Acúmulo de prolina em cana-de-açúcar sob estresse hídrico ou submetida ao ataque de cigarrinha-das-raízes

A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. Em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) has become a key pest in the sugarcane (Saccharum officinarum) fields of center-south Brazil. Although some control technologies have shown to be efficient, the damage promoted by this spittlebug species and its interaction with sugarcane are poorly characterized. At high infestation levels the symptoms are similar to those of severe water restriction. This work was conducted to determine whether the stress promoted by spittlebug infestation can be measured in terms of free proline accumulation. The water restriction tolerance of two sugarcane genotypes was also compared. Two experiments were set up in a greenhouse and arranged in a completely randomized design in a 2 x 2 x 4 factorial, with two cultivars (SP80-1816 and RB72454), two stress levels (control and ten nymphs per plant or 50% water restriction), and four sampling dates. The water deficit caused by spittlebug nymphs sucking xylem sap does not result in proline accumulation, illustrating that there are different mechanisms to sense when the water deficit is caused by insect feeding or water potential variation in root cells. The cultivar RB72454 accumulates more free-proline, and the dry mass accumulation and stalk growth are less affected in this cultivar under water restriction. The levels of compatible solutes probably cannot be used to measure spittlebug infestation stress in sugarcane and RB72454 is more tolerant to water shortage than SP80-1816

Infestação de ninfas de cigarrinhas - das - raízes altera a quantidade de compostos fenólicos em cana - de - açucar

Com a intensificação da colheita mecanizada da cana-de-açúcar sem queima da palhada, a cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854) tornou-se uma das principais pragas da cultura, favorecida pelas condições de umidade e baixa variação de temperatura do solo. Poucos trabalhos são dedicados ao estudo da resposta da planta ao ataque deste inseto, dificultando o conhecimento de cultivares resistentes. Os compostos fenólicos são muito estudados por sua ação anti-herbivoria. A presente pesquisa foi conduzida com o objetivo de verificar se o ataque de ninfas de M. fimbriolata induz alterações na quantidade de fenóis totais em cana-de-açúcar. O experimento foi instalado em casa de vegetação, com condições de temperatura e umidade controladas, com delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 X 2 X 4 e três repetições. Ninfas de segundo ínstar de M. fimbriolata foram inoculadas no sistema radicular das plantas, nos níveis: controle, 2-4 e 4-8 ninfas por vaso (primeira-segunda infestação, respectivamente). Os vasos foram cobertos com tela de nylon para isolar o efeito dos adultos, que eram mortos nos monitoramentos diários. Folhas e raízes foram coletadas e congeladas em nitrogênio líquido até a realização das análises. Plantas atacadas por ninfas de M. fimbriolata apresentaram maiores teores de fenóis totais em raízes e folhas. A cultivar SP80-1816 apresentou-se mais responsiva ao ataque das ninfas em raízes. A cultivar SP86-42 apresentou maiores teores de fenóis em raízes e folhas de plantas controle, podendo ser um indicativo da não-preferência dos insetos por esta variedade. O teor de compostos fenólicos parece não ser um bom marcador para identificar genótipos de cana-de-açúcar resistentes a ninfas de M. fimbriolata.The increased rate of sugarcane harvest without previous burn has provided a very favorable environment to the froghopper Mahanarva fimbriolata (Stal, 1854), with high moisture and low temperature variation. Few works have studied the response of sugarcane to this pest, so little is known about resistant cultivars. Plant phenolics are widely studied compounds because of their known antiherbivore effect. This research aims to determine if the attack of M. fimbriolata nymphs stimulates the accumulation of total phenolics in sugarcane. The experiment was carried out in greenhouse and arranged in completely randomized design, in a 3 X 2 X 4 factorial with three replications. Second instar nymphs of M. fimbriolata were infested at the following rates: control, 2-4 and 4-8 nymphs per pot (first-second infestations, respectively). Pots were covered with nylon net and monitored daily to isolate the effect of leaf sucking adults. Leaf and root samples were collected and kept frozen in liquid nitrogen until analyses. Infested plants showed higher levels of phenolics in both root and leaf tissues. In roots, the cultivar SP80-1816 accumulated more phenolic compounds in response to the infestation of M. fimbriolata. On the other hand, higher levels were found in leaves and roots of control plants of SP86-42, which might be an indication of a non-preference mechanism. The increase of total phenolics in sugarcane infested with root-sucking froghopper nymphs does not seem to be useful to detect the resistance to this pest

Cigarrinha-das-raízes em cana-de-açúcar: resistência genotípica e interação planta-praga

A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854) (Hemiptera: Cercopidae) tem causado prejuízos significativos aos canaviais da região Centro- Sul do Brasil. No entanto a interação desta praga com a cana-de-açúcar é pouco caracterizada e existem poucas pesquisas sobre resistência varietal. Neste trabalho comparamos a reação de genótipos de cana-de-açúcar à infestação dessa praga e estudamos a interação através de análises de crescimento de plantas, acúmulo de biomoléculas relacionadas a estresses e biologia do inseto. Os resultados obtidos representam evidência de resistência do tipo antibiose a cigarrinha na variedade SP83-5073, tendo sido identificado um fragmento de DNA possivelmente relacionado com a resistência. Os genótipos SP80-1816 e RB72454 mostraram-se mais suscetíveis à praga. Também verificamos que existem mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico e do estresse promovido pela praga, indicando que os teores de prolina livre não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-deaçúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816. O aumento na concentração de compostos fenólicos nos genótipos suscetíveis SP80-1816 e RB 72454 indicam que o acúmulo pode ser decorrente da morte e apodrecimento das raízes. Não foi observada variação nos níveis de fenóis totais na variedade SP 85-5073 submetida à infestação de M. fimbriolata. A mortalidade da cigarrinha-das-raízes e a duração da fase de ninfas foram significativamente maiores nesse genótipo, indicando a existência de resistência do tipo antibiose.The spittlebug Mahanarva fimbriolata (Stål, 1854) (Hemiptera: Cercopidae) has caused significant losses to sugarcane fields in the center-south of Brazil. However, the interaction of this pest with sugarcane hás not yet been characterized and few works have studied varietal resistance. In this work we compare the reaction of sugarcane genotypes to spittlebug infestation and study the plant-pest interaction through plant growth analyses, accumulation of stressrelated biomolecules and pest biology. Evidence of resistance through an antibiosis mechanism was observed in SP83-5073 and a DNA fragment was found to be possibly related to this resistance. The genotypes SP80-1816 and RB72454 have shown to be more resistant to the pest. We also observed that there are different perception mechanisms for water restriction and spittlebug infestation, indicating that proline levels cannot be used to measure the level of stress promoted by M. fimbriolata nymphs. The variety RB72454 is more tolerant to water deficit than SP80-1816. The increased concentration of phenolic compounds in the susceptible genotypes SP80-1816 and RB 72454 indicates this accumulation may be due to root death. No variation was observed in the levels of total phenolics in SP 85-5073 submitted to M. fimbriolata infestation. Spittlebug mortality and duration of nymph phase were higher in this variety, indicating the existence of an antibiosis mechanism.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Efeito da aplicação de maturadores químicos na cultura da cana de açúcar (Saccharum spp.) variedade SP81-3250 = Effects on the application of chemical ripeners on the culture of sugarcane (Saccharum spp.), SP81-3250 variety

A cana-de-açúcar vem se destacando como uma cultura de grande importância. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar os efeitos de dois maturadores químicos na cultura da cana de açúcar, variedade SP81-3250. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, com parcelas subdivididas, quatro repetições, utilizando-se os seguintes tratamentos principais: Testemunha; Aminolon Maduracion nas doses de 0,7 L de p.c. ha-1; 1,0 L p.c. ha-1; 1,3 L de p.c.ha-1; Ethyl-trinexapac, na dose de 0,8 L de p.c. ha-1. Os tratamentos secundários constituíram-se das épocas de amostragens: aos 10 dias antes da aplicação (-10 d.a.a.) e 11; 46; 71; 100 e 117 diasapós aplicação (d.a.a.). Concluiu-se que os maturadores afetaram diferentemente as características tecnológicas analisadas, observando-se que o ethyl-trinexapac foi o que apresentou melhorcomportamento, seguido do Aminolon na dose de 0,7 L de p.c. ha-1. Em relação às épocas, os melhores resultados ocorreram na 3ª e 4ª época de amostragem, respectivamente aos 46 e 71 dias, após a aplicação.Sugarcane is one of the most important grass crops. This study evaluated the effects of chemical ripeners on the sugarcane varietySP81-3250 in terms of technological quality. The experiment was arranged in randomized blocks with split split-plots. Main treatments were: 1) Control; 2) Aminolon Maduracion, at a rate of 0.7 L of commercial product (c.p.) ha-1; 3) Aminolon Maduracion, at a rate of 1.0 liter of c.p. ha-1; 4) Aminolon Maduracion, at a rate of 1.3 liter of c.p. ha-1; 5) Trinexapacethyl (Moddus), at a rate of 0.8 liter of c.p. ha-1. Secondary treatments were the sampling dates: 10 days before application (- 10 d.a.a.); 11; 46; 71; 100 and 117 d.a.a. (days after application). Ripeners differently affected the technological parameters, and trinexapacethyl showed the best behavior, followed by Aminolon (0.7 L of c.p. ha-1). The best resultswere found at the 3rd and 4th sampling dates, 46 and 71 days after application, respectively

Efeito da aplicação de maturadores químicos na cultura da cana de açúcar (Saccharum spp.) variedade SP81-3250

Sugarcane is one of the most important grass crops. This study evaluated the effects of chemical ripeners on the sugarcane variety SP81-3250 in terms of technological quality. The experiment was arranged in randomized blocks with split split-plots. Main treatments were: 1) Control; 2) Aminolon Maduracion, at a rate of 0.7 L of commercial product (c.p.) ha -1; 3) Aminolon Maduracion, at a rate of 1.0 liter of c.p. ha -1; 4) Aminolon Maduracion, at a rate of 1.3 liter of c.p. ha -1; 5) Trinexapac-ethyl (Moddus), at a rate of 0.8 liter of c.p. ha -1. Secondary treatments were the sampling dates: 10 days before application (- 10 d.a.a.); 11; 46; 71; 100 and 117 d.a.a. (days after application). Ripeners differently affected the technological parameters, and trinexapac-ethyl showed the best behavior, followed by Aminolon (0.7 L of c.p. ha -1). The best results were found at the 3rd and 4th sampling dates, 46 and 71 days after application, respectively

Níveis constitutivos de compostos fenólicos podem estar relacionados à resistência da cana-de-açúcar à cigarrinha-das-raízes

The interaction of the leafhopper-of-roots with the sugar cane is still poorly marked and there is little information on resistant varieties. The phenolic compounds are involved in resistance mechanisms of the antibiosis type, but few studies are devoted to the studying role of these compounds in the interaction of plants with sucking insects. The study was conducted to determine how the sugar cane responded to the infestation of Mahanarva fimbriolata in terms of accumulation of phenolic compounds. An experiment was carried out under controlled conditions in a randomized design in a factorial schedule 3 x 2 x 4, with 3 genotypes and sugar cane, 2 levels of nymphs infestation of M. fimbriolata and sampling 4 times, with 4 repetitions. The genotypes SP80-1816 and RB72454 showed higher levels of total phenols when subjected to an infestation of the pest, but the duration of the nymphal stage and mortality of sharpshooters were significantly lower in those varieties, indicating that the increase in the concentration of phenolic compounds may had been caused by death and decay of the roots. It was not observed variation in levels of total phenols in the variety SP83- 5073 subject to an infestation of M. fimbriolata. However, the mortality of the leafhopperof- roots and duration of the stage of nymphs were significantly higher in genotype, indicating the existence of resistance-type antibiosis. Analysis of correlation showed that higher initial levels of phenolic compounds resulting in mortality of the pest can increase the duration of the nymph stage

Free proline accumulation in sugarcane under water restriction and spittlebug infestation

A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) has become a key pest in the sugarcane (Saccharum officinarum) fields of center-south Brazil. Although some control technologies have shown to be efficient, the damage promoted by this spittlebug species and its interaction with sugarcane are poorly characterized. At high infestation levels the symptoms are similar to those of severe water restriction. This work was conducted to determine whether the stress promoted by spittlebug infestation can be measured in terms of free proline accumulation. The water restriction tolerance of two sugarcane genotypes was also compared. Two experiments were set up in a greenhouse and arranged in a completely randomized design in a 2 x 2 x 4 factorial, with two cultivars (SP80-1816 and RB72454), two stress levels (control and ten nymphs per plant or 50% water restriction), and four sampling dates. The water deficit caused by spittlebug nymphs sucking xylem sap does not result in proline accumulation, illustrating that there are different mechanisms to sense when the water deficit is caused by insect feeding or water potential variation in root cells. The cultivar RB72454 accumulates more free-proline, and the dry mass accumulation and stalk growth are less affected in this cultivar under water restriction. The levels of compatible solutes probably cannot be used to measure spittlebug infestation stress in sugarcane and RB72454 is more tolerant to water shortage than SP80-1816