Efeitos do glyphosate na expressão de genes, teor de lignina, fósforo e rendimento de grãos de soja com e sem o gene cp4-epsps

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Data

2022-06-10

Orientador

Carbonari, Caio Antonio

Coorientador

Pós-graduação

Agronomia (Agricultura) - FCA

Curso de graduação

Título da Revista

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Título de Volume

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Tipo

Tese de doutorado

Direito de acesso

Acesso restrito

Resumo

Resumo (português)

Os objetivos do presente trabalho foram entender os efeitos no teor de lignina, fósforo, componentes da rota do ácido chiquímico, parâmetros de crescimento e produtividade bem como por meio de RNASeq entender quais os genes e vias enriquecidas pela aplicação de subdoses de glyphosate em soja NR, RR e RR2. Além disso foi avaliada a forma de aplicação de subdoses em tratamento de sementes. Para isso foram realizados cinco experimentos em casa de vegetação em duplicata e quatro experimentos de campo em diferentes locais de cultivo. Na aplicação foliar de glyphosate no cultivar NR o intervalo de doses de 5,6-45 g e.a ha-1, já na RR o intervalo de 45-720 g e.a ha-1 e RR2 o intervalo de doses 11,25-180 g e.a ha-1, proporcionaram incremento de acúmulo de biomassa de 12-28% em relação a testemunha. No tratamento de sementes para a cultivar NR o intervalo de doses de 45-180 g e.a ha-1, na cultivar RR as doses de 90-360 g e.a ha-1 e para a cultivar RR2 o intervalo de 90-180 g e.a ha-1, proporcionaram incremento de acúmulo de biomassa de 16-60% em relação a testemunha. As doses de 90 e 180 g e.a ha-1 de glyphosate no tratamento de sementes, proporcionou maior crescimento e acúmulo de biomassa para as cultivares de soja RR e RR2. Foram identificados 587 DEG presentes em diversas vias enriquecidas. Foram observadas vias de catabolismo de lignina, resultando em redução dos seus teores após a aplicação de glyphosate. As cultivares de soja apresentaram maior concentração de fósforo quando foram aplicadas com as sub doses de glyphosate, embora não tenha sido observada vias e genes relacionados a esse processo. Os componentes da rota do ácido chiquímico foram afetados com a aplicação de glyphosate, e parecem estar ligados a diversas vias enriquecidas. A aplicação de subdoses de glyphosate incrementou o teor de fósforo, de aminoácidos, ácido salicílico, o crescimento e acúmulo de biomassa das plantas de soja RR e RR2, além de reduzir os teores de lignina. A aplicação de AIP demonstrou que a redução de lignina não é o único responsável pelo incremento de biomassa nas plantas de soja RR e RR2. Em relação a produtividade de grãos, de modo geral, ocorreram incrementos de produtividade em torno de 4 a 38%, variando conforme local e variedades de soja estudas, principalmente para o glyphosate aplicado no tratamento de sementes e aplicação foliar + tratamento de sementes em relação a testemunha. A aplicação de subdoses de glyphosate pode ser realizado no tratamento de sementes de soja. Os teores de fósforo, lignina e dos componentes da rota do ácido chiquímico, bem como as vias enriquecidas encontradas por RNAseq estão envolvidos com o estímulo de subdoses de glyphosate em cultivares de soja NR, RR e RR2. Assim a somatória desses fatores é responsável pelo efeito de estímulo em soja.

Resumo (inglês)

The objectives of the present work were to understand the effects on the content of lignin, phosphorus, components of the shikimic acid pathway, growth parameters and productivity, as well as through RNASeq to understand which genes and pathways are enriched by the application of subdoses of glyphosate in NR soybean, RR and RR2. In addition, the form of application of sub-doses in seed treatment was evaluated. For this, five experiments were carried out in a greenhouse in duplicate and four field experiments were carried out in different cultivation sites. In the foliar application of glyphosate in the NR cultivar, the dose range of 5.6-45 g a.e ha-1, in the RR the range of 45-720 g a.e ha-1 and RR2 the dose range of 11.25-180 g a.e ha-1, provided an increase in biomass accumulation of 12-28% in relation to the control. In the seed treatment for cultivar NR the dose range of 45-180 g a.e ha-1, for cultivar RR the doses of 90-360 g a.e ha-1 and for cultivar RR2 the range of 90-180 g a.e ha-1, provided an increase in biomass accumulation of 16-60% in relation to the control. The doses of 90 and 180 g a.e ha-1 of glyphosate in the seed treatment provided greater growth and biomass accumulation for soybean cultivars RR and RR2. We identified 587 DEG present in several enriched pathways. Lignin catabolism pathways were observed, resulting in a reduction of its contents after glyphosate application. Soybean cultivars showed higher phosphorus concentration when applied with sub doses of glyphosate, although no pathways and genes related to this process were observed. Components of the shikimic acid pathway were affected with the application of glyphosate, and appear to be linked to several enriched pathways. The application of sub-doses of glyphosate increased the content of phosphorus, amino acids, salicylic acid, growth and biomass accumulation of RR and RR2 soybean plants, in addition to reducing lignin levels. The application of AIP showed that the reduction of lignin is not the only responsible for the increase in biomass in RR and RR2 soybean plants. Regarding grain yield, in general, there were yield increases of around 4 to 38%, varying according to location and soybean varieties studied, mainly for glyphosate applied in seed treatment and foliar application + seed treatment in relation to the witness. The application of sub-doses of glyphosate can be performed in the treatment of soybean seeds. Phosphorus, lignin and shikimic acid pathway components, as well as the enriched pathways found by RNAseq, are involved in stimulating glyphosate underdoses in NR, RR and RR2 soybean cultivars. Thus, the sum of these factors is responsible for the stimulus effect in soybean.

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Português

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