Thesis (M.S.)--Villanova University, 2008. / Chemistry Dept. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph.D.) - University of Queensland, 2006. / Includes bibliography.

Thesis (M. Agric. (Plant Production)) -- University of Limpopo, 2019 / Phytonematicides have allelochemicals as active ingredients and could be highly phytotoxic on crops being protected against nematode damage. In order to avoid phytotoxicity, the application concentration, technically referred to as mean concentration stimulation point (MCSP), along with the application interval, have to be empirically established. The Curve-fitting Allelochemical Response Data (CARD) computer-based model was adopted at the Green Biotechnologies Research Centre of Excellence (GBRCE) for developing the MCSP. The MCSP is computed from the CARD-generated biological indices and was technically defined as a phytonematicide concentration that could manage the nematode population densities without causing phytotoxicity to the test crop and it is plant-specific. The MCSP and application interval had been empirically established for different crops, but they had not been established for sweet potatoes. Therefore, the objective of the study was to determine the MCSP for Nemarioc-AL phytonematicide on Meloidogyne javanica-infected sweet potato cv. ꞌBopheloꞌ and its application interval. Sweet potato cuttings were planted in 25-cm diameter plastic bags containing steam-pasteurised loam soil and Hygromix at 3:1 (v/v) ratio. Each plant was inoculated with 5 000 eggs and second-stage juveniles (J2) of M. javanica, with seven treatments, namely, 0, 2, 4, 8, 16, 32 and 64% Nemarioc-AL phytonematicide, arranged in a randomised complete block design, with five replicates. At 56 days after the initiation of treatment, the MCSP values for plant variables and plant physiology variables were 1.92 and 3.08% Nemarioc-AL phytonematicide, respectively. The overall sensitivity values for plant variables and plant physiology variables were 0 and 1 unit, respectively, showing that the sweet potato cv. ꞌBopheloꞌ was highly sensitive to the product. Nematode variables with increasing concentrations of Nemarioc-AL phytonematicide exhibited positive and quadratic relations. The life cycle of M. javanica and the derived MCSP were used to empirically establish the application interval. Briefly, the location and most materials and methods were as outlined above except that ‘weeks-per-month-of-30 days’, with the MCSP being applied on 0, 7.5, 15, 22.5 and 30 days (0, 1, 2, 3 and 4 weeks) serving as treatments, replicated eight times. At 56 days after the treatments, plant variables and increasing application interval exhibited positive quadratic relations with the average of 2.55 ‘week of-30-day-month’ translating to 19 days (2.55/4 × 30), with nematode variables exhibiting negative quadratic relationships. In conclusion, when the MCSP of Nemarioc AL phytonematicide on sweet potato cv. 'Bophelo' at 1.92% was applied every 19 days, it would not be phytotoxic, but it would be able to suppress nematode population densities of M. javanica. The MCSP for essential nutrient elements could be reduced to that of plant growth variables, since the products are not intended for use as fertilisers.

Orientadores: Márcia Regina Braga, Fábio Sérgio Barbosa da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_LeilyaneConceicaodeSouza_D.pdf: 6987430 bytes, checksum: fca51edac0c11a47ee297e2afe9a5a4c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Sesbania virgata (Cav.) Pers. é uma Fabaceae com potencial para revegetação de áreas degradadas e que forma simbiose com fungos micorrízicos arbusculares (FMA). Suas sementes possuem aleloquímicos que são exsudados no início do processo de embebição e encontrados no ambiente que circunda a semente germinante. Ao analisar a co-germinação de S. virgata com sementes de tomate (Solanum lycopersicum L.), foi observada inibição da germinação e redução no índice de velocidade de germinação (IVG) de sementes de tomate, afetando severamente o crescimento inicial da plântula. Para arroz (Oryza sativa L.), os únicos parâmetros sensíveis à co-germinação com S. virgata foram o comprimento radicular e da parte aérea. A avaliação dos efeitos alelopáticos de extratos aquosos de exsudatos de sementes de S. virgata sobre essas espécies agronômicas mostrou que a germinação e o crescimento das plântulas foram afetados já com a menor concentração utilizada (1 mg mL-1). Além disso, em presença do exsudato, as sementes de tomate e arroz mostraram redução na mobilização dos carboidratos de reserva, fato não observado quando (+)-catequina comercial foi utilizada, sugerindo que existem outros compostos alelopáticos em sementes de S. virgata, além da (+)-catequina, que podem interferir no desenvolvimento das espécies estudadas. Os exsudatos de sementes de S. virgata reduziram a atividade da endo-?-mananase e aumentaram a da invertase ácida vacuolar em tomate, enquanto que a (+)-catequina comercial promoveu a atividade da endo-?-mananase e inibiu a da invertase ácida de parede celular. Ao examinar os efeitos de exsudatos brutos de sementes e de raízes de S. virgata em relação à fase assimbiótica de FMA, avaliando-se a germinação e o crescimento micelial in vitro de esporos de Gigaspora albida Becker & Hall, foi observado estímulo a G. albida somente na presença dos exsudatos de sementes. Pode-se concluir que as sementes de S. virgata apresentam efeito alelopático sobre as espécies agronômicas avaliadas, inibindo o seu crescimento e interferindo com a mobilização de reservas, e que seus exsudatos exercem efeitos positivos sobre a fase assimbiótica de G. albida / Abstract: Sesbania virgata (Cav.) Pers. is a legume species with potential for restoration of degraded areas and that forms symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). Their seeds have allelochemicals that are exudated at the beginning of the imbibition process and found in the environment that surrounds the germinating seed. Co-germination of S. virgata with seeds of tomato (Solanum lycopersicum L.) caused reduction in the germination percentage and germination speed index (IVG) of tomato, severely affecting seedling initial growth. Co-germination of rice (Oryza sativa L.) with S. virgata reduced root length and the growth of the aerial part of rice seedlings. The allelopathic effects of the S. virgata seed exudates on germination and seedling growth of these agronomic species were seen at the lowest assayed concentration (1 mg mL-1). In addition, in the presence of the exudates, reduction in mobilization of storage carbohydrates was observed in seeds of tomato and rice, an effect that was not seen when commercial (+)-catechin was used. These results suggest that, besides (+)-catechin, there are other allelopathic compounds in seeds of S. virgata that can interfere with the development of the agronomic species. In tomato, seed exudates of S. virgata reduced the activity of endo-?-mannanase and increased vacuolar acid invertase, whereas commercial (+)-catechin promoted the activity of endo-?-mannanase and inhibited cell wall acid invertase. When seed or root exudates of S. virgata were assayed on the assymbiotic phase of the AMF, spore germination and mycelial growth of Gigaspora albida Becker & Hall were stimulated in vitro only in the presence of the seed exudates. We concluded that seeds of S. virgata have allelopathic effect on agronomic species, inhibiting their growth and interfering with the mobilization of reserves and that their exudates exert positive effects on the assymbiotic phase of G. albida / Doutorado / Biologia Celular / Doutora em Biologia Celular e Estrutural

To investigate potential sources of novel grain protectors, this study evaluated, firstly, the bioactivity of ethanolic extracts (66) prepared from 29 species belonging to 11 different genera of Neotropical Annonaceae against the maize weevil Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). A screening assay demonstrated that the most pronounced effects (acute and chronic) on S. zeamais were caused by extracts from the Annona montana, A. mucosa, A. muricata and A. sylvatica seeds, and, to a lesser extent, by extracts prepared from leaves of A. montana, A. mucosa, A. muricata, and Duguetia lanceolata. However, the most active extracts (from seeds) did not affect fungal growth and aflatoxin production of Aspergillus flavus (Ascomycota: Trichocomaceae). Using the maize weevil as bioindicator, bioguided fractionations were then conducted in order to isolate, purify and characterize the possible active compound(s) from the most interesting extracts. By means of different chromatographic procedures, nine compounds (five acetogenins, three steroids, and one aromatic compound) were isolated. The acetogenins rolliniastatin-1 and ACG4 (structural determination in progress) and the aromatic compound 2,4,5- trimethoxystyrene as well as the steroids campesterol, stigmasterol, and sitosterol [tested in mixture (8.44 + 12.37 + 79.19%, respectively)] showed promising grain protective properties. Furthermore, the obtained results indicate that compounds from different chemical natures have a synergistic effect on the overall biological activity of the crude extracts. In a second study, the acute and chronic toxicity of selected ethanolic seed extracts from Annona species (A. montana, A. mucosa, A. muricata, and A. sylvatica) and an acetogenin-based commercial bioinsecticide (Anosom® 1EC) were investigated against the cabbage looper Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) and the green peach aphid Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). In the laboratory, extracts of A. mucosa and A. sylvatica as well as Anosom® were especially active through oral and topical administration. A greenhouse trial showed that a formulated A. mucosa extract and Anosom® were highly effective (>98% mortality) against third instar of T. ni larvae, and comparable to a pyrethrin-based commercial insecticide (Insect Spray®) used as a positive control. Similar to results with T. ni, A. mucosa extract showed the greatest aphicidal either in laboratory or greenhouse bioassays. In a third study, the acaricidal activity [against the citrus red mite Panonychus citri (Acari: Tetranychidae)] of the ethanolic extract from A. mucosa seeds (most active) was investigated. In laboratory tests, it exhibited levels of activity superior to commercial acaricides/insecticides of natural origin [Anosom® 1EC (annonin), Derisom® 2EC (karanjin), and Azamax® 1.2EC (azadirachtin + 3- tigloylazadirachtol)] and similar to a synthetic acaricide [Envidor® 24 SC (spirodiclofen)]. Finally, the compatibility of A. mucosa seed extract with three entomopathogenic fungi species (Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea and Metarhizium anisopliae) was assessed. In overall, it was compatible with the three entomopathogenic fungi species when tested at recommended concentrations for target pest species control. Therefore, this study argues for the use of derivatives from Neotropical Annonaceae as a useful component in the framework of integrated pest management (IPM) programs. / Visando investigar potenciais fontes de novos protetores de grãos, este estudo avaliou, primeiramente, a bioatividade de extratos etanólicos (66) obtidos de 29 espécies pertencentes a 11 diferentes gêneros de anonáceas neotropicais sobre o gorgulho-do-milho Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). A triagem inicial demonstrou que os efeitos (agudos e crônicos) mais pronunciados sobre S. zeamais foram causados pelos extratos de sementes de Annona montana, de A. mucosa, de A. muricata e de A. sylvatica, seguidos pelos extratos de folhas de A. montana, de A. mucosa, de A. muricata e de Duguetia lanceolata. No entanto, os extratos mais ativos (sementes) não afetaram o crescimento vegetativo e a produção de aflatoxinas de um isolado de Aspergillus flavus (Ascomycota: Trichocomaceae). Fracionamentos biomonitorados foram então realizados a fim de isolar, purificar e caracterizar o(s) composto(s) ativo(s) majoritário(s) dos extratos mais promissores, utilizando-se, para isso, o gorgulho-do-milho como bioindicador. Por meio de diferentes procedimentos cromatográficos, foram isolados nove compostos: cinco acetogeninas, três esteroides e um composto aromático. As acetogeninas roliniastatina-1 e ACG4 (determinação estrutural em andamento), o composto aromático 2,4,5-trimetoxiestireno e os esteroides campesterol, estigmasterol e sitosterol [testados em mistura (8,44 + 12,37 + 79,19%, respectivamente)] mostraram promissoras propriedades protetoras de grãos. Em geral, os resultados obtidos indicaram que compostos de diferentes naturezas químicas têm efeito sinérgico sobre a atividade biológica dos extratos brutos. No segundo estudo, foi avaliada a toxicidade aguda e crônica dos extratos selecionados de sementes de Annona (A. montana, A. mucosa, A. muricata e A. sylvatica) e de um bioinseticida comercial à base de acetogeninas (Anosom® 1EC) sobre a lagarta-mede-palmo Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) e sobre o pulgão-verde Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Em laboratório, os extratos de A. mucosa e de A. sylvatica e o bioinseticida Anosom® foram especialmente ativos através da administração oral e tópica. Em casa de vegetação, um extrato formulado de A. mucosa e Anosom® foram altamente eficazes contra larvas de terceiro ínstar de T. ni, com eficácia comparável ao de um inseticida comercial à base de piretrinas (Insect Spray®) utilizado como controle positivo. Similar aos resultados com T. ni, o extrato de A. mucosa apresentou a maior atividade aficida, tanto em bioensaios em laboratório quanto em casa de vegetação. No terceiro estudo, a atividade acaricida [sobre o ácaro-purpúreo-dos-citros Panonychus citri (Acari: Tetranychidae)] do extrato de sementes de A. mucosa (mais ativo) foi avaliada em bioensaios laboratoriais. O extrato de A. mucosa apresentou eficácia superior aos acaricidas/inseticidas comerciais de origem natural [Anosom® 1EC (anonina), Derisom® 2EC (karanjina) e Azamax® 1.2EC (azadiractina + 3-tigloilazadiractol)] e similar a um acaricida sintético [Envidor® 24SC (espirodiclofeno)]. Finalmente, foi avaliada a compatibilidade do extrato de sementes de A. mucosa com três espécies de fungos entomopatogênicos (Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Metarhizium anisopliae). De modo geral, o extrato de A. mucosa foi compatível com as três espécies quando testado nas concentrações preconizadas para o controle das espécies-praga alvo. Assim, este estudo fornece importantes subsídios para o uso de derivados de anonáceas neotropicais como um componente útil para os programas de manejo integrado de pragas (MIP).

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariane.pdf: 1180363 bytes, checksum: 5cccbdb393d6e8854e4584c1018ca32d (MD5) Previous issue date: 2011-12-12 / Invasive plants can cause problems to the exploitation of agriculture worldwide. The chemical control of these plants has generated several environmental problems, such as the contamination of natural resources, the compromising the food quality, the poisoning of farmers, the development of the weed s resistance, among others. An alternative to reduce the use of pesticides is the use of biological control, using pathogenic fungi that produce a variety of secondary compounds in culture medium, which exhibit phytotoxicity. Thus, the objective of this study was to determine the allelopathic activity of culture filtrate produced by pathogenic fungi that attack soybeans (Fusarium solani, Macrophomina phaseolina) and maize (Fusarium graminearum, Diplodia maydis). We evaluated the effects of fungal filtrates at concentrations of 0, 1, 5, 10, 15 and 20% on seed germination and on the developments of both radicle and hypocotyl of Canadian horseweed (Conyza canadensis (L.) Cronq.) broomstick (Bidens pilosa L.) and milkweed (Euphorbia heterophylla L.). Such effects were also tested on cultivated plants (soy and corn). The design of the experiment was completely randomized, with six treatments and four replications. The results indicate that the filtered solution of the Fusarium solani culture presented negative effect on Canadian horseweed, broomstick and milkweed without affecting the soy negatively. Diplodia maydis provided the reduction of growth of horseweed and milkweed without causing damage to the maize culture. Finally, the one of Macrophomina phaseolina decreased the growth of milkweed plantules without affecting the maize negatively, suggesting that these filtered solutions can be used for controlling invasive plants, being an ecologically friendly alternative for the reduction of the herbicides use and for protecting the environment / Plantas invasoras causam problemas à exploração da agricultura mundial, e o controle químico dessas plantas tem gerado diversos problemas ambientais, como contaminação de recursos naturais, comprometimento da qualidade de alimentos, intoxicação de agricultores, resistência de plantas invasoras, entre outros desequilíbrios. Uma das alternativas para reduzir o uso de agrotóxicos é a utilização do controle alternativo, empregando fungos fitopatogênicos que produzem uma variedade de compostos secundários em meio de cultivo, os quais exibem atividade fitotóxica. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a atividade alelopática do filtrado de cultura produzido por fungos fitopatogênicos que atacam a soja (Fusarium solani e Macrophomina phaseolina) e o milho (Fusarium graminearum e Diplodia maydis). Foram avaliados os efeitos in vitro dos filtrados fúngicos, nas concentrações de 0, 1, 5, 10, 15 e 20%, sobre a germinação de sementes e desenvolvimento de radícula e hipocótilo de buva (Conyza canadensis (L.) Cronq.), picão-preto (Bidens pilosa L.) e amendoim bravo (Euphorbia heterophylla L.). Também foi testado este efeito sobre as plantas cultivadas (soja e milho). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com vinte e um tratamentos e quatro repetições. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e de regressão polinomial. Os resultados indicaram que o filtrado de cultura de Fusarium solani apresentou efeitos negativos sobre buva, picão-preto e amendoim bravo sem afetar negativamente a soja. Diplodia maydis proporcionou redução de crescimento de buva e amendoim bravo sem causar prejuízo à cultura do milho. Finalmente, o filtrado de Macrophomina phaseolina diminuiu o crescimento de plântulas de amendoim bravo sem afetar negativamente o milho, sugerindo que esses filtrados possam ser utilizados para controle das plantas invasoras em questão como alternativa ecologicamente correta na redução do consumo de herbicidas e na proteção ao ambiente

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcia Mauli.pdf: 2078988 bytes, checksum: f7acd59f9f9540c3713e7315d3a18a92 (MD5) Previous issue date: 2013-11-12 / This trial aimed at isolating and identifying secondary compounds of winter cover crops as black oats, turnip and hairy vetch in order to meet the growing need for healthy products that do not harm the environment. It also enlarges the management knowledge of such crops to demonstrate their advantages on weed control and stimulate the use of a correct no-tillage system, since there is some evidence of their allelopathic potential. Parameters that help on elucidating decomposition of plant residues and releasing allelochemicals to inhibit Bidens pilosa have been evaluated as inhibition percentage according to the amount of mass, which used the amounts of 10, 20, 30, 40 and 50 g, equivalent to 7.5, 15, 22.5, 30 and 37.5 t ha -1, and as well as the control treatment (no mass cover). It was also evaluated influence of field capacity on the wastes decomposition, with 50 and 70% of available water plus the control (100%). There was some releasing of allelochemicals by permanence of plant material on the soil in order to evaluate their respective periods of vegetable permanence: 0, 2, 4, 6 and 8 weeks and the application of soil solution where cover crops were cultivated, which were tested in a concentrated way and at the following dilutions 100, 200, 300 and 400 mL L- 1, as well as the control. In all tests, emergence (inhibition emergence percentage, emergence speed index - ESI and emergence speed - ES) during 10 days and initial development (fresh and dry weight of shoot and root) during 30 days were evaluated. Five seeds or seedlings have been used in pot and 20 of them in gerbox, with three replications. The secondary compounds were obtained by exhaustive extraction during seven days, isolated by column chromatography by wet (CCW) and identified by nuclear magnetic resonance (NMR). The main chemical groups in plants were also identified through techniques such as fingerprint and phytochemical screen. The experimental design was completely randomized. Quantitative data were submitted to variance analysis to check significance and were submitted to regression analysis. The qualitative data were submitted to average comparison by Tukey test at 5 % probability. Generally, the greater residue amount on soil, the greater is B. pilosa inhibition. The best regarding water content in soil is that the result must range between 70 and 50%, which is when the greatest inhibitions occurred. During the evaluation of decomposition periods, there was greater interference on sterilized soil and the residue management than the period itself. Thus, the most significant results were found in no sterilized soil and residue incorporation. The soil solution showed considerable changes in B. pilosa emergence only during the last sampling collections, especially in oilseed radish and hairy vetch. The results, in this case, were more significant when germitest paper was used than sand as substrate. In relation to the compounds, it was detected the presence of tannins, steroids and triterpenoids, derived from coumarin, spumidic saponin and alkaloids. So, based on the observed positive changes, it is recommended to use these cover crops in crop rotation with soybeans to reduce B. pilosa weed / Este trabalho teve por objetivo isolar e identificar os compostos secundários das espécies de cobertura de inverno tais como aveia preta, nabo forrageiro e ervilhaca peluda a fim de suprir a crescente necessidade de busca por produtos saudáveis e que não agridam o meio ambiente. Além de ampliar os conhecimentos sobre o manejo dessas plantas, para demonstrar suas vantagens no controle de plantas invasoras e incentivar o uso do sistema plantio direto de forma adequada, já que as mesmas possuem evidências de potencial alelopático. Parâmetros que auxiliassem na elucidação da decomposição dos resíduos vegetais e liberação de aleloquímicos na inibição de picão preto foram avaliados, como a porcentagem de inibição em função da quantidade de massa, usando as quantidades de 10, 20, 30, 40 e 50 g, equivalentes a 7,5; 15; 22,5; 30 e 37,5 t ha-1, além da testemunha (sem cobertura). Também foi avaliada a influência da capacidade de campo na decomposição dos resíduos, com 70 e 50% de água disponível, mais a testemunha (100%). Houve a liberação de aleloquímicos pela permanência do material vegetal sobre o solo, em que foram avaliados os respectivos períodos de permanência vegetal: 0; 2; 4; 6 e 8 semanas e aplicação de solução do solo onde foram cultivadas as espécies de cobertura, as quais foram testadas de forma concentrada e nas diluições 100; 200; 300 e 400 mL L-1, mais a testemunha. Em todos os testes foram avaliados: emergência (porcentagem de inibição de emergência, índice de velocidade de emergência IVE e velocidade de emergência, VE) durante 10 dias e desenvolvimento inicial (massa fresca e seca de parte aérea e da raiz) durante 30 dias. Cinco sementes ou plântulas em vaso e 20 delas em gerbox foram utilizadas, com três repetições. Os compostos secundários foram extraídos por extração exaustiva durante sete dias; isolados por coluna cromatográfica por via úmida (CCVU) e identificados por ressonância magnética nuclear (RMN). Os principais grupos químicos presentes nas plantas também foram identificados por meio das técnicas fingerprint e screen fitoquímico. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC). Os dados quantitativos foram submetidos à análise de variância para verificação de significância e submetidos à análise de regressão. Os qualitativos foram submetidos à comparação de médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. De modo geral, quanto maior a quantidade de resíduo sobre o solo, maior a inibição de picão preto. O ideal é que, no que se refere à quantidade de água no solo, o resultado fique entre 70 e 50%, quando ocorreram as maiores inibições. Na avaliação dos períodos de decomposição, houve maior interferência do solo esterilizado e do manejo do resíduo do que do próprio tempo. Todavia, os resultados mais expressivos foram encontrados em solo não esterilizado e com incorporação do resíduo. A solução do solo apresentou alterações consideráveis na emergência de picão preto apenas nas últimas coletas, principalmente em nabo forrageiro e ervilhaca peluda. Os resultados, neste caso, foram mais expressivos quando se utilizou papel germiteste do que areia como substrato. Com relação aos compostos presentes nas plantas, detectou-se a presença de taninos, esteroides e triterpenóides, derivados de cumarina, saponina espumídica e alcaloides. Em vista dos resultados observados, recomenda-se o uso dessas plantas de cobertura na rotação de culturas com a soja, visando à diminuição da planta invasora picão preto

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariane.pdf: 1180363 bytes, checksum: 5cccbdb393d6e8854e4584c1018ca32d (MD5) Previous issue date: 2011-12-12 / Invasive plants can cause problems to the exploitation of agriculture worldwide. The chemical control of these plants has generated several environmental problems, such as the contamination of natural resources, the compromising the food quality, the poisoning of farmers, the development of the weed s resistance, among others. An alternative to reduce the use of pesticides is the use of biological control, using pathogenic fungi that produce a variety of secondary compounds in culture medium, which exhibit phytotoxicity. Thus, the objective of this study was to determine the allelopathic activity of culture filtrate produced by pathogenic fungi that attack soybeans (Fusarium solani, Macrophomina phaseolina) and maize (Fusarium graminearum, Diplodia maydis). We evaluated the effects of fungal filtrates at concentrations of 0, 1, 5, 10, 15 and 20% on seed germination and on the developments of both radicle and hypocotyl of Canadian horseweed (Conyza canadensis (L.) Cronq.) broomstick (Bidens pilosa L.) and milkweed (Euphorbia heterophylla L.). Such effects were also tested on cultivated plants (soy and corn). The design of the experiment was completely randomized, with six treatments and four replications. The results indicate that the filtered solution of the Fusarium solani culture presented negative effect on Canadian horseweed, broomstick and milkweed without affecting the soy negatively. Diplodia maydis provided the reduction of growth of horseweed and milkweed without causing damage to the maize culture. Finally, the one of Macrophomina phaseolina decreased the growth of milkweed plantules without affecting the maize negatively, suggesting that these filtered solutions can be used for controlling invasive plants, being an ecologically friendly alternative for the reduction of the herbicides use and for protecting the environment / Plantas invasoras causam problemas à exploração da agricultura mundial, e o controle químico dessas plantas tem gerado diversos problemas ambientais, como contaminação de recursos naturais, comprometimento da qualidade de alimentos, intoxicação de agricultores, resistência de plantas invasoras, entre outros desequilíbrios. Uma das alternativas para reduzir o uso de agrotóxicos é a utilização do controle alternativo, empregando fungos fitopatogênicos que produzem uma variedade de compostos secundários em meio de cultivo, os quais exibem atividade fitotóxica. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a atividade alelopática do filtrado de cultura produzido por fungos fitopatogênicos que atacam a soja (Fusarium solani e Macrophomina phaseolina) e o milho (Fusarium graminearum e Diplodia maydis). Foram avaliados os efeitos in vitro dos filtrados fúngicos, nas concentrações de 0, 1, 5, 10, 15 e 20%, sobre a germinação de sementes e desenvolvimento de radícula e hipocótilo de buva (Conyza canadensis (L.) Cronq.), picão-preto (Bidens pilosa L.) e amendoim bravo (Euphorbia heterophylla L.). Também foi testado este efeito sobre as plantas cultivadas (soja e milho). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com vinte e um tratamentos e quatro repetições. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e de regressão polinomial. Os resultados indicaram que o filtrado de cultura de Fusarium solani apresentou efeitos negativos sobre buva, picão-preto e amendoim bravo sem afetar negativamente a soja. Diplodia maydis proporcionou redução de crescimento de buva e amendoim bravo sem causar prejuízo à cultura do milho. Finalmente, o filtrado de Macrophomina phaseolina diminuiu o crescimento de plântulas de amendoim bravo sem afetar negativamente o milho, sugerindo que esses filtrados possam ser utilizados para controle das plantas invasoras em questão como alternativa ecologicamente correta na redução do consumo de herbicidas e na proteção ao ambiente

Visando detectar alternativas de manejo para a lagarta-do-cartucho-do-milho, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae), realizou-se, primeiramente, uma triagem em extratos etanólicos preparados das estruturas (folhas, ramos e sementes) de diferentes espécies de Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulata, A. sylvatica e Duguetia lanceolata). Com base nessa etapa inicial, constatou-se que o extrato etanólico das sementes de A. mucosa (ESAM) foi o mais promissor, causando significativa toxicidade aguda (CL50 e CL90 de 842,97 e 1.882,00 mg kg-1, respectivamente) e pronunciada inibição do desenvolvimento larval (toxicidade crônica), após sete dias de exposição a dietas tratadas. Na CL50, o ESAM reduziu as viabilidades larval e pupal e o peso de pupas com 24 horas, e aumentou a duração da fase larval. No entanto, o ESAM não ocasionou efeito fagodeterrente para larvas de quarto ínstar de S. frugiperda, embora tenha reduzido o consumo ao longo do tempo. Feito isso, a eficácia de ESAM foi comparada com inseticidas comerciais de origem natural (Azamax® 1,2 EC) e sintética (Premio® SC). Nessa comparação, o ESAM (na CL90) apresentou eficácia similar (equitóxico) aos dois produtos comerciais (utilizados na dose registrada para o controle do inseto-praga). A seguir, foi realizado o fracionamento biomonitorado através de diferentes técnicas cromatográficas que conduziu ao isolamento da acetogenina roliniastatina-1, identificada (com base em técnicas espectroscópicas) como componente majoritário da fração mais ativa do extrato etanólico de A. mucosa. Roliniastatina-1 foi então novamente ensaiada frente a larvas de S. frugiperda e ocasionou significativos efeitos agudos (mortalidade larval) e crônicos (redução do desevolvimento larval). Por fim, investigou-se a bioatividade de uma formulação à base de acetogeninas (Anosom® 1 EC) recentemente registrada, tanto isoladamente quanto em mistura com uma formulação à base de limonoides (Azamax® 1,2 EC). Anosom® 1 EC, testado na CL90 estimada (2.959,00 mg kg-1) e Azamax® 1,2 EC, testado na concentração registrada para o controle do inseto-praga (4.000,00 mg kg-1), causaram significativa mortalidade larval, sem ocorrer diferença entre os tratamentos tanto quando testados isoladamente como em mistura binária. Anosom® 1 EC (na CL50) provocou ainda aumento significativo das mortalidades larval e pupal e da duração da fase larval, bem como redução do peso pupal do inseto. Dessa forma, derivados de Annonaceae podem constituir um componente útil para o manejo integrado de S. frugiperda em condições de campo. / A screening with ethanolic extracts prepared from structures (leaves, branches and seeds) from different species of Annonaceae (Annona cacans, A. montana, A. mucosa, A. reticulate, A. sylvatica and Duguetia lanceolata) aiming to detect management alternatives for Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) was done. Based on this initial phase, it was verified that the ethanolic extract from seeds of A. mucosa (AMSE) was the most promising one, causing significant acute toxicity (LC50 and LC90 of 842.97 and 1,822.00 mg kg-1, respectively) and pronounced inhibition of larval development (chronic toxicity) after a 7-day exposition to treated diets. At LC50, AMSE decreased larval and pupal viabilities and also the pupal weight at 24 hours, and increased the larval phase duration. However, AMSE didn\'t cause antifeedant effect for 4-instar S. frugiperda larvae, though it decreased consumption throughout the time. After that, AMSE efficacy was compared to commercial pesticides from natural (Azamax® 1.2 EC) and synthetic (Premio® SC) origin. In this confrontation, AMSE (at LC90) showed efficacy similar to that of commercial products (used at registered dose for S. frugiperda control). Then, the bioguided fractionation using different chromatographic techniques which led to isolation of acetogenin rolliniastatin-1 identified as the majoritary compound of the most active ethanolic extract from A. mucosa. After that, rolliniastatin-1 was again tested against S. frugiperda larvae and caused significant acute (larval mortality) and chronic (decrease of larval development) effects. Finally, the bioactivity of a newly-registered acetogenin-based (Anosom® 1 EC) formulation was investigated, both separately and mixed with a limonoid-based formulation (Azamax® 1.2 EC). Anosom® 1 EC, tested at estimated LC90 (2,959.00 mg kg-1) and Azamax® 1.2 EC, tested at registered dose for S. frugiperda (4,000.00 mg kg-1) led to significant larval mortality, without happening any differences between treatments either tested separately or in a binary mixture. Anosom® 1 EC (at LC50) also led to significant increase of larval and pupal mortality and larval phase, as well as insect pupal weight decrease. Thus, Annonaceae derivates can be a useful component for S. frugiperda integrated management under field conditions.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3772.pdf: 1204652 bytes, checksum: 82fe131354521c84cb2f4d3e457d482f (MD5) Previous issue date: 2011-07-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Allelopathy is a process that involves primary or secondary metabolites produced by plants and microorganisms, which influences the growth and development of agricultural and biological systems. The intensity of plant allelopathic effects may depend on the hábitat, age and the biotic and abiotic conditions during the seasons in which they were collected. When allelopathic substances are purified and identified, they can be used to develop alternative products based on natural compounds to control weed species. The Brazilian savanna (cerrado) has very stressful environment conditions, mainly in dry periods, and should favor a greater variety of allelochemicals in Rapanea ferruginea (Ruiz & Pav.) Mez and Rapanea umbellata (Mart.) Mez (Primulaceae), which have leaves with resin canals and minute secretory glands, sparse throughout the abaxial surface, that can accumulate terpenes or tannins. This thesis hypothesis is that there must be allelopathic substances in the species of Rapanea to favor their establishment in the savanna and that they should be influenced by seasonal factors or by plant age. Allelopathy occurs by the release of allelochemicals in the environment and these may have economic importance, serving as molecular models for the production of natural herbicides, less harmful to the environment. In the first chapter, we compared the effect of plant age and season of leave collection on the allelopathic activity of aqueous extracts of R. ferruginea and R. umbelata. For this, germination and initial length bioassays were conducted using commercially bioindicator cultivated species (lettuce, tomato and onion) under the influence of the aqueous leaf extracts of adults and young individuals from wet and dry season at 10 and 5% (weight of leaf powder per volume of distilled water, g/mL). The extract of adult R. umbellata collected in the dry season showed the highest allelopathic activity and was chosen for the other studies of this thesis. In the second chapter, we compared the allelopathic activity of leaf aqueous extract of R. umbellata (10 and 5%) with the synthetic herbicide Oxyfluorfen on germination and initial length of weed species: barnyardgrass (Echinochloa crus-galli L., Poaceae), wild poinsettia (Euphorbia heterophylla L., Euphorbiaceae) and morning-glory (Ipomoea grandifolia Drammer., Convolvulaceae). In the third chapter, bioprospection, purification and isolation of secondary metabolites of agronomic interest was performed with R. umbellata leaves. Bioassays wheat of etiolated coleoptiles and germination and initial length of cress, lettuce, onion and tomato were performed under the effect of extracts of organic solvents for the direction of the compounds purification. The acetone extract was the most active and therefore was used to be fractionated by chromatographic column. It fractions were purified HPLC and Sephadex column. The isolated and purified compounds were identified by NMR1H and 13C spectra. This thesis results permit we to affirm that allelopathy is one way of the R. ferruginea and R. umbellata species to establish themselves in the savanna. The allelopathic activity of its leaves is influenced to a greater degree by the collection season (most active in dry season) than by plant age. The R. umbellata aqueous leaf extract showed distinct action than the Oxyfluorfen synthetic herbicide, being very active on the root part of the weed species while the synthetic herbicide was more active on the arial parts of these species. The bioprospection of R. umbellata leaves conditioned isolation and purification of the substances lutein and (-)- catechin. (-)-Catechin has the potential to be used as a natural origin and biodegradable herbicide. / Alelopatia é o processo que envolve metabólitos secundários ou primários, produzidos pelas plantas e microrganismos, que influencia o crescimento e o desenvolvimento de sistemas agrícolas e biológicos. A intensidade dos efeitos alelopáticos de uma planta pode depender do hábitat, da idade e condições bióticas e abióticas a que estavam sujeitas na época em que forem coletadas. Quando substâncias alelopáticas são purificadas e identificadas, podem ser utilizadas para o desenvolvimento de produtos alernativos baseados em compostos naturais para o controle de espécies infestantes. O ambiente de cerrado possui condições ambientais bastante estressantes, principalmente na época da seca, e deve favorecer uma maior variedade de aleloquímicos nas espécies Rapanea ferruginea (Ruiz & Pav.) Mez e Rapanea umbellata (Mart.) Mez (Primulaceae), que possuem folhas com canais resiníferos e glândulas secretoras diminutas, esparsas por toda face abaxial, que podem acumular terpenos ou taninos. A hipótese desta tese é que devem existir substâncias alelopáticas em espécies de Rapanea que favoreçam o seu estabelecimento no cerrado e que estas devem ser influenciadas por fatores sazonais ou pela idade das plantas. A alelopatia ocorre pela liberação de aleloquímicos no ambiente e estes podem apresentar importância econômica, servindo de modelos para a produção de herbicidas de origem natural, menos agressivos ao meio ambiente. No primeiro capítulo, comparou-se o efeito da idade e da sazonalidade da época de coleta das folhas sobre a atividade alelopática de extratos aquosos de indivíduos de R. ferruginea e R. umbelata. Para tanto, bioensaios de germinação e comprimento inicial de espécies bioindicadoras cultivadas comercialmente (alface, tomate e cebola) foram realizados sob influência dos extratos foliares aquosos de indivíduos adultos e jovens provenientes de estação chuvosa e seca à 10 e 5% (massa de pó de folhas por volume de água destilada, g/mL). O extrato de R. umbellata adulta coletada em estação seca apresentou atividade alelopática elevada e foi escolhido para os demais estudos desta tese. No segundo capítulo, comparou-se a atividade alelopática do extrato aquoso foliar de R. umbellata (10 e 5%) com a de um herbicida sintético (oxifluorfem) sobre a germinação e comprimento inicial de espécies infestantes de culturas agrícolas: capim-arroz (Echinochloa crus-galli L., Poaceae), amendoim-bravo (Euphorbia heterophylla L., Euphorbiaceae) e corda-de-viola (Ipomoea grandifolia Drammer., Convolvulaceae). No terceiro capítulo, a bioprospecção, purificação e isolamento de metabólitos secundários de interesse agronômico foi realizada com folhas de R. umbellata. Para que houvesse um direcionamento na purificação destes compostos, bioensaios de coleóptilos estiolados de trigo, germinação e comprimento inicial de agrião, alface, cebola e tomate foram realizados sob efeito de extratos de solventes orgânicos. O extrato acetônico foi o mais ativo e, portanto, foi utilizado em fracionamento em coluna cromatográfica. Suas frações foram purificadas em CLAE e coluna de Sephadex. Os compostos isolados e purificados foram identificados através de RMN1H e 13C. Os resultados obtidos com esta tese permitem dizer que a alelopatia é uma das formas das espécies de R. ferruginea e R. umbellata se estabelecerem no cerrado. A atividade alelopática de suas folhas é influenciada em maior grau pela época de coleta (mais ativas em estação seca) do que pela idade das plantas. O extrato foliar aquoso de R. umbellata apresentou ação distinta do herbicida sintético oxifluorfem, sendo bastante ativo sobre a parte radicular das espécies infestantes, enquanto o herbicida sintético foi mais ativo sobre a parte aérea destas espécies. A bioprospecção das folhas de R. umbellata levou ao isolamento e a purificação das substâncias luteína e (-)-Catequina. A (-)-Catequina apresenta potencial para ser utilizada como herbicida de origem natural e biodegradável.