Reação de Humulus lupulus L. (Cannabaceae), variedade Comet, aos nematoides Meloidogyne incognita e Pratylenchus zeae

Este estudo determinou a suscetibilidade e avaliou a resposta biológica de defesa e o teor de metabólitos especializados de Humulus lupulus L. (lúpulo) frente à infestação por Meloidogyne incognita e Pratylenchus zeae, comparando o desempenho com plantas reconhecidamente suscetíveis, como Abelmoschus esculentus (quiabo) e Zea mays (milho). Foram analisados parâmetros como População Final (PF), número de ovos e juvenis, Fator de Reprodução (FR), além da produção de metabólitos de defesa como compostos fenólicos totais (CF), flavonoides totais (Flav), taninos (Tan) e cumarinas (Cum). O lúpulo apresentou valores menores de PF, ovos, juvenis e FR em comparação com quiabo e milho. Para M. incognita, o FR de lúpulo foi de 2,33, enquanto quiabo apresentou um FR de 39,01. Para P. zeae, lúpulo registrou um FR de 2,14, contrastando com 8,99 de milho. Embora o lúpulo tenha sido classificado como suscetível (FR > 1), os baixos valores de FR indicam menor suscetibilidade relativa quando comparado às outras espécies analisadas. A análise estatística revelou correlações significativas entre as variáveis. Houve forte correlação positiva entre a Massa Fresca de Raiz (MFR) e os flavonoides (Flav), sugerindo que as raízes ainda preservadas estão associadas ao incremento na produção de flavonoides. Adicionalmente, observou-se correlação negativa forte entre o número de juvenis e a MFR, indicando que reduções na estrutura da massa radicular estão associadas a maiores infestações de juvenis. A Análise de Componentes Principais (PCA) explicou 80,6% da variação total dos dados, evidenciando a formação de dois grupos distintos, sendo nomeados como grupo A, composto por M. incognita, que demonstrou correlação com CF, ovos, Flav, Tan e Cum, enquanto o grupo B, composto por P. zeae, foi influenciado por variáveis como PF, juvenis, FR, MFPA, MSPA e MFR. O dendrograma apresenta diferenças significativas entre as espécies de nematoides nas interações com as plantas hospedeiras. Esses dados gerados ao longo do estudo, indicam que o lúpulo possui mecanismos de defesa com ação limitante na reprodução e no desenvolvimento de nematoides fitoparasitas, relacionados ao aumento na produção de compostos fenólicos e os subgrupos como flavonoides, taninos e cumarinas. A compreensão desses mecanismos pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias sustentáveis de manejo de nematoides nesta cultura. Esta pesquisa amplia o conhecimento sobre a interação entre plantas de lúpulo infectadas com M. Incognita e de maneira pioneira avalia sua interação com P. zeae, fornecendo embasamento sobre a suscetibilidade de lúpulo a nematoides, avaliando seu desempenho comparativo com outras culturas suscetíveis e explorando a correlação entre a produção de metabólitos de defesa, demonstrando o incremento na produção de, principalmente, compostos fenólicos e flavonoides nas fases iniciais do desenvolvimento em resposta a infecção.

Resumo (inglês)

This study determined the susceptibility and evaluated the biological defense response of Humulus lupulus (hop) to infestation by Meloidogyne incognita and Pratylenchus zeae, comparing its performance with plant species known for their susceptibility, such as Abelmoschus esculentus (okra) and Zea mays (maize). Parameters analyzed included Final Population (FP), number of eggs and juveniles, Reproduction Factor (RF), and the production of defense-related metabolites such as total phenolic compounds (TPC), total flavonoids (Flav), tannins (Tan), and coumarins (Coum). Hop plants exhibited lower values of FP, eggs, juveniles, and RF compared to okra and maize. For M. incognita, hop showed an RF of 2.33, while okra reached 39.01. For P. zeae, hop recorded an RF of 2.14, in contrast to 8.99 for maize. Although hop was classified as susceptible (RF > 1), the relatively low RF values suggest reduced susceptibility when compared to the other species analyzed. Statistical analysis revealed significant correlations among variables. A strong positive correlation was observed between Fresh Root Mass (FRM) and flavonoid content, suggesting that preserved root structures are associated with increased flavonoid production. Additionally, a strong negative correlation was found between juvenile count and FRM, indicating that reductions in root mass are linked to higher juvenile infestations. Principal Component Analysis (PCA) explained 80.6% of the total data variation, revealing the formation of two distinct groups: Group A, composed of M. incognita, showed correlation with TPC, eggs, Flav, Tan, and Coum; Group B, composed of P. zeae, was influenced by variables such as FP, juveniles, RF, aboveground fresh mass (AFM), aboveground dry mass (ADM), and FRM. The dendrogram highlighted significant differences between nematode species in their interactions with host plants. The data generated throughout this study indicate that hop possesses defense mechanisms that limit the reproduction and development of phytoparasitic nematodes, associated with increased production of phenolic compounds and their subgroups—flavonoids, tannins, and coumarins. Understanding these mechanisms may contribute to the development of sustainable nematode management strategies for this crop. This research expands knowledge on the interaction between hop plants and M. incognita, and, in a pioneering approach, evaluates its interaction with P. zeae, providing insight into hop susceptibility to nematodes, assessing its comparative performance with other susceptible crops, and exploring the correlation between defense metabolite production, particularly phenolic compounds and flavonoids, and early developmental responses to infection.

Palavras-chave

lúpulo, Metabólitos de defesa, Compostos fenólicos, Fitoparasitas, Hops, Biochemical defense, Phytoparasitic nematodes, Phenolic compounds

Idioma

Português

Citação

PINTO, L. G. P. N. Reação de Humulus lupulus L. (Cannabaceae), variedade Comet, aos nematoides Meloidogyne incognita e Pratylenchus zeae. 2025. 65 f. Dissertação (Mestrado em Horticultura) – Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2025.