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Doctoral Thesis
Document
Author
Full name
Diego Kitahara Araujo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2016
Supervisor
Committee
Castro, Paulo Roberto de Camargo e (President)
Broetto, Fernando
Hayashi, Leila
Macedo, Willian Rodrigues
Medina, Priscila Fratin
Title in Portuguese
Extratos de Ascophyllum nodosum no tratamento de sementes de milho e soja: avaliações fisiológicas e moleculares
Keywords in Portuguese
Bioestimulante
Desenvolvimento
Vigor germinativo
Abstract in Portuguese
A obtenção de uma lavoura com população adequada de plantas depende da utilização de diferentes práticas agronômicas, estando o sucesso condicionado ao uso de sementes de boa qualidade. No entanto, a semeadura dificilmente é realizada em condições ideais o que resulta em problemas na emergência das plantas. Grande é a procura por alternativas que melhorem a germinação e o desenvolvimento inicial dos cultivos resultando em uniformidade de emergência, garantindo o estande e culminando em produção. O tratamento de sementes com agroquímicos fitossanitários é uma solução parcial no combate de agentes fitopatológicos e pragas, mas poucas são as soluções adotadas para melhorar o desenvolvimento vegetal inicial, que pode levar a desuniformidade e falhas no estande gerando prejuízos econômicos. Os extratos de algas já demonstraram em diversos estudos sua eficiência no desenvolvimento vegetal quando aplicados em plantas. Porém poucos são os estudos voltados para os efeitos dos extratos de algas na germinação e emergência. Assim, o intuito deste trabalho foi testar o extrato comercial de Ascophyllum nodosum, e diferentes fracionamentos do mesmo, no tratamento de sementes de soja e milho. Avaliou-se o efeito de diferentes doses no desenvolvimento das plântulas e as doses de melhor resposta foram utilizadas no tratamento de sementes de soja a fim de associar as respostas obtidas à expressão gênica de 9 genes relacionados ao processo germinativo em 24 e 48h de embebição. Sementes de soja tratadas com o extrato comercial resultaram em plântulas menos desenvolvidas o que pode estar relacionado ao alto teor de sais contidos no produto. O tratamento com as demais frações favoreceu o desenvolvimento das plântulas, principalmente o desenvolvimento radicular. Sementes de milho tratadas não apresentaram desenvolvimento tão satisfatório quanto as sementes de soja tratadas. A análise da expressão gênica relativa demonstrou que o tratamento com frações do extrato comercial é capaz de regular algumas vias do metabolismo hormonal, como a isopentenil transferase e a GA20 oxidase 2, e do catabolismo de reservas, como a acil-CoA oxidase. Em condições ótimas, o tratamento de sementes de soja com frações do extrato comercial de A. nodosum favoreceu o desenvolvimento inicial das plântulas de soja, no entanto não ocasionou grandes alterações no desenvolvimento de milho. Este estudo demonstrou a possibilidade de utilização de frações do extrato de A. nodosum no favorecimento do desenvolvimento inicial de plântulas de soja. Maiores estudos são necessários quanto às respostas em campo e na atenuação de estresses para viabilizar seu uso como um bioestimulante em sementes.
Title in English
Ascophyllum nodosum extracts on seed treatment of maize and soybean: physiological and molecular assessments
Keywords in English
Biostimulant
Development
Germination vigor
Abstract in English
To make a production field to achieve the suitable stand of plants someone depends on proper agronomic managements being the use of seeds of high quality one of the aspects to be taken into account. However, the sowing is rarely done under ideal conditions for the seeds germination, which leads to a considerable lack of uniformity of the stand. Researchers and farmers look for alternatives to improve the seeds germination as well as emergence and initial development of plants to achieve better stand uniformity, culminating in higher productivity. The seed treatment with fungicides and pesticides is a partial solution that control diseases and pests related to the seeds. However, very little attention is given to solutions to improve the initial development of plants that can result in poor stand and consequently lower economic yields. The A. nodosum extracts have shown through several studies their effectiveness in improving the plant development. However, those studies are not directed to the seeds germination and emergence of seedlings. Thus, this study was done to assess the A. nodosum extracts in different fractions on maize and soybean seeds treatment. Firstly, it was assessed the effect of different doses of A. nodosum extracts on the development of seedlings. The doses that showed better results were used for the soybean seed treatment aiming to associate the responses obtained to the expression of nine genes related to the germination process, at 24 and 48 hours of water uptake. Soybean seeds treated with the commercial extract of A. nodosum originated less developed seedlings. This effect can be due to the high content of salts present in the product. Treatments with the fractions of the product led to a better development of seedlings, mainly the radicular development. Maize seeds did not have the same performance as the soybean seeds. The relative gene expression analysis demonstrated that the treatment with fractions of commercial extract of A. nodosum is able to regulate some pathways of hormonal metabolism through enzymes as isopentenyl transferase and GA20 oxidase 2, and the storage catabolism, as acyl-CoA oxidase. Under ideal conditions, seed treatment with fractions of commercial extract of A. nodosum has improved the initial development of soybean seedlings, however, none or small changes were observed for the development of maize seedlings. This study shows the possibility of use of A. nodosum extract to favor the initial development of soybean crop. Additional studies are required to assess effects on fields and stresses attenuation to enable the use of the seaweed extract as a seed biostimulant.
 
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Publishing Date
2016-06-27
 
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