Vera Lygia El Id
A banca examinadora foi presidida pelo seu orientador, PqC. Dr. Nelson Augusto dos Santos Júnior e composta pela Drª. Rayana Martins (Pós-Doc IBt/SP), pelo Dr. José Marcio Rocha Faria (UFLA), pela Drª. Marcia Braga (Núcleo de Pesquisa em Fisiologia e Bioquímica – IBt/SP) e pelo PqC. Dr. Claudio José Barbedo (Núcleo de Pesquisa em Sementes – IBt/SP).
O projeto desenvolvido buscou compreender melhor quais estratégias estão envolvidas no sucesso de Sesbania virgata na conquista de novos ambientes, visto que é uma espécie altamente utilizada em projeto de restauração de áreas degradadas. O objetivo principal do presente trabalho foi verificar se, além das características ecológicas de S. virgata, os metabólitos encontrados em órgãos vegetais da espécie também são responsáveis pelo sucesso na conquista de novos ambientes. Foram realizados ensaios para analisar a influencia do ambiente na produção desses metabólitos, além de estudos para se verificar a presença de fitoquímicos no solo, oriundos da decomposição de restos vegetais de plantas de S. virgata. Também foram conduzidos ensaios para se observar como os metabólitos produzidos por sementes de S. virgata são capazes de inibir o crescimento de fungos patogênicos à espécie. Os dados obtidos indicam que os metabólitos oriundos do material foliar de S. virgata perduram no solo e podem causar prejuízos a outras espécies vegetais. Além disso, os dados também reforçam a plasticidade de S. virgata em se adaptar aos mais distintos e severos ambientes e que os metabólitos oriundos das sementes de S. virgata possuem propriedades antifúngicas, o que também representa uma vantagem adaptativa da espécie.
Produção de fitotoxinas liberadas por Sesbania virgata (Cav.) Pers. e sua relação com vantagens adaptativas da espécie em seu habitat
ABSTRACT
Sesbania virgata (Cav.) Pers, Fabaceae, is native to South America, occurs in riparian vegetation, mainly in Cerrado and in Atlantic Forest, forming a seed bank with high longevity. It is indicated for the restoration of areas degraded by mining, due to the high growth rates and the capacity of covering soil, in poor conditions. On the other hand, the species produces secondary metabolites with allelopathic potential which, despite being essential for the establishment of S. virgata in the conquest of environments, can inhibit the growth of other species in its undergrowth. However, there is little information about how these phytotoxins act when released into the soil, as well as lack of information on how environmental factors can alter their production, which makes it difficult to understand what could justify their aggression on environment. Therefore, the objective of this study was to understand whether, in addition to the ecological characteristics of S. virgata, metabolites found in plant organs of the species are also responsible for the success in conquering new environments. For this, seeds of S. virgata were collected in different populations, previously marked by the production capacity of (+) – catechin, in the municipality of Lavras, MG. Such seeds were separated into two batches, according to the presence or absence of this metabolite. From there, they were taken to ‘Nucleo de Pesquisa em Sementes’ of the Institute of Botany to install the tests. In the first one, carried out in the field, the seeds of S. virgata from both lots were sown in pots arranged under two conditions of light (full sun and shade). In these pots, after the beginning of the leaf fall of S. virgata, seeds of two native tree species were planted, Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze and Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., to test the phytotoxicity of the plant material of S. virgata. The germination and development of S. virgata and the two forest species were evaluated until the end of the experiment. In the second bioassay, conducted in a greenhouse, the seeds of S. virgata were placed separately in pots containing three types of soil, which were irrigated with four irrigations, established according to the field capacity of these soils. At the end of the tests, data were collected regarding the germination process and biometric data of S. virgata plants. In the last experiment, carried out in the laboratory, fungi present in the seed coat of S. virgata seeds were identified. Of the six genera found, three were selected according to their degree of incidence and severity: Phoma sp., Alternaria sp. and Cladopsorium sp. These were used to test the effect of aqueous extracts of S. virgata on radial growth and to verify the effect of inoculation of these fungi on the germinative process of S.virgata seeds. In the first trial it was found that the seedlings of S. virgata allocated in full sun had better development and that the tree species planted in the pots that contained these individuals were negatively affected, according to their sensitivity to the material deposited from S. virgata. In the second test it was verified that the plants of S. virgata had high germination rates in the soils used and that the development was proportional to the irrigation treatment used, that is, the higher the percentage of irrigation used, the greater the development of seedlings. However, it was also found that at the lowest irrigation rates, although reduced, the development of seedlings was shown to be continuous. In the third trial, it was found that the origin of the seeds of S. virgata influenced the behavior of the fungi found, with some of the genera found with greater incidence and severity in a certain origin of the seeds of S. virgata. On the growth of the radial of the three fungi used, it was found that Phoma sp. its mycelium increased with contact with the aqueous extracts of S. virgata, while Cladosporium sp. was indifferent and Alternaria sp. had my mycelium decreased. Of the three fungi, Phoma sp. was the one that caused the highest mortality of S. virgata seeds. The data obtained indicate that the metabolites from the leaf material of S. virgata last in the soil and can cause damage to other plant species. In addition, the data also reinforce the plasticity of S. virgata in adapting to the most distinct and severe environments and that the metabolites from the seeds of S. virgata have antifungal properties, which also represents an adaptive advantage of the species, since it can control the growth of certain potentially lethal fungi for the existence of its seed bank in the soil.
Keywords: allelopathy, catechin, super-dominant species, antifungal potential
RESUMO
Sesbania virgata (Cav.) Pers, Fabaceae, é nativa da América do Sul, que ocorre em vegetações ciliares, principalmente no Cerrado e na Mata Atlântica, formando banco de sementes com alta longevidade. É indicada para restauração de áreas degradadas pela mineração, devido aos altos índices de crescimento e de capacidade de cobertura do solo quando este encontra-se bastante pobre. Por outro lado, a espécie produz metabólitos secundários com potencial alelopático que, apesar de serem essenciais para o estabelecimento da S. virgata na conquista de ambientes, podem vir a inibir o crescimento de outras espécies em seu sub-bosque. Porém, pouco se sabe sobre como essas fitotoxinas agem quando liberadas no solo, além da escassez de informações sobre como fatores ambientais podem alterar a produção dessas, o que dificulta a compreensão sobre o que pode justificar sua eficiência no meio ambiente. Diante disso, o objetivo desse estudo foi compreender se, além das características ecológicas de S. virgata, os metabólitos encontrados em órgãos vegetais da espécie também são responsáveis pelo sucesso na conquista de novos ambientes. Para isso, sementes de S. virgata foram coletadas em diferentes populações, previamente conhecidas pela capacidade de produção de (+)- catequina, no município de Lavras, MG. Tais sementes foram separadas em dois lotes, de acordo com a presença ou não desse metabólito. A partir daí, foram levadas para o Núcleo de Pesquisa em Sementes do Instituto de Botânica para a instalação dos ensaios. No primeiro deles, realizado em condições não controladas, as sementes de S. virgata de ambos os lotes foram semeadas em vasos dispostos em duas condições de luminosidade (pleno sol e sombreamento). Nesses vasos, após o início da queda foliar de S. virgata foram inseridas sementes de duas espécies arbóreas nativas, Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze e Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., para se testar a fitotoxicidade do material vegetal de S. virgata. Também foram analisadas amostras dos solos dos vasos, para quantificação de catequina. Foram avaliados a germinação e o desenvolvimento de S virgata e das duas espécies florestais até o encerramento do experimento. No segundo bioensaio, conduzido em casa de vegetação, as sementes de S. virgata foram acondicionadas separadamente em vasos contendo três tipos de solo, os quais foram irrigados com quatro tratamentos, estabelecidos de acordo com a capacidade de campo desses solos. Ao final do ensaio foram coletados dados referentes ao processo germinativo e aos dados biométricos das plantas de S. virgata. No último experimento, realizado em laboratório, foram identificados fungos presentes no tegumento das sementes de S. virgata. Dos seis gêneros encontrados, três foram selecionados, de acordo com seu grau de incidência e de severidade: Phoma sp., Alternaria sp. e Cladopsorium sp. Estes foram utilizados para se testar o efeito de extratos aquosos de S. virgata no crescimento radial dos mesmos e para se verificar o efeito da inoculação desses fungos no processo germinativo de sementes de S. virgata. No primeiro ensaio constatou-se que as mudas de S. virgata alocadas a pleno sol tiveram melhor desenvolvimento e que as espécies arbóreas plantadas nos vasos que continham esses indivíduos foram afetadas negativamente, conforme sua sensibilidade ao material deposto de S. virgata. No segundo ensaio foi verificado que as plantas de S. virgata apresentaram altas taxas de germinação nos solos utilizados e que o desenvolvimento foi proporcional ao tratamento de irrigação utilizado, isto é, quanto maior a porcentagem de irrigação utilizada, maior o desenvolvimento das mudas. Porém, foi constatado também que nas menores taxas de irrigação, apesar de reduzido, o desenvolvimento das mudas se mostrou contínuo. No terceiro ensaio, foi verificado que a procedência das sementes de S. virgata influenciou no comportamento dos fungos encontrados, sendo alguns dos gêneros encontrados com maior incidência e severidade em determinada procedência das sementes de S. virgata. Sobre o crescimento micelar radial dos três fungos utilizados, foi constatado que Phoma sp. teve seu micélio aumentado em contato com os extratos aquosos de S. virgata, enquanto Cladosporium sp. se mostrou indiferente e Alternaria sp. teve seu micélio diminuído. Dos três fungos, Phoma sp. foi aquele que causou maior mortalidade das sementes de S. virgata. Os dados obtidos indicam que os metabólitos oriundos do material foliar de S. virgata perduram no solo e podem causar prejuízos a outras espécies vegetais. Além disso, os dados também reforçam a plasticidade de S. virgata em se adaptar aos mais distintos e severos ambientes e que os metabólitos oriundos das sementes de S. virgata possuem propriedades antifúngicas, o que também representa uma vantagem adaptativa da espécie, já que pode controlar o crescimento de determinados fungos potencialmente letais para a existência do seu banco de sementes no solo.
Palavras-chave: alelopatia, catequina, espécie superdominante, potencial antifúngico.
Vera Lygia El Id
Produção de fitotoxinas liberadas por Sesbania virgata (Cav.) Pers. e sua relação com vantagens adaptativas da espécie em seu habitat