Efect of aqueous extract from turmeric (Curcuma longa L.) in Xanthomonas axonopodis pv. manihotis.

Master thesis Portuguese OPEN
Odair Josà Kuhn (2003)
  • Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Parana
  • Subject: Phytopathology | Cassava | AGRONOMIA | Mandioca | Control of diseases | Curcuma | Fitopatologia | Turmeric

The cassava bacterial blight caused by Xanthomonas axonopodis pv. manihotis is the most importance disease of the culture and it is distributed in all the places where it is cultivated. Infected stems constitute themselves in the principal way of the bacterium dissemination to new cultivation areas. The chemical control of phytobacteria is difficult due to the products shortage, as well as, the existing ones are used exclusively in plantations of high economic value. By the other hand, the alternative control of the plants diseases is promising, with the discovery of many secondary compounds of medicinal plants that present antimicrobial activity. In this context, the turmeric (Curcuma longa - Zingiberaceae) native plant from the southeast of Asia, presents rhizomes that have compounds with an antimicrobial action that can be used in the control of bacterial diseases in plants. In this way, the objectives of this study were to evaluate the effect of using of aqueous extract of four turmeric genotypes in X. axonopodis pv. manihotis in vitro proceeding from Jaboticabal-SP, Mara Rosa-GO, MaringÃ-PR and Mercedes-PR, and verify the curative effect through the treatment of the infected stems of cassava with the pathogen and plantation in sterilized soil and in field conditions. In the experiment in vitro aqueous extracts from the four genotypes of curcuma were used in concentrations of 1, 5, 10, 15 and 20%, while in vivo only in the concentrations of 1 and 10% for the genotypes of Maringàand Mercedes. Distilled water and antibiotic (22.5 mg L-1 of oxytetracycline + 225 mg L-1 of streptomycin) were the negative and positive control treatments, respectively. The stems (12 cm long) were treated by partial immersion (1/2 of its length) during 72 hours ( 28ÂC) in each solution. Three stems for treatment were used for the plantation in sterile soil with five repetitions and 36 in field with four repetitions. In the in vitro experiment the curcuma extract inhibited completely the bacterium growth in the concentration of 10% for the material proceeding from Mercedes, while for the Jaboticabal curcuma there was a total control at 15% and for Mara Rosa at 20%. Although the chemical treatment with antibiotic has reduced the population, it hasn't completely inhibited the bacterial growth in the used dosage. Though the curcuma proceeding from Maringà presents the control trend, it did not inhibited completely the growth in any of the experiment concentrations. But in the in vivo experiment, as well in sterilized soil as in field, the sproutings were extremely low, due to the stems infection degree. The curcuma raw extract at 10% proceeding from Mercedes, although presented in vitro effect against X. axonopodis pv. manihotis, behaved as harmful to the cassava in field condition, thus there was a stand reduction in relation to the control treatments. Possibly there was a direct toxic action on the plant physiology or susceptibility induction. But in the 1% concentration of the curcuma proceeding from MaringÃ, there was not statistical difference in relation to witnesses to the plants stand parameter. The used chemical control was not efficient, once it behaved the same as the water witness. In relation to the severity and productivity it was not observed significative differences among the treatments. The results indicate that, while presenting antibacterial activity to X. axonopodis pv. manihotis, the curcuma extracts, in the used concentrations, they do not present curative effects in cassava stems infected with the pathogen A Bacteriose da mandioca causada por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis à considerada a doenÃa de maior importÃncia para a cultura e està distribuÃÂda por todos os locais onde esta à cultivada. Manivas infectadas se constituem na principal forma de disseminaÃÃo da bactÃria para novas Ãreas de cultivo. O controle quÃÂmico de fitobactÃrias à difÃÂcil devido à escassez de produtos, bem como, os existentes sÃo usados exclusivamente em culturas de alto valor econÃmico. Por outro lado, o controle alternativo de doenÃas de plantas mostra-se promissor, com a descoberta de muitos compostos secundÃrios de plantas medicinais que apresentam atividade antimicrobiana. Nesse contexto, a cÃrcuma Curcuma longa (Zingiberaceae) planta originÃria do sudeste da Ã?sia, apresenta em seus rizomas compostos que possuem aÃÃo antimicrobiana que podem ser utilizados no controle de doenÃas bacterianas em plantas. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos do uso de extrato aquoso de quatro genÃtipos de cÃrcuma em X. axonopodis pv. manihotis in vitro provenientes de cultivos de Jaboticabal-SP, Mara Rosa-GO, MaringÃ-PR e Mercedes-PR e tambÃm, verificar o efeito curativo, atravÃs do tratamento de manivas de mandioca infectadas com o patÃgeno, em plantio em solo esterilizado e em condiÃÃes de campo. No ensaio in vitro foram utilizados extratos aquosos dos quatro genÃtipos de cÃrcuma nas concentraÃÃes de 1, 5, 10, 15 e 20%, enquanto que in vivo, apenas nas concentraÃÃes de 1 e 10% para os genÃtipos de Maringà e Mercedes. Ã?gua destilada e antibiÃtico (22,5 mg L-1 de oxitetraciclina + 225 mg L-1 de estreptomicina) foram os tratamentos controle negativo e positivo, respectivamente. As manivas (com 12 cm de comprimento) foram tratadas por imersÃo parcial (1/2 do seu comprimento) durante 72 h ( 28ÂC - condiÃÃo de laboratÃrio) em cada soluÃÃo. Foram utilizadas trÃs manivas por tratamentos para o plantio em solo estÃril e 36 para plantio em campo, com cinco e quatro repetiÃÃes, respectivamente. No experimento in vitro o extrato de cÃrcuma impediu completamente o crescimento da bactÃria na concentraÃÃo de 10% para o material proveniente de Mercedes, enquanto que para a cÃrcuma de Jaboticabal houve controle total a 15% e de Mara Rosa a 20%. O tratamento quÃÂmico com antibiÃtico, embora tenha reduzido a populaÃÃo, nÃo inibiu completamente o crescimento bacteriano na dosagem utilizada. A cÃrcuma proveniente de MaringÃ, embora apresente a tendÃncia de controle, nÃo inibiu completamente o crescimento em nenhuma das concentraÃÃes testadas. Jà no experimento in vivo, tanto em solo esterilizado como em campo, as brotaÃÃes foram extremamente baixas, dado ao grau de infecÃÃo das manivas. O extrato bruto de cÃrcuma a 10% proveniente de Mercedes, embora apresentasse efeito in vitro contra X. axonopodis pv. manihotis, comportou-se como prejudicial para a mandioca em condiÃÃo de campo, pois houve reduÃÃo do estande em relaÃÃo aos tratamentos controle. Possivelmente, houve aÃÃo tÃxica direta sobre a fisiologia da planta ou induÃÃo de suscetibilidade. Jà na concentraÃÃo de 1% da cÃrcuma proveniente de MaringÃ, nÃo houve diferenÃa estatÃÂstica em relaÃÃo as testemunhas para o parÃmetro estande de plantas. O controle quÃÂmico utilizado nÃo foi eficiente, uma vez que comportou-se igual a testemunha Ãgua. Com relaÃÃo a severidade e produtividade nÃo se observou diferenÃas significativas entre os tratamentos. Os resultados indicam que, embora apresentem atividade antibacteriana a X. axonopodis pv. manihotis, os extratos de cÃrcuma, nas concentraÃÃes utilizadas, nÃo apresentam efeito curativo em manivas de mandioca infectadas com o patÃgeno
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