Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heloisa_Maria_Formentini_tese.pdf: 1264963 bytes, checksum: d416be804a86c6ba7273d6aacedf8878 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In Brazil, the tomato is one of the vegetable species of great importance both economically and socially, however several factors are limiting its production as an example the diseases caused by nematodes of the genus Meloidogyne that limit the production in infested areas. Seeking new measures of protection and control of plant disease induced resistance is na alternative considerering that little attention has been directed to the possibility of induced resistance to root pathogens like nematodes. Therefore, this study aimed to verify the effectiveness of the chemical inducer acibenzolar-S-methyl, the biotic inductor Bacillus cereus and plant extracts of rosemary (Rosmarinus officinalis) and turmeric (Curcuma longa) in the induced resistance in susceptible and resistant tomato in plants infected with Meloidogyne incognita race 3. Two experiments were conducted simultaneously both followed the 2 x 6 factorial design with two tomato genotypes, one susceptible to M. incognita (Santa Clara) and a resistant (Ivety) and six treatments: ASM (125 mg i.a L -1 ), Bacillus cereus (6.10 7 CFU mL -1 ), rosemary 10%, turmeric 10%, water and a control (no inoculum and no spraying in the aerial part), with five replicates. Each vase with a capacity of 2 L, were filled with a mixture of soil, sand and compost previously autoclaved and homogenized in the ratio 2:2:1 and were transplanted to each one three tomato seedlings susceptible and resistant. The treatments were sprayed in the aerial part in tomato plants in all vases except the absolute control. At 72 h after the first application of treatments was carried out the inoculation of 407/100 cm 3 of J2 and eggs per vase. In the first experiment, using destructive samples of tomato treated and inoculated with M. incognita were determined the response of both genotypes to the treatments applied to the enzymatic activity of peroxidase, polyphenol oxidase, chitinase, β-1,3 glucanase and phenylalanine ammonia-lyase from roots of tomato plants that were macerated and homogenized to withdrawals in time 0 h, 24 h, 48 h, 96 h and 120 h after the first application of the treatments. In the second experiment, the variables analyzed to determine the effect of treatments on nematode population were the number of root-knots, juveniles and eggs in the soil accomplished at 56 days after the first application of the treatments that were reapplied every seven days during this period. From the results obtained it was concluded that there was a reduction in the number of root-knots in the roots of tomato plants showing no difference between the two genotypes for plants that received the treatments with acibenzolar-S-methyl, turmeric, rosemary and B. cereus. There was a reduction in the formation of root-knots in susceptible cultivar, confirming their potential in protecting the genotypes used against the attack of M. incognita. For the enzimatic activity peroxidase was the enzyme strongly associated with resistance with the highest activity in resistant genotype if compared to susceptible regardless of inducer treatment. In susceptible tomato B. cereus stood out in the induction of chitinase and peroxidase whereas for the resistant tomato rosemary induced peroxidase and polyphenol oxidase and rosemary extracts and turmeric induced chitinase enzyme to the susceptible genotype / No Brasil o tomate é uma das espécies de hortaliças de grande importância tanto no ponto de vista econômico quanto social, no entanto vários fatores são limitantes para sua produção como exemplo as doenças causadas por fitonematoides principalmente as espécies do gênero Meloidogyne que inviabilizam a produção nas áreas infestadas. Buscando novas medidas de proteção e controle de doenças de plantas a indução de resistência é uma alternativa haja vista que pouca atenção tem sido direcionada a possibilidade de indução de resistência à patógenos do sistema radicular como os fitonematoides. Assim este trabalho teve como objetivo verificar a eficácia do indutor químico acibenzolar-S-metil, do indutor biótico Bacillus cereus e de extratos vegetais de alecrim (Rosmarinus officinalis) e cúrcuma (Curcuma longa) na indução de resistência em tomateiros suscetível e resistente infectados com Meloidogyne incógnita raça 3. Foram conduzidos dois experimentos simultaneamente ambos seguiram o esquema fatorial 2 x 6 com dois genótipos de tomateiro um suscetível à M. incognita (Santa Clara) e um resistente (Ivety) e seis tratamentos: ASM (125 mg i.a L -1 ), Bacillus cereus (6.10 7 UFC mL -1 ), alecrim 10%, cúrcuma 10%, água e uma testemunha absoluta (sem inóculo e sem pulverização na parte aérea), com cinco repetições. Cada vaso, com capacidade para 2 L, foram preenchidos com a mistura de solo, areia e composto orgânico previamente autoclavados e homogeneizados na proporção 2:2:1 e para cada vaso foram transplantados três mudas de tomateiro suscetível e resistente. Os tratamentos foram pulverizados na parte aérea dos tomateiros em todos os vasos com exceção da testemunha absoluta. Às 72 h após a primeira aplicação dos tratamentos foi realizada a inoculação de 407/100 cm 3 de J2 e ovos por vaso. No primeiro experimento, utilizando amostras destrutivas de tomateiros tratados e inoculados com M. incognita foram determinadas a resposta dos dois genótipos aos tratamentos aplicados para a atividade enzimática das enzimas peroxidase, polifenoloxidase, quitinase, β-1,3 glucanase e fenilalanina amônia-liase a partir do macerado homogeneizado das raízes dos tomateiros para o tempo de coleta 0 h, 24 h, 48 h, 96 h e 120 h após a aplicação dos tratamentos. No segundo experimento, as variáveis analisadas para determinar o efeito dos tratamentos sobre a população do nematoide foram o número de galhas, juvenis e ovos presentes no solo realizado aos 56 dias após a primeira aplicação dos tratamentos que foram reaplicados a cada sete dias durante este período. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que houve uma redução no número de galhas no sistema radicular dos tomateiros não apresentando diferença entre os dois genótipos para as plantas que receberam os tratamentos com acibenzolar-S-metil, cúrcuma, alecrim e Bacillus cereus. Houve uma redução na formação de galhas na cultivar suscetível, confirmando seu potencial na proteção dos genótipos utilizados contra o ataque do M. incognita. Para a atividade enzimática a peroxidase foi a enzima que esteve fortemente associada à resistência com a atividade superior no genótipo resistente em relação ao suscetível independentemente do tratamento indutor. No tomateiro suscetível o B. cereus destacou-se na indução de peroxidase e quitinase enquanto que para o tomateiro resistente o alecrim induziu peroxidase e polifenoloxidase e os extratos de alecrim e cúrcuma induziram a enzima quitinase para o genótipo suscetível

A indução de resistência envolve a ativação de mecanismos de defesa latentes existentes nas plantas em resposta ao tratamento com agentes bióticos ou abióticos. As plantas apresentam sistema de defesa induzível, com a finalidade de economizar energia. Desse modo, a resistência induzida em condições naturais representará custo apenas na presença do patógeno. Porém, plantas que investem seus recursos para se defenderem na ausência de patógenos arcarão com custos que refletirão na produtividade, uma vez que as alterações metabólicas que levam a resistência apresentam custo adaptativo associado, o qual pode pesar mais do que o benefício. O efeito negativo na produtividade ocorre principalmente onde indutores químicos são utilizados repetidas vezes ou em doses mais elevadas. Assim, em alguns casos podemos estar caminhando sobre uma estreita linha entre custo e benefício, onde a cura pode ser tão ruim quanto a própria doença. Neste trabalho foram conduzidos experimentos objetivando verificar alterações bioquímicas e fisiológicas, correlacionando-as com parâmetros de produção do feijoeiro entre a indução mediada por acibenzolar-S-metil (ASM), indutor químico, e, a mediada por Bacillus cereus, indutor biológico, antes da chegada do patógeno. Para tanto, foram avaliados plantas de feijão, induzidas por esses dois indutores e desafiadas com Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, para constatar a ocorrência do fenômeno da indução de resistência. Na ausência do patógeno, foram avaliados os parâmetros fisiológicos respiração e fotossíntese, determinada a atividade de enzimas envolvidas no processo de defesa como peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase, fenilalanina amônia-liase e polifenoloxidase e a atividade de enzimas envolvidas no catabolismo como proteases, a síntese de compostos do metabolismo secundário como fenóis totais e lignina, a síntese de compostos do metabolismo primário como proteínas e açúcares redutores. Também se avaliou o crescimento das plantas, a produtividade e parâmetros de produção e alguns parâmetros de qualidade dos grãos. Observou-se a ocorrência da indução de resistência em função da aplicação dos dois indutores utilizados, porém para o indutor ASM a indução de resistência estava associada a aumentos na atividade de peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase e proteases, aumento da síntese de lignina e redução no teor de fenóis, aumentos no teor de proteínas solúveis e de açúcares redutores nas folhas, redução do crescimento e da produtividade, aumento do teor de proteína dos grãos e redução do teor de amido nestes. Já o B. cereus apenas ocasionou aumento na atividade de peroxidase de forma atenuada e tendeu a aumentar a atividade de proteases, e reduzir o teor de proteínas nas folhas sem interferir no crescimento ou na produtividade, mas reduziu o teor de proteína dos grãos, mas aumentou o teor de amido nestes. Portanto, o indutor B. cereus , aparentemente alterou muito pouco o metabolismo do feijoeiro, sem interferir na produtividade e melhorando a qualidade da produção, enquanto que o indutor abiótico ASM alterou muito mais seu metabolismo, gerando um custo metabólico e redirecionando os fotoassimilados para investir em defesas, a custo da redução da produtividade. / The induction of systemic resistance involves the activation of latent resistance mechanisms in plants against pathogens in response to the treatment with biotic or abiotic agents. The plants present latent defense system that can be activated with the goal of saving energy. Thus, the induced resistance under natural conditions will represent cost only in the pathogen presence. In this way, plants that invest their resources to defend themselves in the absence of the pathogen will pay off with costs that will reflect in productivity, since the metabolic changes that led to resistance have associated fitness cost which could outweigh the benefit. The negative effects on plant productivity usually occur when chemical inducers are used repeatedly or in higher doses, mainly in the absence of the pathogen. Thus, we can say that in some cases we can be walking on a fine line between cost and benefit, where the cure may be as bad as the disease itself. In this work, experiments were carry out to verify biochemical and physiologic alterations, correlating them with production parameters of bean plants treated with acibenzolar-S-methyl (ASM), chemical inducer, or Bacillus cereus , biological inducer, before the pathogen arrival. Initially, bean plants were evaluated for induced resistance against Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli when treated with the two inducers. In the absence of the pathogen, it was evaluated the physiological parameters respiration and photosynthesis and the activity of enzymes involved in the defense as peroxidase, chitinase, β-1,3-glucanase, phenylalanine ammonia-lyase and polifenoloxidase and activity of enzymes involved in the catabolism as proteases, and the synthesis of compounds of the secondary metabolism as phenols and lignin, and the synthesis of compounds of the primary metabolism as proteins and sugars. The growth of the plants was evaluated as well as their productivity and production parameters. Some quality parameters of the grains were also evaluated. The occurrence of the resistance induced in the bean plants against the pathogens was observed for the two inducers. However, for the ASM the resistance induced was associated to increases in peroxidase, chitinase and β-1,3-glucanase activities, increase in the protease activity, increase in lignin synthesis and reduction in the phenol content, increase in soluble proteins and sugar content in the leaves, reduction of the growth and productivity, increasing the protein and reducing the starch content of the grains. The B. cereus only increased peroxidase activity in a lower way and showed a tendency to increase protease activity, and to reduce the protein content in the leaves without interfering in the growth or in the productivity, but it reduced the protein content and it increased the starch content of the grains. Therefore, the biotic inducer, B. cereus altered a minimum the metabolism of the bean plant, without interfering in the productivity and improving the quality of the production, while the abiotic inducer ASM altered its metabolism, generating a metabolic cost and consuming the plant photosyntathes to invest in defenses, causing a reduction in the productivity.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2017-03-27T15:29:57Z No. of bitstreams: 1 Tereza Cristina de Assis.pdf: 813581 bytes, checksum: 8b96b058018eb3373d6a748191e4e45c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T15:29:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tereza Cristina de Assis.pdf: 813581 bytes, checksum: 8b96b058018eb3373d6a748191e4e45c (MD5) Previous issue date: 2006-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The expressive increase in production of tropical flowers in Pernambuco indicates the State rising interest in ornamentals. This study had the objectives of: 1) screening plant parasitic nematodes in Zingiberales (Etlingera elatior, Zingiber spectabilis, Alpinia purpurata, Musa coccinea, Tapeinoquilos ananassae e Heliconia spp.) producing areas of Pernambuco, 2) predicting number of samples for nematodes monitoring at different acceptable error levels, 3) studying the effect of resistance abiotic inductors on nematode comunity associated with plant roots and soil, 4) evaluating enzymes activity in E. elatior, and 5) evaluating enzymes production in A. purpurata infected with Meloidogyne incognita. Samples (soil and roots of nematode parasited plants) were collected in producing areas from 2002 to 2004. Populational density of plant parasitic nematodes were evaluated and used to predict number of samples for monitoring. The study of induction resistance was carried out in one and two years old plants of a commercial area, fromSeptember to December in 2005. Acibenzolar-S-methyl (ASM), potassium silicate and neem cake were used as inductors, being analyzed free living and plant parasitic nematodes population density, area under nematode population density curve (AUNPDC), reproduction factor (RF), diameter of plant stem, β-1,3-glucanase and peroxidase activity. Enzymatic activity of esterase, phosphatase and peroxydase was evaluated in A. purpurata infected with M. incognita. Pratylenhus sp., Rotylenchulus sp., Meloidogyne spp., Helicotylenchus sp. and Criconemella sp. were frequents in most of samples. Symptoms of root-knot nematodes were verified in 100 % of the growing areas, being levels of Meloidogyne spp. considered high, up to 375 nematodes per 300 cm3 soil and 6090 nematodes per 20 g of roots, considering different areas and hosts. Among Meloidogyne species, M. incognita, M. arenaria and M. javanica were detected. Data analysis indicatedthat at least 11, 20, 10, 18 and 10 samples per area are recommended for monitoring the genus Pratylenchus, Rotylenchulus, Meloidogyne, Helicotylenchus and Criconemella, respectively, at 20 % error. The associations M. arenaria with E. elatior, Rotylenchulus sp. with A. purpurata, Heliconia spp. and M. coccinia, and Criconemella sp. with A. purpurata consisted of the first occurrence report in Pernambuco, Brazil. ASM was the best resistance inductor, reducing M. incognita population density, AUNPDC and FR with results similar to the nematicide control, but with no influence on free living nematodes in soil. Fitotoxic symptoms were not verified in any treatment. The action of ASM seems to be more related with peroxidases production than the β-1,3-glucanases activity in the plant. Among all of the inductors evaluated, ASM was the most effective inducing resistance against M. incognita in E. elatior. Enzymatic production was higher in A. purpurataparasited than in the controls. The acid phosphatase activity was high in contrast with the low esterase and peroxydase activity expressed in parasited plants. / O aumento expressivo na área plantada com ornamentais tropicais em Pernambuco reflete o crescente interesse pela floricultura no Estado. Este estudo teve por objetivos: 1) realizar levantamento de fitonematóides em áreas produtoras de Zingiberales em Pernambuco, 2) estimar o número de amostras recomendado para monitoramento, 3) avaliar os efeitos de indutores abióticos de resistência sobre a nematofauna associada à rizosfera, 4) avaliar a atividade de enzimas em plantas de bastão do imperador (Etlingera elatior), 5) analisar a produção de enzimas em plantas de alpínia (Alpinia purpurata) sob parasitismo de Meloidogyne incognita. No período de 2002 a 2004, foram visitadas 10 áreas produtoras de Zingiberales ornamentais (Etlingera elatior, Zingiber spectabilis, Alpinia purpurata, Musa coccinea, Tapeinochilos ananassae e Heliconia spp.), no estado de Pernambuco. Em cada propriedade, foram coletadas raízes de plantas parasitadas por fitonematóides e solo da rizosfera. Após processamento das amostras, foram determinadas as densidades populacionais dos gênerosde nematóides presentes e estimado o número recomendado de amostras para monitoramento, considerando diferentes níveis de erro aceitável. O estudo com indutores foi desenvolvido em plantio comercial, com plantas cultivadas por um e dois anos, no período de setembro a dezembro de 2005. Acibenzolar-S-metil (ASM), silicato de potássio e torta de nim foram utilizados como indutores. Foram analisadas a densidade populacional de nematóides parasitos e de vida livre, curva de densidade populacional dos nematóides, área abaixo da curva da densidade populacional(AACDP), fator de reprodução (FR), diâmetro do pecíolo e atividade das enzimas β-1,3-glucanase e peroxidase. No estudo de enzimas em plantas de alpínia, sob parasitismo de M. incognita foram determinadas as atividades da esterase, fosfatase ácida e peroxidase. No levantamento, constatou-se ocorrência freqüente dos gêneros: Pratylenhus, Rotylenchulus,Meloidogyne, Helicotylenchus e Criconemella. Sintomas da meloidoginose foram constatados em 100 % das áreas de plantio, com os níveis populacionais médios de Meloidogyne spp. elevados, alcançando 375 espécimes/300 cm3 de solo e 6090 espécimes/20 g de raízes, considerando diferentes hospedeiros e áreas. Entre as espécies de Meloidogyne foram detectadas M. incognita, M. arenaria e M. javanica. As estimativas do número de amostras indicaram que pelo menos 11, 20, 10, 18 e 10 amostras por área são recomendadas para monitoramento dos gêneros Pratylenchus, Rotylenchulus, Meloidogyne, Helicotylenchus e Criconemella, respectivamente, considerando um nível de erro de 20 %. As associações M. arenaria com E. elatior, Rotylenchulus sp. com A. purpurata, Heliconia spp. e M. coccinia, e Criconemella sp. com A. purpurata constituíram os primeiros relatos da ocorrência em Pernambuco. ASM reduziu a densidade populacional, AACDP e FR de M. incognita, apresentando resultados semelhantes aos obtidos pelo nematicida, destacando-se dos demais tratamentos, sem no entanto influenciar negativamente as populações de outros nematóides presentes no solo. Não foram verificados sintomas de fitotoxidez em nenhum dos tratamentos realizados. A ação do ASM mostrou-se mais relacionada com a produção de peroxidases do que com a atividade de β-1,3-glucanases em plantas de bastão do imperador. A produção de enzimas foi maior em A. purpurata parasitada do que na testemunha. A maior atividade foi verificada pela enzima fosfatase ácida, enquanto esterase e peroxidase expressaram fraca atividade em plantas parasitadas.

A indução de resistência envolve a ativação de mecanismos de defesa latentes existentes nas plantas em resposta ao tratamento com agentes bióticos ou abióticos. As plantas apresentam sistema de defesa induzível, com a finalidade de economizar energia. Desse modo, a resistência induzida em condições naturais representará custo apenas na presença do patógeno. Porém, plantas que investem seus recursos para se defenderem na ausência de patógenos arcarão com custos que refletirão na produtividade, uma vez que as alterações metabólicas que levam a resistência apresentam custo adaptativo associado, o qual pode pesar mais do que o benefício. O efeito negativo na produtividade ocorre principalmente onde indutores químicos são utilizados repetidas vezes ou em doses mais elevadas. Assim, em alguns casos podemos estar caminhando sobre uma estreita linha entre custo e benefício, onde a cura pode ser tão ruim quanto a própria doença. Neste trabalho foram conduzidos experimentos objetivando verificar alterações bioquímicas e fisiológicas, correlacionando-as com parâmetros de produção do feijoeiro entre a indução mediada por acibenzolar-S-metil (ASM), indutor químico, e, a mediada por Bacillus cereus, indutor biológico, antes da chegada do patógeno. Para tanto, foram avaliados plantas de feijão, induzidas por esses dois indutores e desafiadas com Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, para constatar a ocorrência do fenômeno da indução de resistência. Na ausência do patógeno, foram avaliados os parâmetros fisiológicos respiração e fotossíntese, determinada a atividade de enzimas envolvidas no processo de defesa como peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase, fenilalanina amônia-liase e polifenoloxidase e a atividade de enzimas envolvidas no catabolismo como proteases, a síntese de compostos do metabolismo secundário como fenóis totais e lignina, a síntese de compostos do metabolismo primário como proteínas e açúcares redutores. Também se avaliou o crescimento das plantas, a produtividade e parâmetros de produção e alguns parâmetros de qualidade dos grãos. Observou-se a ocorrência da indução de resistência em função da aplicação dos dois indutores utilizados, porém para o indutor ASM a indução de resistência estava associada a aumentos na atividade de peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase e proteases, aumento da síntese de lignina e redução no teor de fenóis, aumentos no teor de proteínas solúveis e de açúcares redutores nas folhas, redução do crescimento e da produtividade, aumento do teor de proteína dos grãos e redução do teor de amido nestes. Já o B. cereus apenas ocasionou aumento na atividade de peroxidase de forma atenuada e tendeu a aumentar a atividade de proteases, e reduzir o teor de proteínas nas folhas sem interferir no crescimento ou na produtividade, mas reduziu o teor de proteína dos grãos, mas aumentou o teor de amido nestes. Portanto, o indutor B. cereus , aparentemente alterou muito pouco o metabolismo do feijoeiro, sem interferir na produtividade e melhorando a qualidade da produção, enquanto que o indutor abiótico ASM alterou muito mais seu metabolismo, gerando um custo metabólico e redirecionando os fotoassimilados para investir em defesas, a custo da redução da produtividade. / The induction of systemic resistance involves the activation of latent resistance mechanisms in plants against pathogens in response to the treatment with biotic or abiotic agents. The plants present latent defense system that can be activated with the goal of saving energy. Thus, the induced resistance under natural conditions will represent cost only in the pathogen presence. In this way, plants that invest their resources to defend themselves in the absence of the pathogen will pay off with costs that will reflect in productivity, since the metabolic changes that led to resistance have associated fitness cost which could outweigh the benefit. The negative effects on plant productivity usually occur when chemical inducers are used repeatedly or in higher doses, mainly in the absence of the pathogen. Thus, we can say that in some cases we can be walking on a fine line between cost and benefit, where the cure may be as bad as the disease itself. In this work, experiments were carry out to verify biochemical and physiologic alterations, correlating them with production parameters of bean plants treated with acibenzolar-S-methyl (ASM), chemical inducer, or Bacillus cereus , biological inducer, before the pathogen arrival. Initially, bean plants were evaluated for induced resistance against Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli when treated with the two inducers. In the absence of the pathogen, it was evaluated the physiological parameters respiration and photosynthesis and the activity of enzymes involved in the defense as peroxidase, chitinase, β-1,3-glucanase, phenylalanine ammonia-lyase and polifenoloxidase and activity of enzymes involved in the catabolism as proteases, and the synthesis of compounds of the secondary metabolism as phenols and lignin, and the synthesis of compounds of the primary metabolism as proteins and sugars. The growth of the plants was evaluated as well as their productivity and production parameters. Some quality parameters of the grains were also evaluated. The occurrence of the resistance induced in the bean plants against the pathogens was observed for the two inducers. However, for the ASM the resistance induced was associated to increases in peroxidase, chitinase and β-1,3-glucanase activities, increase in the protease activity, increase in lignin synthesis and reduction in the phenol content, increase in soluble proteins and sugar content in the leaves, reduction of the growth and productivity, increasing the protein and reducing the starch content of the grains. The B. cereus only increased peroxidase activity in a lower way and showed a tendency to increase protease activity, and to reduce the protein content in the leaves without interfering in the growth or in the productivity, but it reduced the protein content and it increased the starch content of the grains. Therefore, the biotic inducer, B. cereus altered a minimum the metabolism of the bean plant, without interfering in the productivity and improving the quality of the production, while the abiotic inducer ASM altered its metabolism, generating a metabolic cost and consuming the plant photosyntathes to invest in defenses, causing a reduction in the productivity.