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metadata.teses.dc.title: A microbial fermentation product protection of Glycine max against Phakopsora pachyrhizi through transcriptomics, proteomics and meta-analysis
metadata.teses.dc.title.alternative: Proteção de Glycine max contra Phakopsora pachyrhizi por um produto de fermentação microbiana através de transcriptômica, proteômica e metanálise
metadata.teses.dc.creator: Schulman, Pablo
metadata.teses.dc.creator.Lattes: http://lattes.cnpq.br/5434919320898694
metadata.teses.dc.contributor.advisor1: Medeiros, Flávio Henrique Vasconcelos de
metadata.teses.dc.contributor.advisor-co1: Paré, Paul Whitaker
metadata.teses.dc.contributor.referee1: Paré, Paul Whitaker
metadata.teses.dc.contributor.referee2: Canteri, Marcelo Giovanetti
metadata.teses.dc.contributor.referee3: Souza, Bruno Henrique Sardinha de
metadata.teses.dc.contributor.referee4: Dalio, Ronaldo José Durigan
metadata.teses.dc.subject: Soja - Ferrugem asiática
Phakopsora pachyrhizi
Indução de resistência
RNAseq
Produto de fermentação microbiana
Soybean - Asian rust
Resistance induction
Microbial fermentation product
metadata.teses.dc.date.issued: 17-Mar-2021
metadata.teses.dc.description.sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
metadata.teses.dc.identifier.citation: SCHULMAN, P. A microbial fermentation product protection of Glycine max against Phakopsora pachyrhizi through transcriptomics, proteomics and meta-analysis. 2021. 103 p. Tese (Doutorado em Agronomia/Fitopatologia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
metadata.teses.dc.description.resumo: A ferrugem asiática da soja (Phakopsora pachyrhizi) é a principal doença da soja no Brasil e seu manejo se baseia no uso de fungicidas sistêmicos e protetores. No entanto, o estreito leque de opções e a alta variabilidade do patógeno levaram à emergência de populações insensíveis, demandando outras opções de manejo. Dentre elas, tem sido proposta a indução de resistência. Um produto de fermentação microbiana é capaz de ativar respostas de defesa de plantas, mas ainda não se sabe os mecanismos pelos quais o produto funciona a nível molecular e sua efetividade considerando as diferentes realidades de produção de soja. Neste trabalho, objetivou-se avaliar os efeitos de um produto de fermentação microbiana (MFP) na proteção de Glycine max contra ferrugem através de estudos moleculares (transcriptômica, proteômica e metabolômica) e meta-análise de ensaios conduzidos em campo. No primeiro capítulo, abordamos uma revisão de eliciadores e seus receptores e nos dois capítulos restantes estudamos o efeito de um eliciador derivado de fermentação microbiana na proteção de soja contra P. pachyrhizi. Glycine max cv. Williams 82, quando tratada com o eliciador, aumentou a expressão dos genes PR1, PR2, IPER, PAL e CHS, particularmente quanto inoculados com P. pachyrhizi. Na análise de RNAseq, várias rotas associadas à defesa contra patógenos foram induzidas, incluindo interação planta-patógeno, rota de sinalização por MAPK, biossíntese de fenilpropanoides, metabolismo de glutationa, metabolismo de flavonoides e metabolismo de isoflavonoides. Em condições de campo, MFP também induziu aumento da concentração de compostos fenólicos e na atividade de peroxidase. No terceiro capítulo, apresentamos o resultado de uma meta-análise para sumarizar os efeitos de MFP na severidade da ferrugem e produtividade da soja. Usaram-se 24 entradas e realizaram-se metanálises de efeitos aleatórios separadas para severidade e produtividade com a transformação logarítmica da razão de resposta ( and para severidade e produtividade, respectivamente). As estimativas foram usadas para se obter a eficiência de controle ( ) e resposta em produtividade ( ) e seus respectivos intervalos de confiança (95% CI). foi 21,1088 (95% CI: 33,1688 e 6,8818), enquanto foi 0,0798 (95% CI: 3,8004 e 13,0206). P valores para e foram 0,0051 e 0,0002, respectivamente. Uma metanálise de efeitos mistos foi então realizada para determinar os efeitos de diferentes moderadores (tipo de tratamento, pressão de doença, número de aplicações e época da primeira aplicação) no tratamento de MFP. Todos os moderadores com a exceção de pressão de doença para severidade afetaram e . MFP teve melhor desempenho quando aplicado sozinho ( para sozinho foi 34,249 vs. 4,725 para misturado. para sozinho foi 14,717 vs. 4,019 para misturado) e quando aplicado mais cedo ( foi 8,340 e 8,296 e foi 24,799 e 8,561 para cedo e tardio, respectivamente). MFP demonstrou ativar as defesas de plantas de soja e as estratégias de posicionamento do produto para máxima eficiência foram determinadas. Espera-se que os resultados deste trabalho possam auxiliar no planejamento de futuros experimentos e na tomada de decisão da aplicação de MFP em condições de campo.
metadata.teses.dc.description.abstract: Asian soybean rust (Phakopsora pachyrhizi) is the main soybean disease in Brazil and its management is based on the use of systemic and protective fungicides. However, the narrow range of options and the high variability of the pathogen led to the emergence of insensitive populations, requiring other disease management options. Among them, resistance induction has been proposed. A microbial fermentation product can activate plant defense responses, but the mechanisms by which the product works at the molecular level and its effectiveness considering the different realities of soy production are still unknown. This work aimed to evaluate the effects of a microbial fermentation product (MFP) on the protection of Glycine max against rust through molecular studies (transcriptomics, proteomics and metabolomics) and meta-analysis of tests conducted in the field. In the first chapter, we discuss a review of elicitors and their receptors and in the remaining two chapters we study the effect of an elicitor derived from microbial fermentation (MFP) on soybean protection against P. pachyrhizi. MFP-treated Glycine max cv. Williams 82 had an increase in expression of the PR1, PR2, IPER, PAL and CHS genes, particularly when inoculated with P. pachyrhizi. During RNAseq, several plant pathways associated with pathogens defenses were induced including plant-pathogen interactions, MAPK signaling pathways, phenylpropanoid biosynthesis, glutathione metabolism, flavonoid metabolism and isoflavonoid metabolism. In field conditions, MFP also induced increase in phenol content and peroxidase activity. In the third chapter, we present the result of a meta-analysis to summarize the effects of MFP in Asian soybean rust severity and soybean yield. A total of 24 entries were used and separate random-effects meta-analysis for severity and yield were performed on the log-transformed ratios ( and for severity and yield, respectively). The estimates were used to obtain control efficacy ( ) and yield response ( ) and their respective confidence intervals (95% CI). was 21.1088 (95% CI: 33.1688 to 6.8818), while was 8.3070 (95% CI: 3.8004 to 13.0206). P values for and were 0.0051 and 0.0002, respectively. A mixed effects meta-analysis was then performed to determine the effects of different moderators (type of treatment, disease pressure, number of applications, and timing of the first application) on MFP treatment. All moderators except disease pressure for severity affected and . MFP had better performance when applied by itself ( for alone was 34.249 compared to 4.725 for mixed. for alone was 14.717 compared to 4.019 for mixed) and when applied earlier during the crop season ( were 8.340 and 8.296 and were 24.799 and 8.561 for early and late, respectively). MFP has been shown to trigger plant defenses in soybean and may potentially be used in a disease management system, together with other strategies, to ensure a sustainable agriculture. MFP has been shown to trigger soybean plant defenses and product application strategies for maximum efficiency have been determined. We hope our results can help in planning future trials and in the decision making of MFP application in field conditions.
metadata.teses.dc.description: Arquivo retido, a pedido do autor até março 2022.
metadata.teses.dc.identifier.uri: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46153
metadata.teses.dc.publisher: Universidade Federal de Lavras
metadata.teses.dc.language: eng
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