Fisiologia Vegetal
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Item Role of mitochondrial thioredoxin for redox regulation in the metabolism of Arabidopsis Thaliana(Universidade Federal de Viçosa, 2017-03-16) Pereira, Paula da Fonseca; Nesi, Adriano Nunes; http://lattes.cnpq.br/6419216674405263Redox-dependent changes substantially influence the functional activity of several proteins and participate in the regulation of the most vital cellular processes. Accordingly, thioredoxins (Trxs), small proteins containing a redox active disulfide group within its catalytic domain, have a fundamental role in the regulation of the redox environment of the cell. In plants, Trxs were early identified as mediators between light-driven electron transport and dark carbohydrate metabolism in chloroplasts. In other cell compartments than plastids, and in particular mitochondria, a growing body of information concerning Trx redox regulation has been obtained with the advent of proteomics and mass spectrometry-based techniques. Extraplastidial Trx system is comprised of two highly similar isoforms of NADPH-dependent Trx reductase, A and B, that are encoded by two distinct genes in Arabidopsis, whose gene products are denominated NTRA and NTRB and are both target to cytosol and mitochondria. The extraplastidial Trx system is also composed of several Trx h (in the cytoplasm) or Trx h and o in mitochondria which are, in turn, reduced by NTRA and NTRB. Previous studies showed that, in contrast to ntra and ntrb single knockout mutants, which show no visible phenotypic modifications under normal conditions, the double ntra ntrb mutant exhibit major modification differences. Previous studies have provided a significant contribution to our understanding of the TRX system in plants; however, the metabolic impact of this system has not been comprehensively evaluated. In order to gain more insight into the physiological and metabolic function of TRX system, the present study aimed to investigate the functional significance of Trx in cytosol and mitochondria by using an extensive steady state metabolic characterization of T-DNA insertional lines in Arabidopsis thaliana. That being said, here we focused on the investigation of the functional roles of TRXs in response to stress conditions and how Trxs and the regulated pathways interact to adjust to different cellular and metabolic requirements under normal growth conditions or following stress. In brief, the results presented here provided several novel findings and generated, at least preliminary, mechanistic interpretation of the impact of redox regulation on plant growth and carbon central metabolism. First, we characterized ntra ntrb double knockout mutant and two lines of the mitochondrial AtTRX-o1 subjected to multiple drought episodes. Our results indicate that Trx mutant plants are able to better cope with drought stress, which is probably linked with a lower energetic expenditure that would allow a faster recover in Trx mutants. In addition, we demonstrated the existence of a drought memory in plants by examining differential acclimative mechanisms associated with drought tolerance in Trx mutants of the mitochondrial Trx pathway in Arabidopsis. Moreover, it seems likely that this differential acclimation involves the participation a set of metabolic changes as well as redox poise alteration following recovery. The main results indicate that prior drought exposure is able to affect the subsequent response, indicating the occurrence of stress memory in drought stressed Arabidopsis plants. In addition, by evaluating physiological and metabolic responses of ntra ntrb and trxo1 mutants following high CO 2 enrichment and by the characterization of mitochondrial trxh2 knockout mutants, we demonstrate several evidences suggesting the importance of redox regulation by mitochondrial Trxs on stomatal function. Collectively, our data suggest a significant modulation of stomatal function by organic acids at high CO 2 in Trx mutants and, at the same time, they demonstrate that elevated CO 2 partly restored the metabolic response, including the intermediates of the TCA cycle, in Trx mutants. Overall, the results obtained are discussed both in terms of the importance of Trx for redox regulation in plant cell metabolism and with regard to the contribution that it plays in terms of total cellular homeostasis. The results discussed here not only provide important insight into the role of mitochondrial Trx system on the TCA cycle but also present a roadmap by which the role of Trx in the regulation of other key metabolic reactions of the mitochondria.Item Impacts of drought on coffee: integrating physiological and morphological processes from the leaf to the whole-plant scale(Universidade Federal de Viçosa, 2018-04-09) Pérez Molina, Junior Pastor; Matta, Fábio Murilo Da; http://lattes.cnpq.br/8677796724002735The water deficit negatively impacts plant growth and development through morphophysiological alterations, either at the leaf level or at the whole plant level. This study focused on the dynamics of ecophysiological and canopy architecture traits of two coffee cultivars, cv. RUBI MG1192 (Rubi: drought sensitive) and cv. IAPAR59 (I59: drought tolerant). The trials were conducted over two years; three irrigation treatments were applied (irrigated and non-irrigated during the dry seasons, and irrigated during the second dry season only). Samplings and measurements were performed at six times (7- 10 plants per treatment combination, totalling 211 plants). The following parameters were evaluated: relative growth rate, net primary productivity, leaf composition (C, N, and Δ13C), water-use efficiency, phenotypic plasticity, leaf water potential (Ψ L), sap flow (SF), canopy conductance (gC), total soil-to-leaf hydraulic conductance (gL), branch setting (number and length), number of phytomers, leaf shedding and renewal, dynamics of leaf area and internode length; in addition, the patterns of light intercepted by the canopy was modelled. The cultivar which retained its leaves under severe drought (I59) proved to be more isohydric and more plastic for hydric functioning (SF, gC, and gL), demonstrating precocious adjustments to drought. In contrast, the leaf-shedding cultivar (Rubi) was more anisohydric and more plastic for late reactions to drought through, e.g. an increased root dry mass-to-leaf area ratio and leaf shedding with faster leaf renewal due to greater number of branches of second order. Despite marked differences in their hydric functioning, the two cultivars expressed similar vegetative growth, yield and recovery. Overall, drought had effects on all of the studied variables but no architectural trait appeared to be specifically responsive to water stress. Rubi displayed a greater proportion of higher order branches allowing a fast recovery of its leaf area from drought. This was associated with a high number of phytomers that in turn supported faster development of axillary buds (leaves and/or floral buds). The fitness of coffee plants submitted to climatic events depends on the adequacy of physiological and organo-morphogenetic features and, consequently, these aspects should be accounted for in breeding programs aimed at improving drought tolerance in coffee.Item Importância fisiológica do catabolismo de lisina durante estresse salino em Arabidopsis thaliana(Universidade Federal de Viçosa, 2017-12-15) Neves, Tárik Galvão; Araújo, Wagner Luiz; http://lattes.cnpq.br/0345441921253142Solos salinos, aquele em que as concentrações de sal excedem à 10 mM de cloreto de sódio (NaCl), geram danos significativos que afetam o crescimento e desenvolvimento de cultivos agrícolas. A ocorrência de solos salinos é comum em regiões áridas e semi-áridas. No entanto, áreas agricultáveis podem sofrer com a salinização onde, em conjunto com um sistema de drenagem natural ou artificial ineficaz, a água de irrigação, ainda que de boa qualidade, pode gerar o acúmulo de sal na rizosfera. Os impactos em plantas causados pelo excesso de sal nos solos culminam em (i) estresse osmótico que reduz o potencial hídrico do solo, dificultando a obsorção de água pelas raízes, e (ii) desbalanço iônico celular caso altas concentrações de Na + ou Cl - forem absorvidos. Em conjunto, os danos causados pela presença de altas concentrações de NaCl na solução do solo diminuem a absorção de água e nutrientes, interferindo em processos metabólicos importantes como fotossíntese e respiração. Cumpre ressaltar que as mitocôndrias de plantas desempenham deversas funções importantes para o metabolismo vegetal e, em condições de estresse salino, a geração de energia mediada pelo ciclo dos ácidos tricarboxílicos (TCA) e pela cadeia transportadora de elétrons mitocondrial (mETC) são afetados pelo déficit de carboidratos provenientes da fotossíntese. Nesse contexto, vias alternativas da respiração são induzidas fornecendo elétrons para mETC e compostos intermediários para o ciclo do TCA. Estudos recentes mostram que a degradação de proteínas e catabolismo de aminoácidos podem gerar incrementos nas taxas respiratórias em condições de escassez de carbono. Tanto a biossíntese quanto o catabolismo de lisina apresentam uma estreita ligação com o metabolismo energético em especial com o ciclo do TCA. Dessa forma, o presente trabalho buscou investigar o papel da lisina nas respostas fisiológicas e metabólicas em resposta ao estresse salino. Para tanto, os impactos ocasionados ao crescimento e metabolismo foram analisados em mutantes na biossíntese de lisina fornecendo evidências fenotípicas e fisiológicas da importância de lisina para uma maior tolerância ao estresse salino em Arabidopsis thaliana. Plântulas de Arabidopsis com redução da atividade da enzima L,L-diaminopimelato aminotransferase (dapat) mostraram uma maior sensibilidade ao estresse salino quando comparadas ao seu tipo selvagem, apresentando baixa germinação de sementes em todos tratamentos com estresse salino, enquanto mutantes para a dihidropicolinato sintase (dhdps-2) apresentaram maior tolerância ao estresse salino. Além disso, foi observado em todos genótipos reduções progressivas nos valores da eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (F v /F m ) ocorrendo de forma mais acelerada quando submetidas a 150 mM de NaCl. Concomitantemente, diminuições nos teores de clorofila total e na razão clorofila a / clorofila b foram observadas. Não obstante, o estresse salino induziu o acúmulo de aminoácidos totais, bem como diminuições nas concentrações de proteínas totais e amido. Assim, é plausível sugerir que outros compostos, que podem atuar como osmorreguladores, tiveram papel importante nas respostas aqui observadas. Os resultados apresentados demonstram a importância de lisina como um substrato alternativo para manutenção da homeostase celular em condições de estresse salino.Item The roles of florigen and antiflorigen in physiology and development of tomato plants(Universidade Federal de Viçosa, 2017-07-17) Moncaleano Robledo, kerly Jessenia; Zsögön, Agustin; http://lattes.cnpq.br/5534191840317599The CETS gene family CENTRORADIALIS / TERMINAL FLOWER 1 / SELF- PRUNING, homologs in Antirrinum, Arabidopsis and tomato have been characterized by the control of the balance and regulation of the determined and indeterminate growth. Twelve paralogous genes were identified in tomatoes, classified into three clades: SELF-PRUNING (SP) –like floral development repressors, SINGLE FLOWER TRUSS (SFT) -like as flowering promoters and the third group MOTHER FLOWER TRUSS (MFT) involved in germination processes. The SP repressor gene of flowering or antiflorigenic is responsible for the growth determined in tomato, but the physiological basis is unknown. On the other hand, the FLOWERING LOCUS T (FT) orthologous SFT in Arabidopsis was described like promoter of flowering with fruit number regulation, growth habit and water use efficiency. However, the mechanism associated with the efficiency of water use has not been explained either. This work aimed at analyze the relationship of SP with auxin hormone associated with growth and development using allelic variations of SP in comparison with Diageotropica (DGT), mutant of auxin polar transport, and also to identify pleiotropic effects of SFT in leaves of tomato from allelic variations to SFT. We found that auxin free levels, auxin polar transport and gravitropic curvature of the shoot apex are all altered by SP. In addition, SP and DGT reciprocally affect AUX/IAA and ARF transcript accumulation in the sympodial meristem. Our results provide evidence of the relation SP and auxin and will allow to increase the understanding of the habit of growth. Subsequently, we show that SFT besides promoting changes in tomato growth and development, has pleiotropic effects on gas exchange and foliar anatomy. These results suggest a new function of the SFT gene and aid to the understanding of the role of SFT in leaf developmentItem Hydraulic and chemical mechanisms controlling stomatal and xylem responses to changes in vapor pressure deficit(Universidade Federal de Viçosa, 2017-11-17) Cardoso, Amanda Ávila; Matta, Fábio Murilo da; http://lattes.cnpq.br/3170012048101914Estômatos são pequenos poros, localizados na epiderme foliar de quase todas as plantas vasculares, responsáveis pelas trocas gasosas entre a atmosfera e o interior foliar. O poro estomático é delimitado por células-guarda, que aumentam e diminuem em volume em resposta a estímulos endógenos e externos. Em particular, as flutuações no déficit de pressão de vapor entre a folha e a atmosfera (DPV) ditam a abertura estomática ao longo do dia, com influências nas trocas gasosas e na hidratação foliar. Neste estudo, foi testado em girassol (Helianthus annuus) e em soja (Glycine max) se o ácido abscísico (ABA) é importante na regulação das respostas estomáticas ao DPV em plantas ajustadas osmoticamente, ou se a influência do potencial hídrico foliar (Ψ1) sobre a resposta estomática supera a influência desse hormônio. Também foi examinada a capacidade de folhas de girassol de se aclimatarem a uma reduzida disponibilidade hídrica, modificando a sensibilidade do estômato e do xilema ao déficit de água no solo. A condutância estomática durante as transições de DPV não foram associadas ao Ψ1, mas tanto o fechamento estomático em alto DPV quanto a abertura estomática no retorno ao baixo DPV foram fortemente influenciadas pela concentração de ABA na folha. Demonstrou-se que a produção de ABA foliar em alto DPV é desencadeada por variações na turgescência celular e não por alterações no Ψ1 per se. Plantas de girassol ajustadas osmoticamente mantiveram maior abertura estomática a Ψ1 mais negativos e uma reduzida sensibilidade de dano fotossintético ao estresse hídrico. Ao mesmo tempo, a vulnerabilidade hidráulica do xilema variou em resposta à condição de crescimento, com plantas sob seca produzindo condutos xilemáticos com paredes celulares mais grossas e mais resistentes à cavitação. A plasticidade coordenada entre o potencial osmótico e a vulnerabilidade do xilema permite que girassóis crescidos em seca extraiam água do solo com mais segurança, protegendo o xilema das folhas do embolismo. A alta plasticidade da vulnerabilidade do xilema encontrada em girassol pode sugerir uma estratégia alternativa em espécies herbáceas durante o déficit hídrico.Item The molecular functions of auxin signaling in tomato (Solanum lycopersicum L.)(Universidade Federal de Viçosa, 2018-03-02) Silva, Willian Batista; Araújo, Wagner Luis; http://lattes.cnpq.br/7187216024327321The auxin is a phytohormone with intense participation in the growth and development process, as well as in crucial physiological processes to the plant establishment. Although its role in development control is already well established and has been extensively investigated, in our understanding, little or nothing is currently known about the impacts on the manipulation of the signaling levels of this hormone in the metabolic impact, as well as the link between auxin and photosynthetic and respiratory process both in leaves and fruit. In this vain, considering the metabolic importance in plant and the wide regulatory network of this system, in this thesis initially I present a review offering an important comparative complement of post-genomic strategies, such as the profile of the metabolites, providing information on the regulation of the metabolic network and thus allowing a more complete description of the cellular function of the plant. A comparative analysis was made by raising a question, if stable isotope mass spectrometry could replace radiolabelled approaches in metabolic studies? In addition, to better understand the functions of the modulation of auxin perception levels and how it conducts metabolic adjustments in different plant tissues, two experimental approaches were adopted for: (i) Characterize tomato plants with alterations in auxin signaling balance and their modulations in primary metabolism in tomato leaves and (ii) to analyze the role of auxin signaling in the ripening of tomato fruits. Briefly, the results indicate that auxin acts as an integrator of metabolism and adjustment and suggests that altered perceptions of this hormone affect the chloroplastic and mitochondrial metabolism in lighted leaves, suggesting a great participation of this phytohormone in the final productivity determination. Moreover, at the fruit level, auxin seems to control metabolic alterations very little, but controlling important steps in fruit maturation, controlling the metabolism of starch and sugars, providing new perspectives of integration between auxin and respiratory paths.Item On the roles of organic acids transport and sucrose metabolism controlling stomatal movements(Universidade Federal de Viçosa, 2017-07-19) Medeiros, David Barbosa; Araújo, Wagner Luiz; http://lattes.cnpq.br/2874097229492489Regulation of the stomatal movements by osmotic control is a well-documented mechanism that is associated to the transport of solutes coupled with changes in the guard cell metabolism. Potassium and chloride are the main inorganic ions whereas malate and sucrose (Suc) are the main organic osmolytes involved in stomatal movements. Despite the growing body of information concerning the control of stomatal movements, there are, however, several gaps regarding the stomata regulation to be fully elucidated. Thus, understanding stomatal behaviour represents an important step towards enhancement of water use efficiency in plants. Several efforts have been performed to fully characterize the events that occur in guard cells. Experimental data describing distinct aspects of stomatal behaviour have been presented, providing significant insights into guard cell transcriptome, proteome, and metabolome. In this thesis I, initially, revisited the current available omics studies and modelling in guard cells. By doing that, it was possible to demonstrate that the current modelling approaches describe the stomatal conductance in terms of relatively few easy-to- measure variables being unsuitable for in silico design of genetic manipulation. Therefore, we discuss that system biology approach combining modelling and high-throughput assays may be used to elucidate the mechanisms underlying stomatal control allowing a better prediction of phenotypes in the field. Additionally, to obtain a more comprehensive picture of the function of organic acid transport and sucrose metabolism during stomatal movements, three independent but complementary experimental approaches were used to: (i) characterise mutant plants lacking the organic acids channel located at the guard cell plasma membrane (AtQUAC1); (ii) analyse the effects on stomatal behaviour, photosynthetic capacity, and the metabolism due to impaired malate and fumarate accumulation in Arabidopsis leaves; (iii) to investigate the effects of sucrose on the stomatal aperture and the carbon flux during stomatal opening by using stomatal aperture assays and isotope labelling kinetic experiments. Briefly, the results presented here provided several novel findings. Firstly, the inefficient stomatal closure via the repression of AtQUAC1 culminates in higher growth and photosynthetic rates through increased mesophyll and stomatal conductance, followed by changes in organic acids and sugars accumulation in leaves. Secondly, impaired malate and fumarate accumulation throughout the diel cycle in attdt mutants strongly affected mitochondrial metabolism but not plant growth without any impact in both stomata kinetics and photosynthesis. Thirdly, the role of sucrose during stomatal opening was demonstrated to be dose-dependent whilst sucrose is degraded within guard cells during light-induced stomatal opening. Collectively, the results obtained here demonstrate the complex interaction between guard cells and mesophyll and also highlight the role of the mesophyll metabolism as an important player controlling guard cell movements. I further discuss these observations in the context of the current knowledge concerning the metabolic control of stomatal movements, central carbon metabolism, and plant performance.Item Estudo da resistência à seca em soja: avaliações fisiológicas, metabólicas e moleculares(Universidade Federal de Viçosa, 2017-08-15) Silva, Adinan Alves da; Ribeiro, Cleberson; http://lattes.cnpq.br/6203817648437023A soja é a principal planta leguminosa cultivada no mundo. A elevada demanda pela soja se justifica na importância do seu grão para a alimentação humana e animal. Entretanto, o seu rendimento pode ser afetado pelos estresses abióticos, sendo a seca o fator ambiental mais impactante na sua produtividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar linhagens de soja contrastantes para a resistência à seca, mediante avaliações fisiológicas, bioquímicas e moleculares. Quatro genótipos de soja foram utilizados nos experimentos: cultivar Embrapa 48 (E48), referencial de tolerância ao déficit hídrico e 3 linhagens provenientes do Programa de Melhoramento da Soja da Universidade Federal de Viçosa, previamente caracterizadas como sensível (11644) e tolerantes (11377 e 13241) ao déficit hídrico. As plantas foram avaliadas em três condições: 1) plena irrigação (controle), 2) déficit hídrico (DH) após suspensão da irrigação do solo até atingir potencial hídrico foliar na antemanhã de -1,5 MPa, e 3) reidratação por 3 dias (RH), posterior ao déficit hídrico. Os genótipos 11644, 11377 e E48 alcançaram o potencial hídrico de -1,5 MPa após 8 dias de suspensão da irrigação, contra 10 dias na linhagem 13241. Menor área foliar constitutiva e maior incremento na concentração de ácido abscísico (ABA) foliar permitiram a linhagem 13241 exibir a menor redução no Teor Relativo de Água (TRA), após o déficit hídrico. De maneira inversa, a linhagem 11644 apresentou as maiores reduções no TRA e suculência foliar. O processo fotossintético foi igualmente inibido pelo déficit hídrico em todos os genótipos. Porém, o cultivar tolerante E48 exibiu maior incremento na eficiência no uso da água (EUA). O acúmulo de osmolitos foi mais expressivo nas linhagens 11377 e 13241. Nas análises dos componentes antioxidativos, a linhagem 11644 obteve maiores incrementos na concentração de espécies reativas de oxigênio (ROS), maior nível de peroxidação de lipídios e menor atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e dismutase do superóxido (SOD). Adicionalmente nessa linhagem, a glutationa teve limitada atuação contra o estresse oxidativo induzido pelo déficit hídrico. Na linhagem 13241, maiores incrementos na atividade da CAT, SOD, peroxidase do ascorbato (APX) e peroxidase da glutationa (GPX) indicam a participação efetiva dessas enzimas antioxidantes na defesa contra o estresse. No cultivar E48, metabólitos antioxidantes, como a glutationa e ascorbato, demonstraram papel mais importante. A partir desses resultados, pôde-se corroborar que dentre as linhagens, a 11644 foi a mais sensível ao déficit hídrico, enquanto a 13241 foi a mais tolerante. Por essa razão, a linhagem 11377 foi excluída das análises de perfil metabólico e expressão gênica. A avaliação do perfil metabólico demonstrou que a resposta dos genótipos ao déficit hídrico foi direcionada para o ajustamento osmótico, pelo aumento dos aminoácidos, carboidratos e poliaminas. Contudo, não foi possível por meio do perfil metabólico discernir níveis de tolerância ao déficit hídrico entre os genótipos. A análise da expressão gênica via PCR real time foi realizada somente com as linhagens 11644 e 13241. Os resultados não apresentaram diferenças significativas para a maioria dos genes avaliados, mas foi possível identificar um padrão evidente de resposta ao se observar as médias dos resultados. Genes diretamente envolvidos com: mecanismos de resistência à seca, biossíntese do ABA, defesas antioxidantes e fatores de transcrição responsivos a estresses, apresentaram aumento na expressão na linhagem 13241. Em conclusão, a linhagem 13241 apresenta maior tolerância ao déficit hídrico em comparação a 11377, e ainda, se equipara na maioria das respostas com aquelas apresentadas pelo cultivar E48. Por outro lado, os resultados evidenciam que a linhagem 11644 se mostra sensível ao déficit hídrico. Conclui-se também que a reidratação das plantas por 72 horas propiciou a recuperação da maioria dos parâmetros fisiológicos e bioquímicos para os mesmos níveis do tratamento controle. Todos esses resultados são importantes para a identificação e caracterização de mecanismos de tolerância de plantas cultivadas, que posteriormente poderão ser utilizados em Programas de Melhoramento da Qualidade da Soja, visando à geração de genótipos mais resistentes à seca.Item Molecular and metabolic responses associated with the lack of autophagy following energy deprivation in Arabidopsis thaliana(Universidade Federal de Viçosa, 2016-07-18) Barros, Jessica Aline Sousa; Araújo, Wagner Luiz; http://lattes.cnpq.br/8783435505580467The oxidation of carbohydrate in mitochondria is the primary energy source for cellular metabolism. However, during energy-limited conditions alternative substrates are required to support respiration. The oxidation of amino acids plays a key role in this process by generating electrons that can be transferred to mitochondrial electron transport chain via the electron transfer flavoprotein/ ubiquinone oxireductase (ETF/ETFQO) system. Compelling evidence has demonstrated the close association of autophagy in providing alternative substrates for power generation under carbohydrate-limited conditions; however, how and to which extent autophagy and primary metabolism interact to support respiration remains unclear. To obtain a comprehensive picture of the metabolic importance of autophagy during development and extended darkness Arabidopsis thaliana mutants with impairments in autophagy were used. atg mutants showed reduction of growth and seed production. Following extended darkness atg mutants were characterized by early signs of senescence as well as decreased chlorophyll content and maximum photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm). Metabolite profile of dark-treated leaves revealed an extensive metabolic reprogramming in which increases in amino acids contents were partially compromised and thus limiting their utilization as substrate to sustain respiration in atg mutants. Additionally, transcript levels of genes involved in alternative pathways of respiration, amino acid catabolism, and chloroplast vesiculation (CV) were up-regulated in atg mutants. Our results thus suggest that autophagy contributes to energy availability by supplying amino acids for alternative pathways of respiration. Furthermore, our finding demonstrated the potential role of CV as a compensatory protein degradation pathway under C-limiting conditions when autophagy is impaired .Item Alterações fisiológicas e bioquímicas em plantas de soja supridas com silício e infectadas por Cercospora sojina(Universidade Federal de Viçosa, 2013-06-17) Nascimento, Kelly Juliane Telles; Rodrigues, Fabricio de Ávila; http://lattes.cnpq.br/8307885141367986A mancha olho de rã, causada pelo fungo Cercospora sojina, é uma das principais doenças foliares da soja, pois pode acarretar grandes perdas na produtividade dessa cultura, o que se deve principalmente à acentuada redução da área fotossinteticamente ativa pela ação de toxinas não seletivas. Diversos estudos têm demonstrado que o silício (Si) potencializa a resistência de plantas a diversas doenças fúngicas através de diferentes mecanismos, entre eles o aumento da eficiência do sistema antioxidativo, aumento na atividade de enzimas de defesa contra patógenos, além de propiciar redução na limitação fisiológica imposta pela infecção por patógenos. Com base nessas informações, neste estudo avaliamos o efeito do Si no controle da mancha olho de rã, no sistema antioxidativo, na concentração de espécies reativas de oxigênio e nos danos celulares decorrentes do processo infeccioso de C. sojina. Nós também avaliamos o efeito do Si nas trocas gasosas, nos parâmetros de fluorescência da clorofila a, nas concentrações de pigmentos cloroplastídicos, das hexoses (glicose e frutose), sacarose e amido. Além disso, foi avaliado o efeito do Si sobre a atividade de enzimas de defesa e na concentração de fenóis e lignina, além da importância de algumas enzimas de degradação da parede celular (EDPC) vegetal para o processo infeccioso de C. sojina, bem como o efeito do Si sobre a atividade dessas enzimas. Plantas de soja das cvs. Bossier e Conquista, suscetível e resistente à mancha olho de rã, respectivamente, foram crescidas em solução nutritiva contendo 0 ou 2 mM de Si (-Si e + Si, respectivamente) e inoculadas ou não com C. sojina. Neste estudo, nós observamos que a severidade da mancha olho de rã foi maior para a cv. Bossier do que para a cv. Conquista, independente do suprimento com Si. Para ambas as cultivares, a severidade foi maior para as plantas supridas com Si do que para as plantas não supridas com esse elemento, porém de forma mais proemintente para a cv. Bossier. As plantas de ambas as cultivares inoculadas com C. sojina apresentaram, de modo geral, incremento no sistema antioxidativo tanto enzimático quanto não enzimático em relação às plantas não inoculadas, independente do suprimento com Si. Na ausência de inoculação, a atividade da maioria das enzimas foi menor para as plantas supridas com Si do que para as não supridas. No final do processo infeccioso, plantas inoculadas da cultivar Bossier supridas com Si apresentaram aumento na atividade da maioria das enzimas antioxidativas em relação às plantas não supridas com Si e maiores concentrações de O 2- e MDA, indicando maior estresse oxidativo naquelas plantas. Adicionalmente, na ausência da inoculação com C. sojina, o Si não acarretou mudanças fisiológicas nem na concentração de carboidratos. Todavia, esse elemento desencadeou aumento na suscetibilidade de plantas de soja à mancha olho de rã, resultando em decréscimo mais pronunciado das trocas gasosas e na eficiência fotoquímica, bem como na concentração de pigmentos cloroplastídicos para a cv. Bossier. Para a cv. Conquista, o efeito negativo da infecção por C. sojina sobre a fisiologia das plantas foi associado fundamentalmente à redução em g s , independente do suprimento com Si. Além disso, a inoculação com C. sojina desencadeou, de modo geral, aumento nas hexoses para as duas cultivares e níveis de Si, evidenciando que o incremento dessas moléculas pode ser uma estratégia de defesa das plantas de soja contra C. sojina. Nas plantas não inoculadas, o suprimento com Si não alterou a atividade de enzimas de defesa e de EDPC nem as concentrações de fenóis solúveis totais e de lignina, independente da cultivar. Entretanto, o Si, de modo geral, resultou em menores atividades das enzimas lipoxigenase, felilalanina- amônia-liase, quitinase, peroxidase inespecífica e polifenoloxidase, além de aumento na atividade de EDPC em plantas de soja infectadas por C. sojina. Portanto, os resultados do presente estudo fornecem as primeiras evidências de que o Si reduz a atividade basal de enzimas do sistema antioxidativo de plantas de soja aumentando a suscetibilidade da soja à mancha olho de rã e os danos celulares decorrentes da infecção por C. sojina. Em adição, foi evidenciado neste estudo que o suprimento de plantas de soja com Si potencializou menores atividades de enzimas de defesa contra C. sojina e também favoreceu o processo infeccioso desse fungo mediante aumento da atividade de enzimas líticas da parede celular, levando à menor resistência contra C. sojina tanto para a cultivar resistente quanto para a suscetível, porém de forma mais pronunciada para essa última.