Biotecnologia e bioinsumos: desempenho fisiológico e produção de metabólitos secundários em tomate e alho

dc.contributor.advisorCarvalho, Joyce Dória Rodrigues
dc.contributor.co-advisorCavalcanti, Vytoria Piscitelli
dc.contributor.refereeResende, Luciane Vilela
dc.contributor.refereeDambroz, Caroline Marcela da Silva
dc.contributor.refereeRibeiro, Mariana de Souza
dc.creatorFreitas, Camila Garcia de
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7370644568327114
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4274-9496
dc.date.accessioned2026-06-29T14:53:27Z
dc.date.issued2026-03-26
dc.description.abstractThis study investigated biotechnological strategies and bio-inputs to improve agronomic performance and secondary metabolite production in Allium sativum (cv. Ito) and Solanum lycopersicum (cv. Ibiza) under stress conditions. The study integrated the analysis of mineral nutrition and the use of bio-inputs as tools to increase plant resilience. In the tomato experiment, the efficacy of Azospirillum brasilense and Bacillus amyloliquefaciens in mitigating water stress (100%, 50%, and 25% supervision regulation) was evaluated. Water restriction hindered height and DNA content, but bacterial co-inoculation promoted significant increases in stem diameter, root length, and dry mass. Biochemically, the bacteria modulated redox homeostasis, increasing the activity of SOD, CAT, and APX enzymes, as well as influencing the accumulation of proline and photosynthetic pigments as an adaptive strategy. The interaction between surface viewing slides and inoculants also regulates the production of phenolics and flavonoids, reinforcing the role of growth-promoting bacteria in the physiological plasticity of the crop. In the experiment with garlic cultivated in vitro, the availability of sulfur (S) proved to be a determining factor for both the morphological development and the biochemical identity of the plant. The total absence of sulfur (0.0 g L-1 ) prevented bulb formation and significantly compromised total biomass, demonstrating that this nutrient is essential for the transition from vegetative to productive growth. A dose of 0.16 g L-1 was indicated as the optimum point for the accumulation of dry matter in the bulbs and for the development of superior morphological characteristics, such as greater area and diameter. Regarding the secondary metabolism of garlic, active sulfur acts as an essential precursor in the biosynthesis of thiosulfinates, whose levels in the bulbs gradually increased with supplementation, reaching a peak at a dose of 0.64 g L1. We observed a distinct modulation between growth and defense: while moderate doses favored biomass, a higher dose (1.28 g L-1 ) significantly potentiated the total antioxidant capacity (DPPH and ABTS) and the levels of phenolic compounds in the bulbs, evidencing a redirection of metabolic flow towards protective mechanisms under conditions of nutritional excess. Furthermore, S supplementation influenced the dynamics of total sugars and organosulfur compounds. The results show that mineral nutrition needs sulfur and the use of microbial bio-inputs are complementary pillars for sustainable and resilient agriculture for agricultural crops.
dc.description.acaoclimatica1. Agricultura de baixa emissão de carbono
dc.description.acaoclimatica2. Uso sustentável da água e do solo
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.concentrationAgronomia
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até junho de 2027.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 3: Saúde e bem-estar
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.researchLineManejo e cultivo
dc.description.resumoEste estudo investigou estratégias biotecnológicas e bioinsumos para otimizar o desempenho agronômico e a produção de metabólitos secundários em Allium sativum (cv. Ito) e Solanum lycopersicum (cv. Ibiza) sob condições de estresse. O estudo integrou a análise da nutrição mineral e o uso de bioinsumos como ferramentas para aumentar a resiliência vegetal. No experimento com tomateiro, avaliou-se a eficácia de Azospirillum brasilense e Bacillus amyloliquefaciens na mitigação do estresse hídrico (100%, 50% e 25% de reposição de irrigação). A restrição hídrica reduziu a altura e conteúdo de DNA, porém a coinoculação bacteriana promoveu aumentos significativos no diâmetro do caule, comprimento de raiz e massa seca. Bioquimicamente, as bactérias modularam a homeostase redox, elevando a atividade das enzimas SOD, CAT e APX, além de influenciar o acúmulo de prolina e pigmentos fotossintéticos como estratégia adaptativa. A interação entre lâminas de irrigação e inoculantes também regulou a produção de fenólicos e flavonoides, reforçando o papel das bactérias promotoras de crescimento na plasticidade fisiológica da cultura. No experimento com alho cultivado in vitro, a disponibilidade de enxofre (S) demonstrou ser um fator determinante tanto para o desenvolvimento morfológico quanto para a identidade bioquímica da planta. A ausência total de enxofre (0,0 g L -1 ) inviabilizou a formação de bulbos e comprometeu drasticamente a biomassa total, evidenciando que este nutriente é indispensável para a transição do crescimento vegetativo para o produtivo. A dose de 0,16 g L -1 foi identificada como o ponto ótimo para o acúmulo de matéria seca nos bulbos e para o desenvolvimento de características morfológicas superiores, como maior área e diâmetro. Quanto ao metabolismo secundário do alho, o enxofre atuou como precursor essencial na biossíntese de tiossulfinatos, cujos teores nos bulbos aumentaram gradualmente com a suplementação, atingindo o pico na dose de 0,64 g L -1 . Observou-se uma modulação distinta entre crescimento e defesa: enquanto doses intermediárias favoreceram a biomassa, a dose mais elevada (1,28 g L -1 ) potencializou significativamente a capacidade antioxidante total (DPPH e ABTS) e os teores de compostos fenólicos nos bulbos, sugerindo um redirecionamento do fluxo metabólico para mecanismos de proteção em condições de excesso nutricional. Além disso, a suplementação de S influenciou a dinâmica de açúcares totais e compostos organossulfurados. Os resultados evidenciam que a nutrição mineral precisa de enxofre e o uso de bioinsumos microbianos constituem pilares complementares para uma agricultura sustentável e resiliente para as culturas estudadas.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.description.tipodeimpactoCulturais
dc.identifier.citationFREITAS, Camila Garcia de. Biotecnologia e bioinsumos: desempenho fisiológico e produção de metabólitos secundários em tomate e alho. 2026. 95 p. Tese (Doutorado em Plantas medicinais, Aromáticas e Condimentares) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60955
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de PósGraduação em Plantas medicinais, Aromáticas e Condimentares
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectResiliência vegetal
dc.subjectDéficit hídrico
dc.subjectCultura de tecidos
dc.subjectMetabolismo secundário
dc.subjectEnxofre
dc.subjectSolanum lycopersicum
dc.subjectAllium sativum
dc.subjectPlant resilience
dc.subjectWater deficit
dc.subjectTissue culture
dc.subjectBioinsumos
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleBiotecnologia e bioinsumos: desempenho fisiológico e produção de metabólitos secundários em tomate e alho
dc.title.alternativeBiotechnology and bio-inputs: physiological performance and secondary metabolite production in tomato and garlic
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