Silicon and manganese on rice resistance to blast

Blast, caused by the fungus Pyricularia oryzae, is the most important fungal disease of rice. The effect of silicon (Si) and manganese (Mn), and their interaction, on rice resistance to blast was investigated. Rice plants (cultivar "Metica 1") were grown in hydroponic solution with 0 or 2 mmol L-1 of Si and with 0.5, 2.5, and 10 mmol L-1 of Mn. Sixty-day-old plants were inoculated with a conidial suspension of P. oryzae and the incubation period (IP), the number of lesions (NL) per cm² of leaf area, the lesion size (LS), and blast severity were evaluated. Blast severity was scored at 48, 72, 96, and 144 hours after inoculation and data were used to obtain the area under blast progress curve (AUBPC). Silicon concentration was significantly higher in leaf tissues of plants supplied with this element than on its absence, regardless of Mn rates. There was no significant difference in Si concentration among the Mn rates for both - Si and +Si treatments. The Mn concentration was significantly higher in the tissues of plants from the - Si treatment as compared to plants of the +Si treatment, but only at the rate of 10 mmol L-1 of Mn. There was a significant increase in Mn concentration as the rates of this micronutrient increased from 0.5 to 10 mmol L-1 regardless of the Si treatments. The IP significantly increased in the +Si treatment. The Mn rates had no effect on the IP regardless of the Si treatments. The NL was significantly lower in the presence of Si regardless of the Mn rates. The Mn rates had no effect on NL regardless of the Si treatments. The addition of Si to the nutrient solution significantly reduced both LS and AUBPC regardless of Mn rates. However, in the absence of Si, the values for LS and AUBPC were significantly lower at the Mn rate of 10 µmol L-1 as compared to the rate of 0.5 µmol L-1. Overall, the results from this study showed the potential of Si to decrease blast development on rice regardless of the foliar concentration of Mn

Histochemical aspects of wheat resistance to leaf blast mediated by silicon

Blast, caused by Pyricularia oryzae, has become a significant disease threat to wheat (Triticum aestivum L.) in Brazil. This study aimed to investigate at the histochemical level if silicon (Si) could enhance the production of flavonoids in the leaves of wheat plants in response to P. oryzae infection. Plants from the Aliança cultivar, which are susceptible to blast, were grown in hydroponic cultures containing 0 (-Si) or 2 mM of Si (+Si) and inoculated by spraying a conidial suspension of P. oryzae (1 × 105 conidia mL−1) on all adaxial leaf surfaces of plants at 60 days after emergence (growth stage 65). The fourth and fifth leaves of each plant were used to evaluate blast severity at 24, 36, 48, 72 and 96 h after inoculation (hai). At 96 hai, leaves were collected from plants to determine the foliar Si concentration. For cytological observations, leaf samples were randomly collected from the fourth and fifth leaves of each plant at 72 hai. The foliar Si concentration was higher in +Si plants (36 g kg−1) in comparison to -Si plants (2.6 g kg−1). This increased Si concentration was correlated with reduced fungal growth inside the epidermal cells and the development of blast symptoms on leaves. Strong fluorescence, which is an indication of the presence of flavonoids, was detected in the leaf cells of +Si plants using Neu’s and Wilson's reagents. A novel item of evidence is that, at the histochemical level, Si is involved in the potentiation of the biosynthetic pathway of flavonoids that increases wheat resistance to blast

Aspectos microscópicos da interação feijoeiro-Colletotrichum lindemuthianum mediados pelo silício

A antracnose, causada pelo fungo Colletotrichum lindemuthianum, é uma das doenças mais destrutivas que afetam a cultura do feijoeiro. Com o objetivo de encontrar alternativas para o controle dessa doença, o presente trabalho investigou, em nível microscópico, o efeito do silício (Si) na resistência do feijoeiro à infecção por C. lindemuthianum. Plantas de feijoeiro (cv. Pérola) foram cultivadas em solução nutritiva contendo 0 (-Si) ou 2 mM (+Si) de Si e inoculadas no estádio de crescimento V4 com uma suspensão de conídios de C. lindemuthianum. A severidade da antracnose decresceu cerca de 52% nas folhas das plantas supridas com Si (4,4%) em relação às folhas das plantas não supridas (8,5%). Observações de folhas de feijoeiro das plantas não supridas com Si no microscópio eletrônico de varredura revelaram alterações morfológicas nas nervuras em contraste com as folhas de plantas supridas com Si. Utilizando-se a microanálise de raios-X, verificou-se maior concentração dos minerais enxofre, potássio e Si nas folhas das plantas supridas com Si. Em conclusão, o suprimento de Si em plantas de feijoeiro foi importante para reduzir os sintomas da antracnose

Trocas gasosas e estresse oxidativo em plantas de algodoeiro supridas com silício e infectadas por Ramularia areola

Considerando o efeito positivo do silício (Si) na melhoria do desempenho fisiológico de várias espécies de plantas quando infectadas por patógenos, este trabalho teve como meta investigar o efeito desse elemento na capacidade fotossintética e no metabolismo antioxidativo de plantas dos cultivares de algodoeiro NuOpal e BRS Buriti, supridas ou não com Si, durante o processo infeccioso de Ramularia areola. A infecção por R. areola afetou negativamente a taxa líquida de fixação do CO2 (A), a condutância estomática (g s), a transpiração e a razão entre concentração interna e ambiente de CO2 nas plantas dos cultivares NuOpal e BRS Buriti não supridas com Si em relação às plantas supridas com esse elemento. Na presença do Si, houve aumento em A e g s além das concentrações de clorofila a, clorofila b e carotenóides nas plantas dos dois cultivares. A concentração foliar de Si aumentou, o que contribuiu para decrescer em 38% a área abaixo da curva do progresso da mancha de ramulária nas plantas supridas com Si, em relação às plantas não supridas com esse elemento. O fornecimento de Si às plantas de algodoeiro dos dois cultivares aumentou a atividade da dismutase do superóxido (SOD), da peroxidase do ascorbato (APX) e da lipoxigenase (LOX), mas houve redução na atividade da catalase (CAT) e na concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e de aldeído malônico (MDA), houve ainda uma maior perda de eletrólitos. A atividade da glutationa redutase (GR) foi maior nas plantas do cultivar BRS Buriti supridas com Si, enquanto que nas plantas do cultivar NuOpal houve aumento da atividade da glutationa redutase apenas aos 21 dias após inoculação (dai). Conclui-se que a capacidade fotossintética e o sistema antioxidativo das plantas supridas com Si sofreram menor impacto durante o processo infeccioso de R. areola