Physiological performance of rice seeds treated with thiamethoxam or rhizobacteria under different temperatures

Soares, Vanessa Nogueira; Radke, Aline Klug; Tillmann, Maria Ângela André; Moura, Andréa Bittencourt; Schuch, Luis Osmar Braga

doi:10.1590/2317-1545v32n2925

Abstracts

This study aimed to evaluate, at 15, 20 and 25 ºC, the physiological potential and enzyme activity of seedlings from six samples of rice seeds stored for one year and treated with growth-promoting rhizobacteria (Pseudomonas synxantha) and the bioactivator thiametoxam. The following were evaluated: seed germination, first germination count, root protrusion speed index, emergence percentage and emergence speed index, shoot and root length and enzyme activity (esterases, α-amylase and peroxidases) at 15, 20 and 25 ºC. In these conditions, thiametoxam and the rhizobacteria P. synxantha (DFs 185) improved the physiological performance of rice seeds with physiological qualities at low temperatures (20 and 15 ºC) and did not change the expression of the esterase and peroxidase isoenzymes. The rhizobacteria P. synxantha (DFs 185) increased the expression of the enzyme α-amylase at low temperatures.

Oryza sativa L.; bioactivator; Pseudomonas synxantha; cold temperatures

O objetivo desse estudo foi avaliar nas temperaturas de 15, 20 e 25 ºC o potencial fisiológico e a atividade enzimática de plântulas provenientes de seis amostras de sementes de arroz armazenadas por um ano, tratadas com rizobactéria promotora de crescimento (Pseudomonas synxantha) e bioativador tiametoxam. Foram avaliados: germinação, primeira contagem da germinação, velocidade de protrusão da raiz, percentual e índice de velocidade de emergência, comprimento das partes aérea e radicular e atividade enzimática (esterases, α-amilases e peroxidases) nas temperaturas de 15, 20 e 25 ºC. Tiametoxam e a rizobactéria P. synxantha (DFs 185) melhoraram, nessa condição, o desempenho fisiológico de sementes de arroz de diferentes qualidades fisiológicas em baixa temperatura (20 e 15 ºC) e não alteraram a expressão das isoenzimas esterase e peroxidase. A rizobactéria P. synxantha (DFs 185) aumentou a expressão da enzima α-amilase em baixas temperaturas.

Oryza sativa L.; bioativador; Pseudomonas synxantha; frio

ACEVEDO, J. C.; ZAMORA, H.; CLAVIJO, J. Investigación bioquímica en Colombia. In: CLAVIJO, J. Tiametoxam: Un nuevo concepto en vigor y produtividad. Bogotá, 2008, p. 93-122.
ALMEIDA, A. S.; VILLELA, F. A.; NUNES, J. C.; MENEGHELLO, G. E. ; JAUER, A. Thiamethoxam: An inseticide that improve seed rice germination at low temperature. In: TRDAN, S. (Ed.). Insecticides: Development of safer and more effective technologies. Rijeca, 2013. p.14.417-14.426. http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/42218.pdf
ARAÚJO, A. E. S.; ROSSETTO, C. A. V.; BALDANI, V. L. D.; BALDANI, J. I. Germinação e vigor de sementes de arroz inoculadas com bactérias diazotróficas. Ciência e Agrotecnologia, v.34, n. 4, p.932- 939, 2010. http://www.scielo.br/pdf/cagro/v34n4/v34n4a19.pdf
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília: MAPA/ACS, 2009. 395p. http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/file/12261_sementes_-web.pdf
CHEN, C.; BÉLANGER, R.R.; BENHAMOU, N.; PAULITZ, T.C. Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and Pythium aphanidermatum. Physiological and Molecular Plant Pathology, v.56, n.1, p.13-23, 2000. http://ac.els-cdn.com/S0885576599902436/1-s2.0-S0885576599902436-main.pdf?_tid=c3370f04-9aef-11e3-9bc1-00000aacb362&acdnat=1392984211_f2463fabf44483e286c4f3b8e3e17ff4
CORRÊA, B.O.; MOURA, A.B.; DENARDIN, N.D.; SOARES, V.N.; SCHÄFER, J.T.; LUDWIG, J. Influência da microbiolização de sementes de feijão sobre a transmissão de Colletotrichum lindemuthianum (Saac. e Magn.). Revista Brasileira de Sementes, v.30, n.2, p.156-163, 2008. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v30n2/a19v30n2.pdf
DAN, L. G. M.; DAN, H. A.; BARROSO, A. L. L.; BRACCINI, A. L. Qualidade fisiológica de sementes de soja tratadas com inseticidas sob efeito do armazenamento. Revista Brasileira de Sementes, v.25, n.1, p.25-28, 2010. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v32n2/v32n2a16.pdf
EDMOND, J.B.; DRAPALA, W.L. The effects of temperature, sand and soil, and acetone on germination of okra seed. Proceedings of the American Society for Horticultural Science, v. 71, p.428-34, 1958.
FREITAS, S. S.; AGUILAR VILDOSO, C. I. Rizobactérias e promoção do crescimento de plantas cítricas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.28, n.6, p.987-994, 2004. http://www.scielo.br/pdf/rbcs/v28n6/22920.pdf
KADO, C.I.; HESKETT, M.S. Seletive media for isolation of Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas and Xanthomonas. Phytophathology v.60, p.969-976, 1970.
KLOEPPER, J. W.; SHER, F. M.; LALIBERTE, M.; TIPPING, B. Emergence promoting rhizobacteria: description and implications for agriculture. In: SWINBURN, T.R. Iron, siderophores and plant disease. New York: Plenum Press, 1986, p.155-164.
KOKALIS-BURELLE , N.; KLOEPPER, J. W. ; REDDY, M. S. Plant growth-promoting rhizobacteria as transplant amendments and their effects on indigenous rhizosphere microorganisms. Applied Soil Ecology, v.31, p.91-100, 2006. http://www.bashanfoundation.org/reddy/reddytransplant.pdf
LUDWIG, J.; MOURA, A.B.; SANTOS, A.S.; RIBEIRO, A.S. Microbiolização de sementes para o controle da mancha-parda e da escaldadura em arroz irrigado. Tropical Plant Pathology, v.34, n.5, p. 322-328, 2009. http://www.scielo.br/pdf/fb/v32n5/v32n5a02.pdf
LUDWIG, J.; MOURA, A.B. Controle biológico da queima-das-bainhas em arroz pela microbiolização de sementes com bactérias antagonistas. Fitopatologia Brasileira, v.32, n.5, p.381-386, 2007. http://www.scielo.br/pdf/fb/v32n5/v32n5a02.pdf
MAGUIRE, J.D. Speed of germination-aid in selectron and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science,v.2, n.1, p.176-177, 1962.
MARKOVITZ, A.; KLEIN, P.H. Some aspects of the induced biosynthesis of alpha-amylaseof Pseudomonas saccharophila. Journal of Bacteriology v.70, p. 641-648, 1955.
MENEZES, S. M.; TILLMANN, M. A. A.; BICCA DODE, L.; VILELLA, F. A. Detecção de soja geneticamente modificada tolerante ao glifosato por métodos baseados na atividade de enzimas. Revista Brasileira de Sementes, v.26, n.2, p.150-155. 2004. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v26n2/24502.pdf
MERTZ, L. M.; HENNING, F. A.; SOARES, R.C. BALDIGA, R. F.; PESKE, F. B.; MORAES, D. M.Alterações fisiológicas em sementes de arroz expostas ao frio na fase de germinação. Revista Brasileira de Sementes, v.31, n.2, p.254-262, 2009. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v31n2/v31n2a31.pdf
PEREIRA, D. P.; BANDEIRA, D. L.; QUINCOZES, E. R. F. (Ed.). Cultivo do arroz irrigado no Brasil, 2005. Disponível em: http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Arroz/ArrozIrrigadoBrasil/cap01.htm Accessed on: Feb. 10^th 2012.
PICCININ, G.G.; BRACCINI, A.L.; DAN, L.G.M.; BAZO, G.L.; LIMA, L.H.S. Influência do armazenamento na qualidade fisiológica de sementes de soja tratadas com inseticidas. Ambiência- Revista do Setor de Ciências Agrárias e Ambientais, v.9, n.2, p.289-298, 2013. http://revistas.unicentro.br/index.php/ambiencia/article/viewFile/1462/2059
POWAR, V. K.; JAGANNATHAN, V. Purification and properties of phytate-specific phosphatase from Bacillus subtilis. Journal of Bacteriology, v.151, p.1102-1108, 1982.
ROSA, K.C.; MENEGHELLO, G.E.; QUEIRZO, E. S.; VILLELA, F.A. Armazenamento de sementes de milho híbrido tratadas com tiametoxam. Informativo ABRATES, v.22, n.3, p. 60- 65, 2012. http://www.abrates.org.br/portal/images/Informativo/v22_n3/01._Karla_Armazenamento.pdf
RYU, C.M.; FARAG, M.A.; HU, C.H.; REDDY, M.S.; WEI, H.X.; PARÉ, P.W.; KLOEPPER, J.W. Bacterial volatiles promote growth in Arabidopsis. Plant Biology, v.100, n.8, p. 4927-4932, 2003. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC153657/pdf/pq0803004927.pdf
SANGHERA, G. S.; WANI, S. H.; HUSSAIN, W.; SINGH, N.B. Engineering cold stress tolerance in crop plants. Curr Genomics, v.12, n.1, p.30-43, 2011. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3129041/pdf/CG-12-30.pdf
SCHISLER, D.A.; SLININGER, P.J.; BOTHAST, R.J. Effects of antagonist cell concentration and two-strain mixtures on biological control of Fusarium dry rot of potatoes. Phytopathology, v.87, p.177-183, 2000. .http://naldc.nal.usda.gov/download/25089/PDF
SOARES, V.N.; TILLMANN, M.A.A.; MOURA, B.A.; ZANATTA, Z.G.C.N. Physiological potential of rice seeds treated with rhizobacteria or the insecticide thiamethoxam. Revista Brasileira de Sementes, v.34, n.4, p.563-572, 2012.
VIEIRA, A. R.; OLIVEIRA, J. A.; GUIMARÃES, R. M.; VON PINHO, E. V. R.; PEREIRA, C. E.; CLEMENTE, A. C. S. Marcador isoenzimático de dormência em sementes de arroz. Revista Brasileira de Sementes, v.30, n.1, p.81-89, 2008. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v30n1/a11v30n1.pdf
YOSHIDA, S. Fundamentals of rice crop science. Los Baños: International Rice Research Institute, 1981. cap.1, p.1-63a.

Publication Dates

Publication in this collection
24 June 2014
Date of issue
June 2014

History

Received
31 Oct 2013
Accepted
05 July 2014

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] ACEVEDO, J. C.; ZAMORA, H.; CLAVIJO, J. Investigación bioquímica en Colombia. In: CLAVIJO, J. Tiametoxam: Un nuevo concepto en vigor y produtividad. Bogotá, 2008, p. 93-122.

[2] ALMEIDA, A. S.; VILLELA, F. A.; NUNES, J. C.; MENEGHELLO, G. E. ; JAUER, A. Thiamethoxam: An inseticide that improve seed rice germination at low temperature. In: TRDAN, S. (Ed.). Insecticides: Development of safer and more effective technologies. Rijeca, 2013. p.14.417-14.426. http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/42218.pdf

[3] ARAÚJO, A. E. S.; ROSSETTO, C. A. V.; BALDANI, V. L. D.; BALDANI, J. I. Germinação e vigor de sementes de arroz inoculadas com bactérias diazotróficas. Ciência e Agrotecnologia, v.34, n. 4, p.932- 939, 2010. http://www.scielo.br/pdf/cagro/v34n4/v34n4a19.pdf

[4] BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília: MAPA/ACS, 2009. 395p. http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/file/12261_sementes_-web.pdf

[5] CHEN, C.; BÉLANGER, R.R.; BENHAMOU, N.; PAULITZ, T.C. Defense enzymes induced in cucumber roots by treatment with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and Pythium aphanidermatum. Physiological and Molecular Plant Pathology, v.56, n.1, p.13-23, 2000. http://ac.els-cdn.com/S0885576599902436/1-s2.0-S0885576599902436-main.pdf?_tid=c3370f04-9aef-11e3-9bc1-00000aacb362&acdnat=1392984211_f2463fabf44483e286c4f3b8e3e17ff4

[6] CORRÊA, B.O.; MOURA, A.B.; DENARDIN, N.D.; SOARES, V.N.; SCHÄFER, J.T.; LUDWIG, J. Influência da microbiolização de sementes de feijão sobre a transmissão de Colletotrichum lindemuthianum (Saac. e Magn.). Revista Brasileira de Sementes, v.30, n.2, p.156-163, 2008. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v30n2/a19v30n2.pdf

[7] DAN, L. G. M.; DAN, H. A.; BARROSO, A. L. L.; BRACCINI, A. L. Qualidade fisiológica de sementes de soja tratadas com inseticidas sob efeito do armazenamento. Revista Brasileira de Sementes, v.25, n.1, p.25-28, 2010. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v32n2/v32n2a16.pdf

[8] EDMOND, J.B.; DRAPALA, W.L. The effects of temperature, sand and soil, and acetone on germination of okra seed. Proceedings of the American Society for Horticultural Science, v. 71, p.428-34, 1958.

[9] FREITAS, S. S.; AGUILAR VILDOSO, C. I. Rizobactérias e promoção do crescimento de plantas cítricas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.28, n.6, p.987-994, 2004. http://www.scielo.br/pdf/rbcs/v28n6/22920.pdf

[10] KADO, C.I.; HESKETT, M.S. Seletive media for isolation of Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas and Xanthomonas. Phytophathology v.60, p.969-976, 1970.

[11] KLOEPPER, J. W.; SHER, F. M.; LALIBERTE, M.; TIPPING, B. Emergence promoting rhizobacteria: description and implications for agriculture. In: SWINBURN, T.R. Iron, siderophores and plant disease. New York: Plenum Press, 1986, p.155-164.

[12] KOKALIS-BURELLE , N.; KLOEPPER, J. W. ; REDDY, M. S. Plant growth-promoting rhizobacteria as transplant amendments and their effects on indigenous rhizosphere microorganisms. Applied Soil Ecology, v.31, p.91-100, 2006. http://www.bashanfoundation.org/reddy/reddytransplant.pdf

[13] LUDWIG, J.; MOURA, A.B.; SANTOS, A.S.; RIBEIRO, A.S. Microbiolização de sementes para o controle da mancha-parda e da escaldadura em arroz irrigado. Tropical Plant Pathology, v.34, n.5, p. 322-328, 2009. http://www.scielo.br/pdf/fb/v32n5/v32n5a02.pdf

[14] LUDWIG, J.; MOURA, A.B. Controle biológico da queima-das-bainhas em arroz pela microbiolização de sementes com bactérias antagonistas. Fitopatologia Brasileira, v.32, n.5, p.381-386, 2007. http://www.scielo.br/pdf/fb/v32n5/v32n5a02.pdf

[15] MAGUIRE, J.D. Speed of germination-aid in selectron and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science,v.2, n.1, p.176-177, 1962.

[16] MARKOVITZ, A.; KLEIN, P.H. Some aspects of the induced biosynthesis of alpha-amylaseof Pseudomonas saccharophila. Journal of Bacteriology v.70, p. 641-648, 1955.

[17] MENEZES, S. M.; TILLMANN, M. A. A.; BICCA DODE, L.; VILELLA, F. A. Detecção de soja geneticamente modificada tolerante ao glifosato por métodos baseados na atividade de enzimas. Revista Brasileira de Sementes, v.26, n.2, p.150-155. 2004. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v26n2/24502.pdf

[18] MERTZ, L. M.; HENNING, F. A.; SOARES, R.C. BALDIGA, R. F.; PESKE, F. B.; MORAES, D. M.Alterações fisiológicas em sementes de arroz expostas ao frio na fase de germinação. Revista Brasileira de Sementes, v.31, n.2, p.254-262, 2009. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v31n2/v31n2a31.pdf

[19] PEREIRA, D. P.; BANDEIRA, D. L.; QUINCOZES, E. R. F. (Ed.). Cultivo do arroz irrigado no Brasil, 2005. Disponível em: http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Arroz/ArrozIrrigadoBrasil/cap01.htm Accessed on: Feb. 10^th 2012.

[20] PICCININ, G.G.; BRACCINI, A.L.; DAN, L.G.M.; BAZO, G.L.; LIMA, L.H.S. Influência do armazenamento na qualidade fisiológica de sementes de soja tratadas com inseticidas. Ambiência- Revista do Setor de Ciências Agrárias e Ambientais, v.9, n.2, p.289-298, 2013. http://revistas.unicentro.br/index.php/ambiencia/article/viewFile/1462/2059

[21] POWAR, V. K.; JAGANNATHAN, V. Purification and properties of phytate-specific phosphatase from Bacillus subtilis. Journal of Bacteriology, v.151, p.1102-1108, 1982.

[22] ROSA, K.C.; MENEGHELLO, G.E.; QUEIRZO, E. S.; VILLELA, F.A. Armazenamento de sementes de milho híbrido tratadas com tiametoxam. Informativo ABRATES, v.22, n.3, p. 60- 65, 2012. http://www.abrates.org.br/portal/images/Informativo/v22_n3/01._Karla_Armazenamento.pdf

[23] RYU, C.M.; FARAG, M.A.; HU, C.H.; REDDY, M.S.; WEI, H.X.; PARÉ, P.W.; KLOEPPER, J.W. Bacterial volatiles promote growth in Arabidopsis. Plant Biology, v.100, n.8, p. 4927-4932, 2003. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC153657/pdf/pq0803004927.pdf

[24] SANGHERA, G. S.; WANI, S. H.; HUSSAIN, W.; SINGH, N.B. Engineering cold stress tolerance in crop plants. Curr Genomics, v.12, n.1, p.30-43, 2011. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3129041/pdf/CG-12-30.pdf

[25] SCHISLER, D.A.; SLININGER, P.J.; BOTHAST, R.J. Effects of antagonist cell concentration and two-strain mixtures on biological control of Fusarium dry rot of potatoes. Phytopathology, v.87, p.177-183, 2000. .http://naldc.nal.usda.gov/download/25089/PDF

[26] SOARES, V.N.; TILLMANN, M.A.A.; MOURA, B.A.; ZANATTA, Z.G.C.N. Physiological potential of rice seeds treated with rhizobacteria or the insecticide thiamethoxam. Revista Brasileira de Sementes, v.34, n.4, p.563-572, 2012.

[27] VIEIRA, A. R.; OLIVEIRA, J. A.; GUIMARÃES, R. M.; VON PINHO, E. V. R.; PEREIRA, C. E.; CLEMENTE, A. C. S. Marcador isoenzimático de dormência em sementes de arroz. Revista Brasileira de Sementes, v.30, n.1, p.81-89, 2008. http://www.scielo.br/pdf/rbs/v30n1/a11v30n1.pdf

[28] YOSHIDA, S. Fundamentals of rice crop science. Los Baños: International Rice Research Institute, 1981. cap.1, p.1-63a.

Brasil

Brasil

Physiological performance of rice seeds treated with thiamethoxam or rhizobacteria under different temperatures

Desempenho fisiológico de sementes de arroz tratadas com rizobactérias e tiametoxam submetidas a diferentes temperaturas

Abstracts

Publication Dates

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