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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-05022024-155752
Documento
Autor
Nome completo
Paolo Salvatore Salazar Mendoza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2024
Orientador
Banca examinadora
Bento, Jose Mauricio Simoes (Presidente)
Peñaflor, Maria Fernanda Gomes Villalba
Piaggio, Martin Francisco Pareja
Yamamoto, Pedro Takao
Título em inglês
Domestication, fertilization, and induced defenses modulate tomato plant resistance to Tuta absoluta
Palavras-chave em inglês
Bacillus amyloliquefaciens
Macrolophus basicornis
Metarhizium robertsii
Host-plant resistance
Methyl jasmonate
Nutrient availability
Wild plants
Resumo em inglês
Tomato (Solanum lycopersicum L.) is a globally important vegetable crop, but its production faces challenges due to the presence of pests. Among these, the South American tomato pinworm Tuta absoluta stands out as a highly destructive insect pest, causing significant losses in tomato yields worldwide The reliance on synthetic chemical insecticides for pest control has led to concerns about environmental impact and the development of insecticide resistance. Therefore, alternative sustainable management strategies, such as enhancing plant resistance are being sought. This thesis aims to address several key questions related to tomato resistance mechanisms and their potential in the management of T. absoluta. Firstly, we investigated the impact of domestication on the loss of defensive traits in a modern tomato variety compared to its wild ancestors, and how these changes could explain variations in susceptibility to T. absoluta. Secondly, we explored the potential of using the endophytic fungus Metarhizium robertsii, either alone or in combination with the rhizobacterium Bacillus amyloliquefaciens, for the protection of both wild and cultivated tomato plants to reduce T. absoluta attacks while also attracting its natural enemy for biological control. Lastly, we investigated the influence of fertilization and jasmonate- induced resistance on defensive traits in cultivated tomatoes, and also determined how these factors impact the resistance of tomato plants against T. absoluta. Our findings reveal that cultivated tomatoes have reduced their defensive traits while enhancing nutritional quality, making them more susceptible to T. absoluta. However, the defensive mechanisms of both wild and cultivated tomatoes to reduce the preference of T. absoluta and attract its natural enemy can be strengthened through inoculations with M. robertsii alone or in combination with B. Amyloliquefaciens.Additionally, applications of MeJA were observed to enhance defensive traits, resulting in increased resistance against T. absoluta. Conversely, plants subjected to high levels of fertilization exhibited increased susceptibility to T. absoluta preference and performance. Our findings provide valuable insights into improving tomato resistance through the identification of defensive traits from wild counterparts, and the manipulation of plant nutritional status and induced defenses by beneficial microbes and jasmonates.
Título em português
Domesticação, adubação e defesas induzidas modulam a resistência do tomateiro à Tuta absoluta
Palavras-chave em português
Bacillus amyloliquefaciens
Macrolophus basicornis
Metarhizium robertsii
Disponibilidade de nutrientes
Jasmonato de metila
Plantas selvagens
Resistência de plantas
Resumo em português
O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) é uma cultura de importância global, mas sua produção enfrenta constantes desafios devido à presença de pragas. Entre elas, destaca-se a traça- do-tomateiro, Tuta absoluta, um inseto-praga altamente destrutivo, que causa perdas significativas na produção de tomate em todo o mundo. A dependência de inseticidas químicos sintéticos para o controle de pragas levanta preocupações quanto ao impacto ambiental e ao desenvolvimento de resistência a esses inseticidas. Portanto, estão sendo buscadas estratégias alternativas e sustentáveis de manejo, como o aprimoramento da resistência das plantas. Esta tese tem como objetivo abordar várias questões-chave relacionadas aos mecanismos de resistência do tomate e seu potencial no manejo de T. absoluta.Primeiramente, foi investigado o impacto da domesticação na perda de características relacionadas à defesa em uma variedade cultivada de tomate, em comparação com seus ancestrais selvagens, e como essas mudanças podem explicar as variações na suscetibilidade à T. absoluta. Em segundo lugar, exploramos o potencial de utilização do fungo endofítico Metarhizium robertsii, isolado ou em combinação com a rizobactéria Bacillus amyloliquefaciens, visando proteger tanto plantas de tomate selvagens quanto cultivadas, reduzindo os ataques de T. absoluta e atraindo seus inimigos naturais para o controle biológico. Nossas descobertas evidenciam que os tomates cultivados reduziram suas características defensivas enquanto aprimoraram a qualidade nutricional, tornando-os mais suscetíveis a T. absoluta. No entanto, os mecanismos de defesa tanto dos tomates selvagens quanto dos cultivados para diminuir a preferência de T. absoluta e atrair seu inimigo natural podem ser fortalecidos por meio de inoculações com M. robertsii isoladamente ou em combinação com B. amyloliquefaciens. Adicionalmente, observou-se que as aplicações de MeJA aprimoram características defensivas, resultando em uma resistência aumentada contra T. absoluta. Em contraste, plantas submetidas a níveis elevados de fertilização exibiram uma maior suscetibilidade à preferência e ao desempenho de T. absoluta. Nossos resultados fornecem informações valiosas para aprimorar a resistência do tomate por meio da identificação de características de resistência oriundas de espécies selvagens, a manipulação do estado nutricional das plantas e de suas defesas induzidas utilizando microrganismos benéficos e jasmonato de metila.
 
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Data de Publicação
2024-02-07
 
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