Effect of salicylic acid on primary and secondary metabolism in plants of rice, maize and sugarcane

O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas da indução do sistema de defesa de plantas de arroz, milho e cana-de-açúcar, através da aplicação de ácido salicílico (AS) nas folhas. Plantas de arroz e milho, com 30 dias de crescimento em solução hidropônica, e plantas de cana-de-açúcar, com 2 meses de crescimento em substrato comercial, recebe- ram 5 aplicações de solução 100 μM AS + 0,15% Tween 20, ou apenas 0,15% Tween 20 (controle). Após duas semanas de tratamento, foram avaliados parâmetros de trocas ga- sosas e fluorescência da clorofila a nas folhas +3, que também foram coletadas para a quantificação de compostos do metabolismo primário, secundário e antioxidante, além dos componentes químicos da parede celular e da eficiência de sacarificação da parede. Nas três espécies, o AS promoveu aumento significativo na taxa fotossintética líquida e na condutância estomática, mas que não refletiram em acúmulo de compostos de reserva, pelo contrário, em cana-de-açúcar houve redução significativa dos níveis de glicose, sa- carose e aminoácidos. O AS não alterou o teor de malonaldeído em nenhuma das espécies. Em arroz e milho, os níveis de ânions superóxido e peróxido de hidrogênio já estavam em homeostase no momento da coleta. Em cana, o aumento significativo no teor de ânions superóxido foi neutralizado pela atividade basal da dismutase do superóxido. O teor de fenólicos não alterou após a aplicação de AS, e as atividades da fenilalanina amônia-liase e tirosina amônia-liase reduziram significativamente em milho e cana. Não houve altera- ções nos teores de lignina e celulose em nenhuma das espécies. Em cana, houve aumento no teor de glicose da fração hemicelulósica. O AS não alterou a eficiência de sacarificação da parede das folhas avaliadas. Os resultados sugerem que o AS induziu o metabolismo primário das folhas +3 de arroz, milho e cana-de-açúcar, mas não houve investimento de carbono no metabolismo secundário.This study aimed to investigate the responses of plant defense system in rice, maize and sugarcane, after foliar application of salicylic acid (SA). Plants of rice and maize, grown for 30 days in hydroponic system, and plants of sugarcane, grown for 2 months under greenhouse conditions, were sprayed 5 times with 100 μM SA + 0,15% Tween 20, or only 0,15% Tween 20 (control). After two weeks of treatment, gas exchange and chloro- phyll a parameters were evaluated in leaf +3, from which samples were collected to de- termine compounds from primary, secondary and antioxidant metabolisms, and also cell wall components and saccharification efficiency. In the three species, SA significantly increased net CO2 and stomatal conductance, but these alterations were not coupled with reserve accumulation, on the contrary, there was a significantly reduction of glucose, su- crose and amino acids levels in sugarcane. SA did not alter malondealdehyde content in any specie. In rice and maize, levels of hydrogen peroxide and superoxide anion were in homeostasis when samples were collected. In sugarcane, SA significantly increased su- peroxide anion content, but it was scavenged by the basal activity of superoxide dis- mutase. Total phenolics did not change with SA application in any specie, and phenylal- anine ammonia-lyase and tyrosine ammonia-lyase activities significantly decreased in maize and sugarcane. There were no alternations in lignin or cellulose contents in any specie. In sugarcane, glucose from hemicellulose significantly increased. SA did not change cell wall saccharification efficiency of leaves +3. The results suggest that SA in- ducted primary metabolism of leaves +3 from rice, maize and sugarcane, but there was no carbon investment in secondary metabolism.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic