Uso de nanopartículas de prata como mitigador de estresse em plantas de arroz infectadas por Bipolaris oryzae - ALMEIDA, Larissa Cavalcante (2023)
O arroz (Oryza sativa L.) ocupa terceira posição entre os cereais mais cultivados no mundo, assumindo um importante papel na segurança alimentar, sobretudo em países subdesenvolvidos. No entanto, diversos fatores bióticos e abióticos ocorrem simultaneamente em campo causando perdas substanciais de produção, a exemplo do estresse hídrico e da mancha parda, causada por Bipolaris oryzae (Breda de Haan) Shoemaker. É imperativo compreender o efeito dessas interações nas plantas de arroz, bem como explorar novas abordagens ou estratégias mitigadoras. Este estudo teve como objetivos: i) avaliar o efeito de Nanopartículas de Prata (NPsAg) in vitro e in vivo sobre B.oryzae e a mancha parda do arroz (MP), ii) compreender as alterações decorrentes do estresse hídrico na infecção por B. oryzae em plantas de arroz, bem como o potencial de NPsAg no controle desta doença em plantas sob ambos os estresses combinados. Para avaliar o efeito de NPsAg sobre o desenvolvimento de B. oryzae foram realizados testes in vitro com diferentes concentrações diluídos em meio BDA (0, 5, 10, 25, 50, 100 e 200 μL L-1). A concentração com elevado potencial inibitório foi utilizada no ensaio in vivo, em condições de casa de vegetação para avaliar os efeitos epidemiológicos (número e tamanho de lesões, severidade e área abaixo da curva de progresso da doença (AACPD)), fisiológicos (fluorescência da clorofila (Chl) a e concentração de pigmentos fotossintéticos) e bioquímicos (atividades de enzimas do sistema antioxidativo (ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT), peroxidase (POX), superóxido dismutase (SOD)) e de defesa (fenilalanina amônia liase (FAL)) de plantas de arroz infectadas com B. oryzae. O delineamento usado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 2 x 2 (Época de avaliação, Inoculação e Tratamento com NpsAg) com quatro repetições. Os tratamentos utilizados foram: água destilada (tratamento controle) e NPsAg (5 μL L-1). A inoculação com B.oryzae foi realizada 24 horas após a aplicação de NpsAg, utilizando a concentração de 1 x 105 conídios mL-1. Nos testes in vitro, os ajustes de regressão para o índice de velocidade de crescimento micelial, diâmetro micelial e germinação de conídios de B. oryzae demonstraram uma redução destes parâmetros à medida que as doses de NPsAg aumentaram, evidenciando efeito direto de NPsAg sobre B. oryzae. No ensaio in vivo, a pulverização de NPsAg nas plantas reduziu significativamente a intensidade da MP do arroz em comparação com o tratamento controle. Folhas de plantas tratadas com NPsAg, por apresentar menor severidade da MP, demonstraram maiores concentrações de Chl a e Chl b, além de maior eficiência quântica do fotossistema II. Adicionalmente, o menor dano celular devido ao baixo nível de sintomas em folhas de plantas tratadas com NPsAg resultou em menores atividades de SOD, CAT, POX e APX. Para as plantas tratadas com NPsAg, a atividade da FAL foi significativamente maior em comparação ao controle. Em conclusão, a capacidade fotossintética foi preservada em plantas tratadas com NPsAg. Houve uma menor atividade das enzimas sequestrantes de espécies reativas de oxigênio nas plantas com NPsAg em razão do menor nível de infecção celular. O aumento na atividade da FAL evidencia maior capacidade de ativação de rotas de defesa em plantas de arroz previamente tratadas com NPsAg. Para compreender as alterações decorrentes do estresse hídrico na infecção por B. oryzae em plantas de arroz, bem como o potencial NPsAg no controle desta doença em plantas sob ambos os estresses combinados, um experimento in vivo foi instalado em condições de casa de vegetação, avaliando os parâmetros epidemiológicos, fisiológicos e bioquímicos. O delineamento usado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 2 x 2 (Época de avaliação, Inoculação e Estresse Hídrico) com quatro repetições. Plantas de arroz foram submetidas ao estresse hídrico leve induzido por PEG6000. Após o estresse, as plantas voltaram a condição inicial para recuperação durante 24 horas e foram pulverizadas com NpsAg (5 μL L-1), quando foram inoculadas com B.oryzae, utilizando a concentração de 1 x 105 conídios mL-1. Nosso estudo demonstrou que plantas submetidas a estresse hídrico apresentaram reduções nos sintomas da mancha parda do arroz. Por apresentar menor severidade, a funcionalidade do aparato fotossintético foi menos afetado nestas plantas, que mostraram maiores concentrações de Chl a, Chl b e carotenoides, além de maior eficiência quântica do fotossistema II nas plantas sob a combinação de estresses. O efeito do estresse hídrico reduziu significativamente o potencial hídrico das plantas não inoculadas e inoculadas pelo patógeno. As atividades de SOD e POX, além do teor de prolina aumentaram nas plantas sob infecção por B. oryzae com aumento superior nas plantas que foram submetidas previamente ao estresse hídrico. A atividade da FAL foi significativamente maior em plantas que foram submetidas ao estresse hídrico e inoculadas com B. oryzae. A pulverização foliar com NPsAg nas plantas submetidas as tensões combinadas reduziu significativamente o NL, TL, severidade e AACPD. Tomados em conjunto, o estresse hídrico combinado com MP levou ao aumento nos teores de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos, além de maior atividade da FAL. Apesar de se ter o efeito de redução nos níveis de doença, o estresse hídrico isolado gera malefícios fisiológicos nas plantas, aqui denotado pelo menor potencial hídrico. O tratamento foliar com NPsAg reduziu os parâmetros epidemiológicos da MP do arroz em combinação com estresse hídrico, indicando potencial uso como mitigador de estresse.