Physiological and Biochemical Aspects of Soybean Sprayed with Manganese Phosphite for the White Mold Control

Abstract

Considering the importance of white mold, caused by Sclerotinia sclerotiorum, to decrease soybean yield, new alternatives for disease control need to be investigated. The present study aimed to determine the potential of the manganese (Mn) phosphite in helping soybean plants to counteract S. sclerotiorum by examining the photosynthetic performance (leaf gas exchange and chlorophyll (Chl) a fluorescence parameters), the participation of defense enzymes (β-1,3- glucanases (GLU), phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and polyphenoloxidases (PPO)) as well as those related to the antioxidant metabolism (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX) and ascorbate peroxidase (APX)) and the concentrations of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), superoxide (O 2- ) and malondialdehyde (MDA). White mold severity was significantly reduced on plants sprayed with Mn phosphite which showed a better preservation of the functionality of the photosynthetic apparatus based on the values of the leaf gas exchange and Chl a fluorescence parameters. The SOD, CAT, POX and APX activities increased for inoculated plants non-sprayed with Mn phosphite in comparison to inoculated plants sprayed with this product. The GLU and PAL activities for inoculated plants sprayed with Mn phosphite were greater and contributed to reduce the white mold severity. In conclusion, the present study brings novel evidence of the potential of Mn phosphite to control white mold at both biochemical and physiological levels.

Considerando a importância do mofo branco, causado por Sclerotinia sclerotiorum, em reduzir a produtividade da soja, novas alternativas para o manejo dessa doença precisam ser investigadas. O presente estudo teve como objetivo determinar o efeito do fosfito de manganês (Mn) no controle do mofo branco em plantas de soja, avaliando o desempenho fotossintético (trocas gasosas e fluorescência da clorofila (Chl) a), a participação das enzimas de defesa (β-1,3- glucanases (Glu), fenilalanina amônia-liases (PAL) e polifenoloxidases (PPO)) e das enzimas do metabolismo antioxidativo (superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX) e ascorbato peroxidase (APX)) e as concentrações de peróxido de hidrogénio (H 2 O 2 ), do superóxido (O 2- ) e de malondialdeído (MDA). A severidade de mofo branco foi significativamente reduzida nas plantas pulverizadas com o fosfito de Mn, as quais apresentaram uma melhor preservação da funcionalidade do aparelho fotossintético com base nos valores dos parâmetros de trocas gasosas e da fluorescência da Chl a. As atividades das enzimas SOD, CAT, POX, APX foram maiores nas plantas não pulverizadas com fosfito de Mn e infectadas por S. sclerotiorum em comparação com as plantas pulverizadas com esse produto. As atividades da GLU e da PAL nas plantas inoculadas e pulverizadas com fosfito de Mn foram maiores e contribuíram para reduzir a severidade do mofo branco. Em conclusão, o presente estudo apresenta evidências do potencial do fosfito de Mn no controle do mofo branco nos níveis bioquímico e fisiológico.