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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Wheat and maize are two of the most important crops in the world,
however, pathogen transmission threatens global cereal supply. Zymoseptoria
tritici causes septoria tritici blotch (STB), which inflicts the most yield-reducing
disease on wheat production. One of the most promising solutions to control this
disease is the use of specialized plant-beneficial microbes like arbuscular
mycorrhizal fungi (AMF) and Trichoderma spp. Also, silicon (Si) has been
considered to induce protection against pest infection.
The present study aimed at studying the effect of the AMF Rhizophagus
irregularis MUCL 43194, alone or combined with Trichoderma harzianum
MUCL 29707, to improve plant growth and Si uptake in wheat and maize plants,
and the impact of the three factors to control STB on durum wheat, thus working
as biostimulants. For this, two experiments were developed. In the first, after 5
weeks of pre-colonization with Rhizophagus irregularis in trays, the wheat and
maize plants were transferred to individual pots with the respective treatments
(with addition of Si and presence of T. harzianum) and harvested 30 and 45 days
after transfer. The second experiment was as previously described, but with the
inoculation of the pathogen Z. tritici on the leaves 30 days after the moment of
plant transfer. The parameters analyzed were fresh and dry weight of the aerial
part and roots, the Si concentration in the leaves and the Si content in the plant,
the percentage of AMF colonization and, for the second experiment only, the
disease severity.
Results showed that, in the first experiment, for maize plants the
interaction between AMF and T. harzianum was negative, since it reduced the
growth and biomass of maize plants and did not impact the Si uptake and
accumulation. AMF treatment alone was the best treatment for improving the
growth and colonization of maize plants. For wheat plants, in root growth and
biomass, AMF and T. harzianum had a positive interaction. However, the same
was not observed for the Si accumulation and uptake. So, for the growth and
biomass of wheat roots, the use of AMF or both fungi is recommended, whereas
the use of Si is rejected. For improved Si accumulation and uptake, the use of this
mineral alone is a better fit. Regarding the second experiment, the use of microorganisms and Si did not prove to increase the tolerance against the disease
efficiently.
Further studies are necessary to elucidate the interaction between the two
fungi in these plants by applying Si.
O trigo e o milho são duas das culturas mais importantes no mundo, no entanto, a transmissão de agentes patogénicos ameaça o fornecimento global de cereais. Zymoseptoria tritici, agente causal da septoriose do trigo (septoria tritici blotch) causa a maior redução de produtividade na produção de trigo. Uma das soluções mais promissoras para o controlo desta doença é a utilização de organismos com efeitos benéficos na planta, como fungos micorrízicos arbusculares e Trichoderma spp. Também o Silício (Si) foi considerado útil na indução da proteção contra ataque de pragas. O presente trabalho teve como objetivos avaliar o efeito do fungo micorrízico Rhizophagus irregularis MUCL 43194, isolado ou combinado com Trichoderma harzianum MUCL 29707, no crescimento da planta e na acumulação de silício no trigo e no milho, e o efeito destes três fatores no controlo da septoriose no trigo. Para tal, foram desenvolvidos dois ensaios. No primeiro, após 5 semanas de pré-colonização com R. irregularis em tabuleiros, as plantas de trigo e milho foram transferidas para vasos individuais com os respetivos tratamentos (com adição de Si e presença de T. harzianum) e colhidas 30 e 45 dias após a transferência. No segundo ensaio, equivalente ao anterior, o agente patogénico Z. tritici foi aplicado nas folhas 30 dias após o momento de transferência das plantas. Os parâmetros analisados foram peso fresco e seco da parte aérea e das raízes das plantas, a concentração de Si nas folhas e teor de Si na planta, a percentagem de colonização do fungo micorrízico e, apenas para o segundo ensaio, a severidade da doença. Os resultados mostraram que, para plantas de milho, a interação entre AMF e T. harzianum foi negativa, uma vez que reduziu o crescimento e a biomassa das plantas de milho e não teve impacto na captação e acumulação de Si. Assim, o tratamento apenas com AMF foi o melhor tratamento para melhorar o crescimento e a colonização de plantas de milho. Para as plantas de trigo, no crescimento radicular e na biomassa, AMF e T. harzianum tiveram interação positiva. No entanto, o mesmo não é observado para a acumulação e absorção de Si. Assim, para o crescimento e biomassa de raízes de trigo, recomenda-se a utilização de AMF ou ambos os fungos, enquanto a utilização de Si é rejeitada. A acumulação e absorção de Si foi mais favorável quando este mineral foi aplicado de forma isolada. O uso de microrganismos e de Si não mostrou aumentar a tolerância das plantas de trigo contra a septoriose. São necessários mais estudos para elucidar a interação entre os dois fungos e a aplicação de Si nestas plantas.
O trigo e o milho são duas das culturas mais importantes no mundo, no entanto, a transmissão de agentes patogénicos ameaça o fornecimento global de cereais. Zymoseptoria tritici, agente causal da septoriose do trigo (septoria tritici blotch) causa a maior redução de produtividade na produção de trigo. Uma das soluções mais promissoras para o controlo desta doença é a utilização de organismos com efeitos benéficos na planta, como fungos micorrízicos arbusculares e Trichoderma spp. Também o Silício (Si) foi considerado útil na indução da proteção contra ataque de pragas. O presente trabalho teve como objetivos avaliar o efeito do fungo micorrízico Rhizophagus irregularis MUCL 43194, isolado ou combinado com Trichoderma harzianum MUCL 29707, no crescimento da planta e na acumulação de silício no trigo e no milho, e o efeito destes três fatores no controlo da septoriose no trigo. Para tal, foram desenvolvidos dois ensaios. No primeiro, após 5 semanas de pré-colonização com R. irregularis em tabuleiros, as plantas de trigo e milho foram transferidas para vasos individuais com os respetivos tratamentos (com adição de Si e presença de T. harzianum) e colhidas 30 e 45 dias após a transferência. No segundo ensaio, equivalente ao anterior, o agente patogénico Z. tritici foi aplicado nas folhas 30 dias após o momento de transferência das plantas. Os parâmetros analisados foram peso fresco e seco da parte aérea e das raízes das plantas, a concentração de Si nas folhas e teor de Si na planta, a percentagem de colonização do fungo micorrízico e, apenas para o segundo ensaio, a severidade da doença. Os resultados mostraram que, para plantas de milho, a interação entre AMF e T. harzianum foi negativa, uma vez que reduziu o crescimento e a biomassa das plantas de milho e não teve impacto na captação e acumulação de Si. Assim, o tratamento apenas com AMF foi o melhor tratamento para melhorar o crescimento e a colonização de plantas de milho. Para as plantas de trigo, no crescimento radicular e na biomassa, AMF e T. harzianum tiveram interação positiva. No entanto, o mesmo não é observado para a acumulação e absorção de Si. Assim, para o crescimento e biomassa de raízes de trigo, recomenda-se a utilização de AMF ou ambos os fungos, enquanto a utilização de Si é rejeitada. A acumulação e absorção de Si foi mais favorável quando este mineral foi aplicado de forma isolada. O uso de microrganismos e de Si não mostrou aumentar a tolerância das plantas de trigo contra a septoriose. São necessários mais estudos para elucidar a interação entre os dois fungos e a aplicação de Si nestas plantas.
Description
Keywords
Plant-beneficial microbes Arbuscular mycorrhizal fungi Phytopathology