Silício e herbivoria no metabolismo e resistência induzida em milho e sorgo

Rodrigues, Anakely Alves Rezende

Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31649

ORCID:	http://orcid.org/0000-0002-3529-8631
Document type:	Tese
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Silício e herbivoria no metabolismo e resistência induzida em milho e sorgo
Alternate title (s):	Silicon and herbivory in metabolism and resistance induced in corn and sorghum
Author:	Rodrigues, Anakely Alves Rezende
First Advisor:	Sampaio, Marcus Vinicius
First member of the Committee:	Celoto, Fernando Juari
Second member of the Committee:	Carvalho, Vanessa Andaló Mendes de
Third member of the Committee:	Canuto, Reinaldo Silva Oliveira
Fourth member of the Committee:	Lima, Diego Tolentino de
Summary:	A utilização de adubação silicatada é uma ferramenta promissora para o manejo de pragas, pois o silício (Si) atua como indutor de resistência seja pela mudança estrutural da planta ou pela produção de compostos de defesa, que podem variar de acordo com o tipo de herbivoria. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a influência do silício e da herbivoria no metabolismo e indução de resistência em milho e sorgo. Para tanto foram propostos dois experimentos, sendo o primeiro com o objetivo de avaliar o efeito da aplicação de Si via solo, na indução de resistência a Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), acumulação de Si pela planta, trocas gasosas, eficiência fotossintética e metabolismo da planta e influência sobre o rendimento da cultura do milho cultivado a campo com doses superiores a 600 kg ha-1 de Si. O segundo experimento com o objetivo de avaliar os compostos químicos produzidos pela planta de sorgo relacionados a indução de resistência por Si e pela herbivoria provocada por insetos mastigadores e sugadores. O primeiro experimento foi realizado na fazenda experimental da UFU, com cinco doses de silício (0; 600; 800; 1.000; 1.200 kg ha-1) x 2 tipos de infestação de S. frugiperda (natural; manual). No segundo experimento plantas de sorgo cultivadas em vasos foram expostas aos estímulos de adubação com Si e/ou herbivoria por lagartas de S. frugiperda. O crescimento populacional de Rhopalosiphum maidis (Fitch) (Hemiptera: Aphididae) foi verificado nessas plantas e considerado como um terceiro estímulo. Foi avaliado o teor de silício foliar, a produção de polifenois e FRAP e realizada a análise de metabolômica. As plantas analisadas foram comparadas com plantas controle sem os estímulos. A aplicação de silício induziu a resistência em plantas de milho a S. frugiperda em condições de campo, reduzindo a desfolha e aumentando o teor desse elemento na folha. Em plantas de sorgo, a herbivoria prévia por lagarta em plantas sem Si induziu resistência por antibiose à R. maidis, provavelmente relacionada a redução na concentração dos compostos 236,1388 e 474,3718. Indução de resistência por antibiose também foi observada em plantas com herbivoria e Si, relacionada à alteração na composição dos compostos 186,0715; 236,1388; 294,1832; 304,2408; 311,2479; 474,3718 e 571,4608. O teor de Si foliar e a atividade metabólica foram maiores nas plantas de sorgo que receberam, em conjunto, aplicação de Si via solo e ambas as herbivorias. O Si apresentou importante papel na indução de resistência em plantas de milho e sorgo, reduzindo a desfolha por S. frugiperda em condições de campo em plantas de milho, sem interferir na produtividade, e reduzindo a população de R. maidis em plantas de sorgo, promovendo o aumento da atividade metabólica.
Abstract:	The use of silicate fertilization is a promising tool for pest management because silicon (Si) acts as a resistance inducer, either by structural change of the plant or by the production of defense compounds, which may vary according to the type of herbivory. The objectives of this work were to evaluate the influence of silicon and herbivory on metabolism and induction of resistance in corn and sorghum. Two experiments were proposed, the first one with the objective of evaluating the effect of Si application via soil on the induction of resistance to Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), on the accumulation of Si by the plant, the gas exchange, photosynthetic efficiency and plant metabolism and influence of Si on the yield of corn crop cultivated in the field with doses higher than 600 kg ha-1 of Si. The second experiment aimed to evaluate the chemical compounds produced by the sorghum plant related to resistance induction by Si and herbivory caused by chewing and sucking insects. The first experiment was carried out at the experimental farm of the UFU, with five doses of silicon (0; 600; 800; 1,000; 1,200 kg ha-1) x 2 types of infestation of S. frugiperda (natural; manual). In the second experiment, sorghum plants grown in pots were exposed to Si fertilization stimuli and/or herbivory by S. frugiperda caterpillars. Population growth of Rhopalosiphum maidis (Fitch) (Hemiptera: Aphididae) was verified in these plants and considered as a third stimulus. Leaf silicon content, polyphenol and FRAP were evaluted and metabolomics analysis was performed. The plants analyzed were compared with control plants, without stimuli. The application of silicon induced the resistance in corn plants to S. frugiperda under field conditions, reducing defoliation and increasing the content of this element in the leaf. In sorghum plants, previous herbivory by caterpillar in plants without Si induced resistance by antibiosis to R. maidis, probably related to the reduction in the concentration of compounds 236,1388 and 474.3718. Induction of resistance by antibiosis was also observed in plants with herbivory and Si, related to the change in the composition of compounds 186.0715; 236.1388; 294.1832; 304.2408; 311.2479; 474.3718 and 571.4608. The leaf Si content and metabolic activity were higher in sorghum plants that received, together, application of Si via soil and both herbivores. Si played an important role in inducing resistance in corn and sorghum plants, reducing defoliation by S. frugiperda under field conditions in corn plants, without interfering with productivity, and reducing the population of R. maidis in sorghum plants, promoting increased metabolic activity.
Keywords:	Adubação silicatada Lagarta-do-cartucho Metabolômica Pulgão do milho Zea mays Sorghum bicolor Silicate fertilization Fall armyworm Metabolomics Corn aphid
Area (s) of CNPq:	CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
Subject:	Milho Sorgo Adubação silicatada
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Program:	Programa de Pós-graduação em Agronomia
Quote:	RODRIGUES, Anakely Alves Rezende. Silício e herbivoria no metabolismo e resistência induzida em milho e sorgo. 2020. 96 f. Tese (Doutorado em Agronomia) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.6009
Document identifier:	http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.6009
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31649
Date of defense:	21-Dec-2020
Appears in Collections:	TESE - Agronomia

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