Potassium - modulated photosynthetic performance of mango plants infected by Ceratocystis fimbriata

Abstract

The mango wilt, caused by the fungus Ceratocystis fimbriata, is one of the most important diseases affecting mango production. Considering the beneficial effects provided by the potassium (K) supply in other profitable crops and the lack of information on the effect of macronutrients in the development of the mango wilt, the present study aimed to evaluate how plants respond physiologically to the infection caused by C. fimbriata. Plants were grown in plastic pots containing 58 or 240 mg K dm -3 in the substrate. Disease symptoms were more pronounced in plants inoculated and supplied with the lower K rate, reaching higher values for the disease indices URLL (upward relative lesion length) 79%, RLL (relative lesion length) 48% and RFC (radial fungal colonization) 40% when compared to those supplied with the higher rate (240 mg de K dm -3 ). Consequently, substantial declines in stomatal conductance (g s ), in line with reductions in internal-to-ambient CO 2 concentration ratio (C i /C a ) and absence of detectable changes in the chlorophyll a fluorescence parameters, suggest that the reduction on the net carbon assimilation rate (A) of those plants are, at least initially, due to stomatal limitations. High concentrations of potassium, calcium and manganese were found in the stem tissues of plants inoculated and supplied with the highest concentration of K, most likely involved in the local development of defense mechanisms which possibly hold a higher resistance against pathogen’s spread. The results of this study suggest that the supply of K favors the resistance of plants, because the plants that received the higher dose of K showed less severity, leading to better photosynthetic performance.

A murcha de Ceratocystis, causada pelo fungo Ceratocystis fimbriata, é uma das mais importantes doenças da cultura da manga. Considerando-se os efeitos benéficos proporcionados pelo potássio (K) em culturas rentáveis e a falta de informações sobre o efeito deste macronutriente sobre no desenvolvimento da murcha de Ceratocystis, o presente estudo teve como objetivo avaliar a forma como as plantas de manga respondem fisiologicamente à infecção causada por C. fimbriata. Plantas foram cultivadas em vasos plásticos contendo 58 ou 240 mg de K dm -3 no substrato . Os sintomas da doença mostraram-se mais pronunciados nas plantas inoculadas e supridas com a menor dose de K, atingindo valores superiores para os índices de lesão URLL (comprimento relativo acima do ponto de inoculação) 79%, RLL (comprimento relativo da lesão) 48% e RFC (colonização radial pelo fungo) 40%, em comparação àquelas que receberam a dose mais elevada (240 mg de K dm -3 ). Como consequência, declínios substanciais na condutância estomática (g s ) em consonância com reduções na taxa de concentração interna e externa de CO 2 (C i /C a ) e ausência de alterações detectáveis nos parâmetros de fluorescência da clorofila a, sugerem que reduções na taxa fotossintética (A) destas plantas deram-se, pelo menos inicialmente, devido a limitações estomáticas. Altas concentrações de potássio, cálcio e manganês foram encontradas nos tecidos do caule das plantas inoculadas e supridas com a maior concentração de K, comportamento provavelmente relacionado ao desenvolvimento local de mecanismos de defesa. Os resultados do presente estudo sugerem que o suprimento de K favorece a resistência das plantas, pois as plantas que receberam a maior dose de K apresentaram menor severidade, levando consequentemente a um melhor desempenho fotossintético.