Silicon enhances photosynthetic rates way increasing mesophyll conductance in rice leaves infected with Microdochium oryzae

O arroz (Oryza sativa) é um dos grãos mais consumidos no mundo, no entanto, as perdas proporcionadas por patógenos têm de reduzido grandemente sua produtividade. Dentre estes, a escaldadura, causada pelo fungo Microdochium oryzae, se destaca por ser uma das principais doenças encontradas no arroz. É sabido ainda que, o Silício (Si) é responsável por conferir resistência a uma grande gama de patógenos, em especial na cultura do arroz, incluindo M. oryzae. Para investigar o que proporciona essa maior resistência, plantas de arroz foram crescidas em solução nutritiva, supridas e não supridas com Si, inoculadas e não inoculadas com M. oryzae. Foi encontrado que plantas supridas com Si possuíam menores severidades a escaldadura do arroz, que foi relacionada aos maiores teores desse elemento nessas plantas. As plantas supridas com Si e inoculadas, apresentaram maiores taxas fotossintéticas (A), além de maiores rendimento fotoquímico máximo do fotossistema II (FSII) (F v/F m), a eficiência na captura da energia de excitação pelos centros de reação do FSII (F v’/F m’) e taxa de transporte de elétrons (ETR), demonstrando que nas plantas supridas com Si, a eficiência na captura e transformação da energia luminosa em química era menos afetada quando o Si era suplementado. A análise da taxa aparente de carboxilação máxima (Vcmax) e da taxa de carboxilação que é limitada pelo transporte de elétrons (J max) em base Cc, permitiu inferir que, o Si não mitigou os danos bioquímicos proporcionados pela presença do fungo M. oryzae, uma vez que nenhuma diferença estatística foi encontrada. Desta forma, os dados conduzem a interpretação de que a suplementação com Si permite melhores A através da manutenção de maiores condutâncias mesofílicas (gm), proporcionando assim, menores limitações difusivas nas plantas inoculadas, uma vez que a gm é grandemente afetada pela presença do patógeno na ausência deste elemento. Ainda, a análise quantitativa das limitações à fotossíntese, corrobora com os resultados encontrados, uma vez que as fortes limitações mesofílicas observadas quando o Si não era adicionado. Desta forma conclui-se que o fornecimento do Si à cultura do arroz mitiga os efeitos deletérios proporcionados pela infecção causada por M. oryzae, através da manutenção da condutância do CO2 presente nas câmaras subestomáticas até os sítios de carboxilação da Rubisco.Rice (Oryza sativa) is one of the most consumed grains in the world, however, losses provided by pathogens have greatly reduced productivity. Among these, scald, caused by the fungus Microdochium oryzae, stands out as a major disease found in rice. It is also known that, Silicon (Si) is responsible for conferring resistance to a wide range of pathogens, especially in rice crops, including M. oryzae. To investigate what this provides greater resistance, rice plants were grown in nutrient solution, supplied and not supplied with Si, inoculated and not inoculated with M. oryzae. It was found that plants supplied with Si had lower severities to scald of rice, which was related to higher levels of aluminum in these plants. The plants supplied with Si and inoculated, had higher photosynthetic rates (A), as well as higher maximum photochemical efficiency of photosystem II (PSII) (F v/F m), the efficiency of excitation energy capture by PSII reaction centers (F v’/F m’) and electron transport rate (ETR), demonstrating that plants supplied with Si, the efficiency in the capture and transformation of light energy into chemical was less affected when Si was supplemented. The analysis of the apparent maximum rate of carboxylation (Vcmax) and carboxylation rate that is limited by the transport of electrons (J max) in Cc base, allowed to infer that the Si not mitigated the biochemical damage provided by the fungus M. oryzae presence, since no statistical difference was found. Thus, the data lead to the interpretation that supplementation with Si allows better by maintaining the largest mesophyll conductance (gm), thus providing smaller diffusive limitations on inoculated plants, since gm is greatly affected by the presence of the pathogen in the absence of this element. Furthermore, the quantitative analysis of limitations to photosynthesis corroborates the results, since the mesophyll strong limitations observed when the Si was not added. Thus, it is concluded that the supply of the Si in rice culture mitigates the deleterious effects provided by the infection caused by M. oryzae, by the maintenance of the CO2 present conductance substomatic to the sites of carboxylation of Rubisco.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai