Publicação: Terapia fotodinâmica, nanopartículas, lignina e quitosana no tratamento de sementes de trigo para controle de Alternaria spp.
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CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::FITOSSANIDADE::FITOPATOLOGIA
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Orientador
Coorientador
Catão, Hugo César Rodrigues Moreira
Resumo
A expansão da cultura do trigo (Triticum aestivum L.) para o Cerrado brasileiro intensificou os desafios
fitossanitários associados a patógenos transmitidos por sementes, com destaque para Alternaria
alternata, responsável por perdas de produtividade e pela redução da qualidade fisiológica e sanitária
das sementes. Paralelamente, o controle químico convencional tem apresentado limitações
relacionadas à seleção de populações resistentes, impactos ambientais e efeitos adversos sobre o vigor
das sementes, o que reforça a necessidade de estratégias alternativas, sustentáveis e eficazes para o
tratamento de sementes. Nesse contexto, esta tese avaliou o potencial de tecnologias emergentes para
o controle de A. alternata, com nanopartículas (NPs) metálicas e semicondutoras (ZnO, ZnOCl, TiO2
e TiO₂-Fe), NPs dopadas com prata (ZnO:Ag, ZnOCl:Ag) e cobre (ZnO:Cu, ZnOCl:Cu); formulações
híbridas de lignato com NP (lignato:NP); quitosana e a combinação de NPs com terapia fotodinâmica
(TFD) utilizando azul de metileno (AM) e azul de toluidina. As avaliações compreenderam ensaios in
vitro, tratamento de sementes naturalmente contaminadas e análise da qualidade fisiológica,
considerando germinação, vigor, emergência e envelhecimento acelerado. As nanopartículas ZnO,
ZnOCl:10%Cu, ZnO:10%Ag, TiO₂:5%Fe apresentaram atividade antifúngica in vitro, com inibição do
crescimento micelial de A. alternata, apresentando um controle de 49 e 88%. No tratamento de
sementes naturalmente contaminadas, a combinação ZnOCl:11%Ag associada à TFD com MB
apresentou 93% de controle de Alternaria alternata, sendo estatisticamente semelhante ao tratamento
químico convencional. A formulação lignato:ZnOCl (75:25) promoveu 69% de controle, enquanto a
quitosana a 4% alcançou 89% de controle, destacando-se como alternativas eficazes e sustentáveis para
o manejo do patógeno em sementes de trigo. Os tratamentos não comprometeram a germinação, o vigor
ou a emergência das sementes e o envelhecimento acelerado. Os resultados demonstram que as NPs,
lignina:NP, a quitosana e a TFD isolada ou combinada, apresentam potencial antifúngico no controle
de Alternaria alternata e configuram alternativas eficazes para o tratamento de sementes de trigo sem
prejuízo à qualidade fisiológica das sementes, contribuindo para a sustentabilidade da triticultura no
Cerrado brasileiro e para a consolidação de sistemas agrícolas, alinhados aos objetivos de segurança
alimentar e conservação ambiental
Abstract
The expansion of wheat cultivation (Triticum aestivum L.) into the Brazilian Cerrado has intensified
phytosanitary challenges associated with seed-borne pathogens, particularly Alternaria alternata,
which is responsible for yield losses and reductions in the physiological and sanitary quality of
seeds. At the same time, conventional chemical control has shown limitations related to the
selection of resistant populations, environmental impacts, and adverse effects on seed vigor,
reinforcing the need for alternative, sustainable, and effective seed treatment strategies. In this
context, this thesis evalu-ated the potential of emerging technologies for the control of A. alternata,
including metallic and semiconductor nanoparticles (NPs) (ZnO, ZnOCl, TiO₂, and TiO₂–Fe),
silver-doped (ZnO:Ag, ZnOCl:Ag) and copper-doped nanoparticles (ZnO:Cu, ZnOCl:Cu), hybrid
lignate–nanoparticle for-mulations (lignate:NP), chitosan, and the combination of NPs with
photodynamic therapy (PDT) us-ing methylene blue (MB) and toluidine blue. The evaluations
comprised in vitro assays, treatment of naturally contaminated seeds, and analysis of seed
physiological quality, considering germination, vigor, emergence, and accelerated aging. The
nanoparticles ZnO, ZnOCl:10%Cu, ZnO:10%Ag, and TiO₂:5%Fe exhibited in vitro antifungal
activity by inhibiting A. alternata mycelial growth, with con-trol levels ranging from 49% to 88%.
In the treatment of naturally contaminated seeds, the combina-tion of ZnOCl:11%Ag associated
with PDT mediated by MB achieved 93% control of Alternaria alternata, which was statistically
similar to conventional chemical treatment. The lignate:ZnOCl (75:25) formulation provided 69%
control, while chitosan at 4% achieved 89% control, highlighting these approaches as effective and
sustainable alternatives for pathogen management in wheat seeds. None of the treatments
compromised seed germination, vigor, emergence, or performance after ac-celerated aging. Overall,
the results demonstrate that NPs, lignate–nanoparticle systems, chitosan, and PDT, applied
individually or in combination, exhibit antifungal potential against Alternaria al-ternata and
represent effective alternatives for wheat seed treatment without impairing seed physio-logical
quality, contributing to the sustainability of wheat production in the Brazilian Cerrado and to the
consolidation of agricultural systems aligned with food security and environmental conservation
goals.
Palavras-chave
controle alternativo, patógenos transmitidos por sementes, nanotecnologia, sustentabilidade agrícola, alternative control, seedborne pathogens, nanotechnology, agricultural sustainability, Triticum aestivum
Citação
DUARTE, Lucas Couto. Terapia fotodinâmica, nanopartículas, lignina e quitosana no tratamento de sementes de trigo para controle de Alternaria spp. 2026. 187 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.188.
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