Use of chemical inducers as a resistance trigger in Brachiaria grasses and sugarcane

Alexander Machado Auad, Tiago Teixeira de Resende

Abstract


Abstract

Chemical inducers have relevant roles in activating the defense responses of plants to insects. The present research examines the defense mechanisms of Brachiaria (Poaceae) grasses and sugarcane cultivars exposed to exogenous of chemical inducers with and without injury due to Mahanarva spectabilis (Distant) (Hemiptera: Cercopidae). Plants were subjected to herbivory by spittlebug nymphs and to 3 chemical inducers: salicylic acid, silicic acid, and nitric oxide. Dry matter was calculated at 15 d after induction, and extraction and quantification of phenolic compounds were performed. The phenolic content and percentage of dry matter of the plants was evaluated by analysis of variance, and means were compared by the Scott-Knott test (P < 0.005). Changes in dry matter were assessed with regard to interactions between inducers and Brachiaria roots and sugarcane shoots. Salicylic acid, silicic acid, and nitric oxide, as well as attack by M. spectabilis, triggered alterations in phenolic contents. The highest and lowest concentrations of phenolic compounds were found in the standard cultivar susceptible (cv. Basilik) and resistant to the insect pest (cv. Marandu), respectively. However, the results showed that inducers failed to impact the defense mechanism of Brachiaria cultivars and that assessment of total phenolic compounds is not the most adequate approach for measuring resistance in these cultivars. In sugarcane, inducers did not appear to act on defense mechanisms, though the resistant cultivar did exhibit a greater phenolic content. Hence, the use of the above chemical inducers is not useful for triggering resistance in Bracharia and sugarcane.


Resumen

Los inductores químicos tienen un papel relevante en la activación de las respuestas de defensa de las plantas frente a los insectos. La presente investigación examina los mecanismos de defensa de los pastos del género Brachiaria (Poaceae) y cultivares de caña de azúcar expuestos a inductors químicos exógenos con y sin lesiones debido a Mahanarva spectabilis (Distant) (Hemiptera: Cercopidae). Las plantas fueron sometidas a herbivoría por ninfas de salivitas y por 3 inductores químicos: ácido salicílico, ácido silícico, y óxido nítrico. Se calculó la materia seca a los 15 d después de la inducción y se realizó la extracción y cuantificación de los compuestos fenólicos. Se evaluaron el contenido fenólico y el porcentaje de materia seca de las plantas mediante análisis de varianza y se compararon los medios mediante la prueba de Scott-Knott (P < 0,005). Se evaluaron los cambios en la materia seca con respecto a las interacciones entre los inductores y las raíces de Brachiaria y los brotes de caña de azúcar. El ácido salicílico, ácido silícico, y óxido nítrico, así como el ataque de M. spectabilis provocaron alteraciones en el contenido fenólico. Se encontraron las concentraciones más altas y más bajas de compuestos fenólicos en el cultivar estándar susceptible (cv. Basilik) y resistente (cv. Marandu), respectivamente, a la plaga insecto. Sin embargo, los resultados mostraron que los inductores no lograron afectar el mecanismo de defensa de los cultivares de Brachiaria y que la evaluación de los compuestos fenólicos totales no es el enfoque más adecuado para medir la resistencia en estos cultivares. En la caña de azúcar, los inductores no parecen actuar sobre los mecanismos de defensa, aunque el cultivar resistente sí exhibió un mayor contenido fenólico. Por lo tanto, el uso de los inductores químicos mencionadas no es factible para provocar la resistencia en Bracharia y caña de azúcar.

 

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Keywords


Forage; herbivory; induced resistance; phenolic compounds

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