Silicon as a potentiater of the activity of enzymes related to the defense to rust in coffee and soybean plants

A ferrugem (Hemileia vastatrix) e a ferrugem asiática (Phakopsora pachyrhizi) têm reduzido significativamente a produtividade, respectivamente, das culturas do café e da soja. O silício (Si) é considerado um elemento benéfico às plantas, pois aumenta a resistência delas às doenças e ao ataque de pragas. Em resposta a infecção por patógenos, as plantas ativam diferentes mecanismos de defesa entre eles o aumento na atividade de enzimas como as β-1,3-glucanases (GLU) e as quitinases (QUI) que catalisam a hidrólise de componentes da parede celular fúngica; a fenilalanina-amônia-liase (PAL) e as peroxidases (POD) que são importantes no processo da lignificação; as polifenoloxidases (PPO) que catalisam a formação de quinonas e as lipoxigenases (LOX) que catalisam a degradação de ácidos graxos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo principal verificar se a aplicação foliar de silicato de potássio (SP) reduziria a severidade dessas ferrugens potencializando o aumento na atividade das enzimas GLU, QUI, PAL, POD, PPO e LOX. Plantas de soja e de café inoculadas ou não inoculadas com P. pachyrhizi e H. vastatrix, respectivamente, foram pulverizadas com SP via foliar. Utilizaram-se como tratamentos controle, a pulverização com água e com o indutor de resistência Acibenzolar-S-Metil (ASM). A aplicação foliar de SP e de ASM reduziu a severidade das ferrugens em comparação ao tratamento com água. As atividades das enzimas GLU, QUI, PAL, POD, PPO e LOX foram exclusivamente potencializadas após a infecção pelos patógenos. A redução na severidade das ferrugens deve-se à polimerização do silicato de potássio na superfície foliar que possivelmente, dificultou a penetração dos fungos ou afetou a viabilidade das suas estruturas reprodutivas.The coffee leaf rust (Hemileia vastatrix) and asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) can significantly reduce yield, respectively, on coffee and soybean crops. Silicon (Si) is a beneficial element to plants because it increases host resistance to pests and diseases. In response to infection by pathogens, plants activate many mechanisms of defense such as an increase in the activity of the enzymes β-1.3-glucanases (GLU) and chitinases (QUI) that degrade fungus cell wall; phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and peroxidases (POD) which are important in the lignification; polyphenoloxidases (PPO) that catalyzes the formation of quinones and lipoxygenases (LOX) that degrade fatty acids. In this context, the present study aimed to investigate if the application of potassium silicate (PS) can reduce rust severities on coffee and soybean plants mainly through the increase in the activity of GLU, QUI, PAL, POD, PPO and LOX. Soybean and coffee plants inoculated or not inoculated with P. pachyrhizi and H. vastatrix, respectively, were sprayed with PS. As control treatments, plants were sprayed with water and Acibenzolar-S-Methyl (ASM). The foliar applications of PS and ASM decreased rust severities on both coffee and soybean plants. The activity of GLU, QUI, PAL, POD, PPO and LOX increased upon pathogens infection. The reduction on rust severities was due to the polymerization of PS on leaf surface that possibly affected fungus penetration or somehow the viability of their reproductive structures.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio