia às 141 hai houve menor expressão dos genes MET, LOX, PR1, QUI e CHAL nas plantas supridas com Si e inoculadas, quando comparadas às plantas não supridas com Si e inoculadas. O suprimento de Si em solução nutritiva resultou na redução de 60% da severidade da doença. 4) Indutores de resistência e silício sobre a atividade de enzimas de defesa na interação soja- P. pachyrhizi- o objetivo deste artigo foi determinar a influência dos indutores de resistência AJ, ASM e SC sobre a atividade das enzimas QUI, glicanase (GLI), peroxidase (POX), polifenoloxidase (PPO) e FAL no patossitema soja- P. pachyrhizi às 24, 48, 72 e 141 hai. Houve a potencialização da atividade da enzima QUI nas plantas supridas com SC às 141 hai, e das enzimas GLI e FAL às 72 e 141 hai. Não houve potencialização da atividade das enzimas POX e PPO.

This work was written in the form of scientific articles, which have been or will be submitted for publication in national and international journals. The articles have been written in Portuguese or English and formatted in accordance with the requirements of the journals for which they were or will be sent, in congruence with the thesis and dissertation writing standards of UFV. Abstracts of articles containing key objectives and results are presented below: 1) Acibenzolar-S-methyl, jasmonic acid and silicon on the resistance to soybean rust - the objective of this study was to evaluate some components of resistance in soybean supplied with calcium silicate (CS) in soil or sprayed with acibenzolar-S-methyl (ASM), jasmonic acid (JA), potassium silicate (PS) or deionized water (control), and inoculated with Phakopsora pachyrhizi. The incubation period was larger in plants of the CS and ASM treatments that differed statistically from control plants. For the latent period only the plants treated with ASM differed from the control. The smallest number of uredia/cm2 was found in the PS treated plants. Plants sprayed with ASM and PS presented lower rust severity in relation to control plants. For the area under the rust progress curve only plants sprayed with PS were significantly different from control plants. ASM and PS were the most effective products for reducing the symptoms of Asian soybean rust (ASR). 2) Silicon in the infection process of Phakopsora pachyrhizi in soybean leaflets - the objective of this study was to investigate by means of observations in a magnifier and light and scanning microscopy the effect of monosilicic acid (Si) in the infection process of P. pachyrhizi in leaflets of soybean grown in nutrient solution with or without Si. In leaflets of plants supplied with Si, the uredia were smaller and fewer in number, there was a reduction of 27, 23 and 60% in the number of lesions, closed and open uredia, respectively. 3) Gene expression of the soybean-P. pachyrhizi interaction in response to acibenzolar-Smethyl, jasmonic acid and silicon in soil and nutrient solution - the aim of this study was to investigate the effect of ASM, JA and CS in soil or (Si) in nutrient solution in the expression of six defense genes (phenylalanine ammonia lyase - PAL, chitinase - CHI, chalcone isomerase - CHAL, lipoxygenase - LOX, resistance-related protein - PR1, metalloproteinase - MET) in the interaction in soybean-P. pachyrhizi at 12, 72 and 141 hours after inoculation (hai). The highest expression levels of the defense genes were at 141 hai. In the soil experiment the highest expression levels were reached by PAL and CHAL in plants inoculated and sprayed with ASM at 141 hai. The plants supplied with CS and inoculated showed lower expression of the marker gene for the pathogen. Severity was reduced in plants treated with CS and ASM when compared to control plants. In the hydroponic experiment at 141 hai there was less expression of MET, LOX, PR1, CHI and CHAL in plants supplied with Si and inoculated, compared to plants not supplied with Si and inoculated. The supply of Si in the nutrient solution resulted in a 60% reduction in disease severity. 4) Resistance inducers and silicon on the activity of defense enzymes in soybean-P. pachyrhizi interaction - the aim of this paper was to determine the influence of resistance inducers JA, ASM and of CS on the activities of the enzymes CHI, glucanase (GLU), peroxidase (POX), polyphenol oxidase (PPO) and PAL in the pathosystem soybean-P. pachyrhizi at 24, 48, 72 and 141 hai. There was potentiation of CHI activity in plants supplied with CS at 141 hai and of the enzymes PAL and GLU at 72 and 141 hai. There was no potentiation of the activities of POX and PPO.