Gas exchange and chlorophyll fluorescence “a” in sugarcane genotypes infested by spittlebug Mahanarva fimbriolata

O objetivo do presente estudo foi determinar se genótipos de cana-de-açúcar apresentam alterações nos parâmetros de trocas gasosas e de fluorescência da clorofila “a” quando infestados por ninfas de cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata. Utilizou-se dois genótipos de cana-de-açúcar reconhecidamente contrastantes quanto a suscetibilidade à cigarrinha-das-raízes, sendo o SP81-3250 sensível e o H.Kawandang resistente. O experimento foi conduzido no DIC com 4 repetições, onde cada repetição foi composta pela média de 3 medições em cada folha. Utilizou-se o esquema fatorial 2 x 2 x 5 sendo 2 genótipos (H.Kawandang e SP81-3250), 2 níveis de infestação de cigarrinha (0 e 6 ninfas/planta) e cinco datas de avaliação (2, 3, 7, 14 e 21 dias após a infestação - DAI). Avaliou-se os parâmetros de trocas gasosas: taxa fotossintética líquida (A), condutância estomática (gs), concentração de carbono interno (Ci) e transpiração (E). A fluorescência da clorofila “a” foi avaliada a partir dos dados de transferência de elétrons (ETR) e máximo rendimento quântico do FSII (FV/FM). Também avaliou-se os rendimentos quânticos do FSII, [Y(II)], [Y(NPQ)] e [Y(NO)]. Para o genótipo SP81-3250, houve reduções significativas em todos os parâmetros de trocas gasosa e nos parâmetros de fluorescência. O rendimento do FSII [Y(II)] foi reduzido e o Y(NPQ) foi incrementado, sugerindo que o genótipo suscetível foi afetado negativamente pela cigarrinha-das-raízes ao longo do tempo e que a dissipação de energia absorvida e não utilizada pelas clorofilas é principalmente realizada pelo quenching não-fotoquímico (NPQ). O genótipo resistente apresentou um incremento na taxa fotossintética ao longo do tempo e manteve constante, sem aumento de emissão da fluorescência ou do rendimento do FSII confirmando seu caráter de resistência. Esse resultado indica que o genótipo resistente não é significativamente afetado pela cigarrinha-das-raízes quando infestado pelas ninfas ao longo da exposição ao inseto. As avaliações de trocas gasosas e fluorescência são ferramentas eficazes na detecção de suscetibilidade de genótipos de cana-de-açúcar quando infestadas por ninfas de cigarrinha-das-raízes.The aim of this study was to determine whether sugarcane genotypes present changes in the parameters of gas exchange and chlorophyll fluorescence "a" when infested with nymphs of the spittlebug Mahanarva fimbriolata. We used two genotypes of sugarcane recognized when contrasting susceptibility to spittlebugs, being the sensitive and resistant SP81-3250 H.Kawandang. The experiment was conducted in DIC with four repetitions, where each repetition was made up of the average of 3 measurements on each sheet. We used the factorial 2 x 2 x 5 and 2 genotypes (H.Kawandang and SP81-3250), 2 spittlebug infestation levels (0 and 6 nymphs / plant) and five dates of evaluation (2, 3, 7, 14 and 21 days after infestation - DAI). We evaluated the parameters of gas exchange: net photosynthetic rate (A), stomatal conductance (gs), internal carbon concentration (Ci) and transpiration (E). The fluorescence of chlorophyll "a" was evaluated from the electron transfer data (ETR) and maximum quantum yield of PSII (FV / FM). Also we evaluated the quantum of FSII income [Y (II)], [Y (NPQ)] and [Y (NO)]. For SP81-3250 genotype, there were significant reductions in all parameters of fluorescence and gas exchange parameters. The yield of PSII [Y (II)] was reduced and Y (NPQ) was increased, suggesting that the susceptible genotype was adversely affected by the spittlebug over time and that the dissipation of absorbed energy not used by Chlorophyll is mainly held by non-photochemical quenching (NPQ). The resistant genotype showed an increase in photosynthetic rate over time and remained constant, with no increase in emission of fluorescence or FSII income confirming its resistance character. This result indicates that the resistant genotype is not significantly affected by spittlebug when the nymphs along the exposure to insects. Evaluations of gas exchange and fluorescence are effective tools in detecting susceptibility of sugarcane genotypes when infested with nymphs of spittlebug.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic