Aspectos germinativos, morfológicos e genéticos de Cissus verticillata (L.) Nicolson & Jarvis e sua resposta ao controle químico

A ocorrência de Cissus verticillata em pomares de citros tem gerado preocupação entre produtores do Noroeste paulista. avaliar características morfológicas, genéticas e de estabelecimento de acessos de C. verticillata, bem como identificar estratégias eficazes para seu manejo em citros. Para isso, foram definidos os seguintes objetivos específicos: a) Comparar diferenças morfológicas e na superfície foliar entre acessos; b) Avaliar a similaridade genética dos acessos e inferir relações filogenéticas com plantas previamente sequenciadas e identificadas do gênero Cissus no GenBank; c) Quantificar a produção de cera por plantas dos diferentes acessos; d) Determinar condições ambientais que favorecem a germinação e estabelecimento da espécie, incluindo temperatura, qualidade de luz e profundidade de semeadura; e) Avaliar a eficácia de herbicidas pós-emergentes registrados na cultura de citros para o controle em estágios iniciais da planta.Foram estudados quatro acessos: (1) Olímpia – Fazenda Rio Cortado, (2) Getulina – Fazenda Tangará,(3) Jaboticabal – UNESP/FCAV e (4) Olímpia – Fazenda Bela Vista. Realizaram-se descrições morfológicas e análises da superfície foliar por microscopia eletrônica de varredura (MEV), considerando densidade estomática, tricomas e padrões epidérmicos. O sequenciamento genético foi conduzido com marcadores cloroplastidiais (rps16, trnL-F) e nuclear (ITS), seguido de análises filogenéticas Bayesianas e Máxima Verossimilhança e estimativa de distâncias genéticas par a par. A produção de cera epicuticular foi quantificada entre os acessos por meio de extração com clorofórmio, expressa em µg cm⁻² de área foliar e em gramas por massa fresca das folhas. Ensaios independentes de germinação foram realizados em delineamento inteiramente casualizado (DIC), avaliando temperaturas constantes e alternadas (T1 - 25, T2 - 30, T3 - 30/35 e T4- 35 °C), diferentes qualidades de luz (T1-vermelha (590-630nm), T2-azul (440-450nm), T3-verde (520-530nm), T4-branca (440-495nm) e T5-ausência de luz (0nm)) e profundidades de semeadura (T1 - 1, T2 - 3, T3 - 5, T4 - 7 e T5 -10 cm), todos com cinco repetições. Por fim, testou-se o controle químico da espécie com herbicidas pós-emergentes registrados para citros, em DIC, com oito tratamentos e cinco repetições: saflufenacil (70 g i.a. ha⁻¹), tiafenacil (118,65 g i.a. ha⁻¹), carfentrazone (50 g i.a. ha⁻¹), glifosato (2160 g i.a. ha⁻¹), glufosinato de amônio (400 g i.a. ha⁻¹), diquat (500 g i.a. ha⁻¹), chlorimuron (20 g i.a. ha⁻¹) e testemunha sem aplicação, aplicados em dois estádios fenológicos (4–6 folhas e 26–28 folhas). Dessa forma, os acessos de C. verticillata não apresentaram diferenças significativas em características morfológicas, com variáveis como altura, diâmetro do caule e área foliar variando de 153–220 cm, 0,34–0,48 cm e 13,45–22,00 cm². As análises em MEV apresentaram cutícula estriada e estômatos anomocíticos em ambas as faces, caracterizando C. verticillata como anfiestomática. O acesso 1 apresentou tricomas tectores nas margens foliares; o acesso 3, tricomas glandulares multicelulares na face adaxial e tectores nas margens; enquanto os acessos 2 e 4 não exibiram tricomas. A densidade estomática variou de 34,43 a 461,67 estômatos/mm², com o acesso 3 apresentando o maior valor (face abaxial) e o acesso 1 os menores (adaxial e abaxial). Quanto às análises filogenéticas, os marcadores do cloroplasto revelaram alta similaridade genética entre os acessos (d = 0,0000), sendo confirmados como pertencentes ao complexo C. verticillata nos marcadores trnL-F e rps16. Apenas o acesso 3 mostrou discreta diferenciação em relação aos demais, indicando diversidade entre populações, enquanto o ITS indicou leve variação intraespecífica (d = 0,00678–0,02865). As análises filogenéticas do ITS posicionaram todos os acessos dentro do complexo C. verticillata, demonstrando monofilia entre os acessos estudados, mas polifilia dentro do gênero Cissus. Na análise de cera foliar, o acesso 3 apresentou a maior concentração (235,29 µg/cm² e 7871,84 µg/g de massa fresca), diferindo significativamente dos demais. Já os acessos 1, 2 e 4 não diferiram entre si, com valores médios variando entre 95 e 128 µg/cm². A germinação de C. verticillata foi influenciada pela qualidade da luz, temperatura e profundidade de semeadura. A luz vermelha promoveu maior velocidade de germinação, enquanto a luz branca resultou na maior porcentagem final; a luz azul estimulou o início do processo, mas sem incremento posterior. A germinação também ocorreu no escuro, embora em menor intensidade. Em relação à temperatura, condições de 30/35 °C e 35 °C favoreceram maiores taxas e velocidades de germinação, enquanto 25 °C resultou no menor desempenho. Quanto à profundidade, a emergência foi restrita às camadas superficiais, com melhor resposta a 1 cm, redução a 3 cm e ausência de plântulas em profundidades maiores, indicando limitação do estabelecimento inicial. Por fim, o controle de C. verticillata foi mais eficiente em plantas jovens (4–6 folhas), com carfentrazone, tiafenacil e diquat alcançando >80% de eficácia, enquanto glifosato, glufosinato e chlorimuron apresentaram ~50% e saflufenacil <10%. Em plantas mais desenvolvidas (26–28 folhas), apenas diquat e tiafenacil mantiveram controle elevado (90% e 80%, respectivamente), enquanto os demais herbicidas tiveram baixa eficácia, refletindo-se também nos parâmetros biométricos avaliados. Conclui-se que não foram observadas diferenças nas características morfológicas entre os acessos, enquanto as análises filogenéticas revelaram divergências entre eles. A germinação da espécie é favorecida por temperaturas elevadas e camadas superficiais do solo, e o controle químico pós-emergência foi mais eficaz em plantas jovens com carfentrazone, tiafenacil e diquat, sendo que em plantas com 26-28 folhas apenas diquat e tiafenacil mantiveram controle elevado.

Resumo (inglês)

The occurrence of Cissus verticillata in citrus orchards has raised concerns among producers in the Northwest region of São Paulo. The study aimed to evaluate the morphological, genetic, and establishment characteristics of C. verticillata accessions, as well as to identify effective strategies for their management in citrus. The specific objectives were: a) to compare morphological differences and leaf surface traits among accessions; b) to assess the genetic similarity of the accessions and infer phylogenetic relationships with previously sequenced and identified Cissus species in GenBank; c) to quantify wax production by plants from different accessions; d) to determine environmental conditions favoring germination and establishment of the species, including temperature, light quality, and sowing depth; e) to evaluate the efficacy of post-emergent herbicides registered for citrus in controlling the species at early growth stages. Four accessions were studied: (1) Olímpia – Fazenda Rio Cortado, (2) Getulina – Fazenda Tangará, (3) Jaboticabal – UNESP/FCAV, and (4) Olímpia – Fazenda Bela Vista. Morphological descriptions and leaf surface analyses were performed using scanning electron microscopy (SEM), considering stomatal density, trichomes, and epidermal patterns. Genetic sequencing was conducted using chloroplast markers (rps16, trnL-F) and the nuclear marker ITS, followed by Bayesian and Maximum Likelihood phylogenetic analyses and pairwise genetic distance estimation. Epicuticular wax production was quantified among accessions via chloroform extraction, expressed as µg cm⁻² of leaf area and as µg per gram of fresh leaf mass. Independent germination trials were conducted in a completely randomized design (CRD), evaluating constant and alternating temperatures (T1 - 25, T2 - 30, T3 - 30/35, and T4 - 35 °C), different light qualities (T1 – red (590–630 nm), T2 – blue (440–450 nm), T3 – green (520–530 nm), T4 – white (440–495 nm), and T5 – darkness (0 nm)), and sowing depths (T1 – 1, T2 – 3, T3 – 5, T4 – 7, and T5 – 10 cm), all with five repetitions. Finally, chemical control of the species was tested using post-emergent herbicides registered for citrus in a CRD, with eight treatments and five repetitions: saflufenacil (70 g a.i. ha⁻¹), tiafenacil (118.65 g a.i. ha⁻¹), carfentrazone (50 g a.i. ha⁻¹), glyphosate (2160 g a.i. ha⁻¹), ammonium glufosinate (400 g a.i. ha⁻¹), diquat (500 g a.i. ha⁻¹), chlorimuron (20 g a.i. ha⁻¹), and an untreated control, applied at two phenological stages (4–6 leaves and 26–28 leaves). The C. verticillata accessions did not show significant differences in morphological traits, with variables such as height, stem diameter, and leaf area ranging from 153–220 cm, 0.34–0.48 cm, and 13.45–22.00 cm², respectively. SEM analyses revealed striated cuticles and anomocytic stomata on both leaf surfaces, characterizing C. verticillata as amphistomatic. Accession 1 exhibited tector trichomes along the leaf margins; accession 3 showed multicellular glandular trichomes on the adaxial surface and tector trichomes on the margins; accessions 2 and 4 did not exhibit trichomes. Stomatal density ranged from 34.43 to 461.67 stomata/mm², with accession 3 presenting the highest value (abaxial surface) and accession 1 the lowest (both adaxial and abaxial). Phylogenetic analyses using chloroplast markers revealed high genetic similarity among the accessions (d = 0.0000), confirming their membership in the C. verticillata complex based on trnL-F and rps16. Only accession 3 showed slight differentiation from the others, indicating population diversity, while ITS analysis indicated minor intraspecific variation (d = 0.00678–0.02865). ITS-based phylogenetic analyses positioned all accessions within the C. verticillata complex, demonstrating monophyly among the studied accessions but polyphyly within the genus Cissus. In the leaf wax analysis, accession 3 showed the highest concentration (235.29 µg/cm² and 7871.84 µg/g fresh mass), differing significantly from the others. Accessions 1, 2, and 4 did not differ significantly, with mean values ranging from 95 to 128 µg/cm². Germination of C. verticillata was influenced by light quality, temperature, and sowing depth. Red light promoted faster germination, while white light resulted in the highest final percentage; blue light stimulated germination initiation without subsequent increases. Germination also occurred in darkness, albeit at lower intensity. Regarding temperature, conditions of 30/35 °C and 35 °C favored higher germination rates and speed, whereas 25 °C resulted in the lowest performance. Emergence was limited to shallow soil layers, with optimal response at 1 cm, reduced emergence at 3 cm, and absence of seedlings at greater depths, indicating limitations for initial establishment. Chemical control of C. verticillata was more effective in young plants (4–6 leaves), with carfentrazone, tiafenacil, and diquat achieving >80% efficacy, whereas glyphosate, glufosinate, and chlorimuron reached ~50%, and saflufenacil <10%. In more developed plants (26–28 leaves), only diquat and tiafenacil maintained high control levels (90% and 80%, respectively), while the other herbicides were largely ineffective, which was also reflected in biometric parameters. In conclusion, no significant differences were observed in morphological traits among accessions, while phylogenetic analyses revealed slight divergences. Germination is favored by elevated temperatures and shallow soil layers, and post-emergent chemical control is most effective in young plants using carfentrazone, tiafenacil, and diquat, with only diquat and tiafenacil maintaining high efficacy in plants with 26–28 leaves.

Palavras-chave

Biologia, Genética, Morfologia, Taxonomia

Idioma

Português

Citação

SCHEDENFFELDT, B. F. Aspectos germinativos, morfológicos e genéticos de Cissus verticillata (L.) Nicolson & Jarvis e sua resposta ao controle químico. 2025, 94f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2025.