UFV - Dissertações

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    Resistência de acessos do banco de germoplasma de café da EPAMIG a Hypothenemus hampei
    (Universidade Federal de Viçosa, 2018-04-30) Manrique Burbano, Marylyn Bellyne; Pereira, Eliseu José Guedes; Pereira, Antonio Alves
    O primeiro passo para desenvolvimento de cultivares resistentes a um inseto fitófago consiste em avaliar criteriosamente genótipos da planta hospedeira de interesse agronômico na tentativa de identificar fontes de resistência ao inseto. Assim o objetivo deste trabalho foi determinar a resistência de acessos de Coffea arabica à broca do café Hypothenemus hampei (Coleoptera: Curculionidae). Para isso, este trabalho foi dividido em duas partes, a primeira foi realizada em campo e nela se avaliou a intensidade de ataque da praga a 100 acessos do Banco de Germoplasma de café da EPAMIG, usando como comparador a variedade Catuaí Vermelho IAC 99. Contabilizou-se a porcentagem de frutos atacados e o número de indivíduos imaturos e adultos por fruto, e se determinou a escala de penetração da broca do café. Já a segunda parte do trabalho foi realizada em laboratório e nela foi estimado o número de estádios biológicos e a taxa instantânea de crescimento populacional (ri) da broca nos 10 acessos mais resistentes à praga, selecionados no primeiro experimento, e na variedade controle (Catuaí Vermelho). Foi observado que 27 acessos de C. arabica foram os menos atacados por H. hampei e neles a porcentagem de frutos broqueados variou de 21 a 43%, enquanto que na variedade Catuaí Vermelho IAC 99 o 79 ± 4% dos frutos estavam broqueados. A média de estádios biológicos de H. hampei variou entre os acessos menos infestados e correlacionou-se positivamente com a porcentagem de frutos broqueados na escala D (i.e., broca no interior da semente com sua descendência). No experimento em laboratório o número de ovos e larvas por fêmea e a taxa instantânea de crescimento populacional (ri) de H. hampei foram menores nos acessos MG0004 (Bourbon Vermelho), MG0175 (Caturra x H.T. IAC 2012), MG0205 (Guatenano) e MG0230 (Catuaí Erecta) para a primeira geração da broca, mas não para as gerações subsequentes, nas quais o valor de ri não diferiu entre os genótipos avaliados. Os acessos destacados neste estudo figuram-se como promissores na busca pela obtenção de variedades de café com maior resistência a H. hampei do que as atualmente cultivadas.
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    Artrópodes predadores da broca-do-café associados ao ingá
    (Universidade Federal de Viçosa, 2018-07-31) Pantoja, Gabriel Martins; Venzon, Madelaine; Rezende, Maíra Queiroz
    Plantas associadas podem incrementar a comunidade de inimigos naturais no ecossistema através da disponibilidade do néctar extrafloral. Neste trabalho estudou-se a influência do ingá na comunidade de artrópodes predadores de Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytinae) em cultivo de café e a capacidade predatória do tripes Trybomia sp. (Karny) (Thysanoptera: Phlaeotrhipidae em controlar a broca-do-café (Ferrari) (Hypothenemus hampei). O trabalho foi dividido em dois capítulos. No capítulo 1, foram avaliadas a diversidade e abundância de assembleias de formigas e do tripes Phlaeothripidae em cultivos de café com e sem o ingá. No capítulo 2, avaliou-se a capacidade do tripes Trybomia sp. de acessar e predar a broca-do-café no interior dos frutos. Não houve diferença na abundância e na diversidade das assembleias de formigas e tripes entre café em monocultivo e consorciado. No entanto, nas áreas com consórcio, encontramos maior abundância do total de insetos predadores. Tripes predadores do gênero Trybomia não foram eficientes em acessar e predar a broca-do-café. Através de equipamento de raio-x, foi possível identificar um comportamento de defesa da broca que pode ter impedido a entrada desses tripes. O tripes Trybomia sp. não se mostrou um predador eficiente de H. hampei no interior dos frutos. Nós concluímos que a presença do ingá pode aumentar a incidência de artrópodes predadores em cultivos de café. No entanto, são necessários estudos futuros para avaliara abundância e diversidade dos artrópodes em diferentes distâncias do ingá para certificar a adequada associação dessa planta com os cultivos.
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    Diversidade, estrutura populacional e caracterização fisiológica de raças de Hemileia vastatrix
    (Universidade Federal de Viçosa, 2013-02-13) Cabral, Patrícia Gonçalves Castro; Zambolim, Laércio
    O fungo Hemileia vastatrix possui várias raças fisiológicas que refletem consideravelmente na sua diversidade genética. Nesse estudo, trinta e oito isolados monopustulares de H. vastatrix foram caracterizados em dezenove raças fisiológicas, dentre elas, as raças XXIX e XXX, relatadas pela primeira vez no Brasil. Onze novas raças, com diferentes combinações de genes de virulência, denominadas de UFV-Hv-01, UFV-Hv-02, UFV-Hv-03, UFV-Hv-04, UFV-Hv-05, UFV-Hv-06, UFV-Hv-07, UFV-Hv-08, UFV-Hv-09, UFV-Hv-10 e UFV-Hv-11 foram identificadas. Essas raças não possuem correspondência com outras raças de H. vastatrix descritas na literatura. A diversidade e estrutura genética de H. vastatrix foram analisadas em 115 isolados monopustulares, utilizando sete combinações de oligonucleotídeos AFLP, com o objetivo de verificar a influência do hospedeiro e da origem geográfica na estrutura genética da população do patógeno. Os isolados analisados, provenientes de Coffea arabica, C. canephora, derivados de Híbrido de Timor e Icatú (HDTI), foram coletados nos cinco principais Estados produtores de café do Brasil. A população de H. vastatrix apresentou baixo nível de diversidade genotípica, sendo obtidos 68 padrões AFLP. A diversidade gênica (h) na população de H. vastatrix foi de 0,027 e a hipótese de acasalamento ao acaso foi rejeitada na população total. Os isolados não apresentaram correlação entre distância geográfica e similaridade genética (r = -0,024, P = 0,74), indicando a ocorrência de dispersão dos urediniosporos à longas distâncias. A diferenciação genética (GST) entre as populações de H. vastatrix definidas por hospedeiro foi de 0,15 e nas populações definidas por Estado foi de 0,12. A análise de agrupamento dos dados AFLP não revelou a formação de grupos entre os isolados da mesma origem geográfica e hospedeiro, nem entre isolados de uma mesma raça fisiológica, embora a similaridade genética tenha sido superior a 90%. A AMOVA revelou que 90% da distribuição genética do patógeno ocorre entre os isolados dentro da subpopulação. O baixo grau de diferenciação nas populações de H. vastatrix no Brasil é consistente com a sua introdução, relativamente recente, e com a suscetibilidade à ferrugem apresentada pelos cultivares resistentes e derivados de HDTI. A elevada variação dentro das subpopulações sugere uma alta taxa evolutiva do patógeno e pode explicar a suplantação da resistência nos derivados de HDTI.
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    Genômica comparativa e potenciais mecanismos de patogenicidade de Pseudomonas que infectam o cafeeiro em Minas Gerais, Brasil
    (Universidade Federal de Viçosa, 2019-07-22) Alves, Francisco Henrique Nunes da Silva; Pacheco, Jorge Luis Badel; Zambolim, Laércio
    As manchas bacterianas causadas por Pseudomonas syringae pv. garcae (Psgc), P. syringae pv. tabaci (Psta) e Pseudomonas cichorii (Pch) são umas das principais doenças bacterianas que comprometem a produção de café no Brasil. Para entender a diversidade genética e os mecanismos subjacentes à patogenicidade destas espécies/patovares bacterianas, este estudo primeiro (Capítulo 1) demonstrou as suas organizações genômicas, encontrou regiões de sintenia e diferenças nas sequencias, com marcada ocorrência de transposições, deleções/inserções e inversões. Comparação entre os proteomas das espécies/patovares, revelou 581 proteínas exclusivas de Psgc, 834 exclusivas de Psta, 1486 exclusivas de Pch e 3424 comuns entre os três patógenos bacterianos. Análise do pangenoma e árvores filogenéticas, baseadas no conteúdo gênico do pangenoma e SNP do genoma core, determinou que as espécies/patovares bacterianas possuem plasticidade genômica. Mediante análise filogenética baseada em identidade média de nucleotídeos (ANIb) as espécies/patovares foram separadas em distintos clados. Assim, os resultados deste estudo indicaram que as bactérias patogênicas ao cafeeiro apresentam alta diversidade genética. Na segunda parte (Capítulo 2), uma análise comparativa dos sistemas de secreção e efetores do tipo III desses fitopatógenos foi realizada, usando como referencia o cluster de genes hrp/hrc da bactéria modelo P. syringae pv. tomato DC3000 (Pst DC3000). Encontrou-se que os genes hrpA, hrpD, hrpF, hrG, hrcQa e hrpJ de Psgc não possuíram identidade de sequência quando comparados com os genes do cluster de Pst DC3000, enquanto os demais genes identificados possuíram identidade de sequência que variaram de 26 a 98%. Em Psta os genes hrcJ, hrpG, hrcS, hrpP, hrpQ e hrpJ não obtiveram similaridade com os genes do cluster de Pst DC3000, enquanto os demais genes identificados possuíram identidades de sequência que variam de 41 a 94%. Em Pch, poucos genes mostraram identidade de sequência com os genes do cluster de Pst DC3000, variando de 27 a 58%. Comparações entre os pansecretomas do tipo III das diferentes espécies/patovares mostrou que de 46 famílias de efetores identificados em Psgc, as famílias avrB, avrPto, hopY, hopZ, hopAI, hopAU, hopBI, hopAJ, hopH, hopAF, hopBF e 10 possíveis novos efetores foram exclusivos. Em Psta, das 43 famílias de efetores identificados, somente foram exclusivos hopI, hopM, hopQ, hopAB, hopAZ e 13 novos candidatos à efetores. Em Pch, hopA, hopB, hopBN e 10 possíveis novos efetores foram exclusivos. Foi observado que avrE foi a única família de efetores compartilhada entre as três espécies/patovares bacterianas. Assim, os resultados indicam que o efetor avrE pode possuir papel fundamental nas interações dessas bactérias com o cafeeiro, e a descoberta de novos efetores pode ajudar a entender como cada espécie/patovar se adaptou ao hospedeiro. Por último (Capítulo 3) pretendendo encontrar os mecanismos de adaptação comuns entre as Pseudomonas patogênicas ao cafeeiro, identificou-se as proteínas secretadas pelo sistema de secreção do tipo II (T2SS) e potenciais efetores do tipo II (T2SE). Foi identificada a presença de 368 proteínas não redundantes que possuíram sinal de secreção de tipo II e ausência de domínio transmembranar em Psgc, 420 em Psta e 459 em Pch. Comparando os três pansecretomas do T2SS, foi observado que 240 proteínas estiveram presentes em todas as espécies/patovares analisadas. No entanto, muitas proteínas tiveram anotações relacionadas com funções associadas a membranas, pilus ou flagelo. Filtragem das proteínas associadas com essas estruturas bacterianas revelou T2SE candidatos com atividades enzimáticas potenciais, que ainda não têm sido relatadas como importantes para a patogenicidade bacteriana. Este trabalho proporciona resultados que servem como ponto de partida para pesquisas futuras, visando obter conhecimento sobre a diversidade genética e os mecanismos moleculares que conferem a capacidade de causar doença no cafeeiro aos patógenos Psgc, Psta e Pch. Esses resultados podem também ser úteis para desenvolver novas estratégias que visem controlar os patógenos bacterianos que causam manchas foliares em plantas de café no futuro. Palavras-chave: Pseudomonas Pseudomonas syringae pv. tabaci. cichorii. Pseudomonas syringae pv. garcae
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    Relação de funções climáticas e bióticas com a taxa de infecção da ferrugem do cafeeiro (Hemileia vastatrix Berk. et Br.)
    (Universidade Federal de Viçosa, 1981) Akutsu, Mário; Kushalappa, Ajjamada Chengappa
    O progresso da ferrugem (Hemileia vastatrix Berk. et Br.) foi quantificado eu um hectare de cafezal do cultivar Catuaí, em Ponte Nove, MG, a intervalos de 14 dias, de setembro de 1978 a agosto de 1980, na base de proporção de folhas com ferrugem (PFF) e proporção de área foliar com ferrugem (PAFF). A taxa de infecção aparente para 28 dias após a data de previsão (DP), e corrigida para crescimento do hospedeiro ( Ff’), foi estimada, utilizando-se o melhor modelo de crescimento selecionado, o monomolecular. Aparelhos meteorológicos, instalados no campo, determinaram a temperatura horária, número de horas de água livre e precipitação diária. Os dedos de ambiente foram transformados para as funções de processos monocíclicos, com as equações estimadas para a germinação e infectividade de uredosporos da H. vastatrix, desenvolvidas em laboratórios e casa-de-vegetação na Universidade Federal de Viçosa. As equações obtidas foram: l. Função da temperatura pare germinação: y = sen² (220,5x — 152,7x² - 76,05x³) 2. Função da temperatura para infectividade: y= sen² (118,05x - 41,57x² - 151, 32x³), em que y = proporção de máxima germinação e x = equivalente de temperatura. 3. Função do número de horas de água livre para infectividade: y= 1 - 1,996 exp. (-0,1089t), em que t, horas de água livre presente. A funçao de infecção (FINF) foi calculada pelos dados estimados pelas três equações mencionadas. A funçao de disseminação (FDIS) foi obtida com base na proporção dedias com chuvas > 1 um. A função de processos monocíclicos (FPM) foi calculada com a equação monit x, log, (1/1-x), em que x = (FINF.FDIS.PAFFE), e PAFFE = proporção de área foliar com ferrugem com esporos. O hospedeiro disponível para infecção foi determinado através da equação log e (1-xm'), para proporção de folhas com ferrugem (PFF) e proporção de área foliar com ferrugem (PAFF), em que xm' = PFF qu PAFF, corrigida para crescimento do hospedeiro. As combinações de variáveis independentes, que explicaram significativamente a variação na taxa de progresso da doença, foram identificadas pelo programa de regressão múltipla "stepwise". As equações obtidas para o período de 1978/80, forem: 1. Y1 = -0,0806 - 9,667X1 + 0,915X3 - 0,668X4 (R² = 0,79) 2. Y2= 0,003 + 0,378X1+ 0,036X3 – 0,222X5 (R² = 0,79) 3. Y1= -0,0354 – 0,245X4 + ç47,593X6 (R²= 0,70) 4. Y2 = 0,008 - 0,339X5 + 6, 692X6 (R² = 0,78)em que Y1 = P" para PFF e Y2 = P" para PAFF, para 28 dias após a data de previsão (DP). X1 = monit (PAFFE) ; X3= FINF, função de infecção; X4 = PDF, proporção de folhas disponíveis para infecção; X6 = monit (FPM). As variaveis independentes foram calculadas para 28 dias antes da data de previsao (DP).
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    Modelagem do metabolismo do café durante a infecção por Hemileia vastatrix em plantas susceptíveis e resistentes
    (Universidade Federal de Viçosa, 2018-07-13) Gazolla, Lizandra Cristina de Oliveira Figueiredo; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Caixeta, Eveline Teixeira
    O Brasil é o país com a maior produção e exportação de café e as espécies mais cultivadas mundialmente são o Coffea arabica e o Coffea canephora. A doença do cafeeiro de maior relevância no cenário mundial é a ferrugem alaranjada, causada pelo fungo biotrófico Hemileia vastatrix. O principal sintoma é o aparecimento de manchas amareladas na parte abaxial das folhas e, em condições climáticas favoráveis, as perdas na lavoura podem chegar a 50% da produção. O cultivar Híbrido de Timor CIFC 832/2 tem sido uma importante fonte de genes de resistência para os programas de melhoramento. Entretanto, o alto potencial adaptativo do fungo e a própria pressão seletiva causada pela utilização de cultivares resistentes vem culminando no surgimento de diversas raças fisiológicas do fungo capazes de suplantar a resistência obtida através dos métodos clássicos de melhoramento. Uma nova abordagem no estudo da relação parasito-hospedeiro é a integração de dados de genômica e outras ômicas para a construção de um modelo metabólico. Através da análise de balanço do fluxo (FBA) é possível simular o papel de cada gene na célula auxiliando na compreensão da interação entre o cafeeiro e o fungo. Com isto, o presente trabalho propôs a construção de um modelo metabólico baseado no genoma seguido da análise de FBA para cultivares resistente e susceptível após a infecção por H. vastatrix. Os dados de transcriptomica foram integrados ao modelo original gerando modelos contexto- específicos. Essas análises indicaram um acúmulo de glicerol-3-fosfato (G3P) no Hibrido de Timor CIFC 832/2 sugerindo que o metabolismo primário contribui para a resistência do cafeeiro, uma vez que a participação deste metabólito na resposta imune adquirida de plantas já foi demonstrada.
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    Seletividade, hormese e refratariedade comportamental determinam surtos de ácaro-vermelho-do-cafeeiro?
    (Universidade Federal de Viçosa, 2011-02-28) Cordeiro, Érick M. Góes; Guedes, Raul Narciso Cafyalho
    O ácaro-vermelho-do-cafeeiro (Oligonychus ilicis) (Tetranychidae: Acari) é uma praga secundária em sistemas de cultivo de café. Entretanto, é frequente a observação de inseticidas que provocam aumento da abundância (além do que seria observado sem a aplicação do inseticida) dessa praga. Esse fenômeno é referido como erupção de pragas. A explicação mais comumente encontrada é que inimigos naturais são mais susceptíveis aos pesticidas e dessa maneira são reduzidos a níveis críticos após a aplicação. Contudo, outras causas como hormese e efeitos comportamentais são normalmente negligenciadas. Este estudo se propôs a investigar as possíveis causas responsáveis pelo fenômeno de erupção do ácaro-vermelho-do-cafeeiro, entre elas a seletividade, hormese e refratariedade comportamental induzida por pesticida. O índice de seletividade foi calculado por ensaio padrão concentração-resposta para O. ilicis e seu predador Amblyseius herbiculus (Chant) (Acari: Phytoseiidae) expostos à deltametrina. Ensaios no formato de tabela de vida foram utilizados para estimar as taxas intrínsecas de crescimento populacional em reposta a concentrações do inseticida para as duas espécies. A população de O. ilicis foi também submetida a ensaio de caminhamento em superfície tratada e não-tratada com resíduo seco do inseticida para avaliação de repostas comportamental. O bioensaio de mortalidade revelou maior tolerância da praga, cerca de 1,54 vezes. Nos ensaios demográficos a resposta foi contrária e apontam a espécie predadora como 3 vezes mais tolerante que sua praga. Nesse ensaio também foi possível a detecção de efeito de hormese para a população de praga, mas não para a de predadores. Os ensaios comportamentais sugerem não haver qualquer indício de resposta comportamental refratária ao inseticida. Os resultados deste estudo mostram que os resultados de ensaios de concentração- resposta não são bons preditores das respostas populacionais, e que o efeito de estímulo (hormese) do inseticida pode ter um papel preponderante na causa de surtos de praga.
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    Filogeografia molecular de populações brasileiras e colombianas do bicho mineiro do cafeeiro
    (Universidade Federal de Viçosa, 2015-08-11) Gomez, Laura Maria Pantoja; Guedes, Raul Narciso Carvalho
    Com o objetivo de comparar a diversidade genética de Leucoptera coffeella em 21 populações de origem brasileira e colombiana foram sequenciados os genes citocromo B, COI e ITS. Os genes mitocôndrias foram concatenados e a análise gerou oito haplótipos, dos quais um apresentou uma ampla distribuição nos dois países. O gene ITS apresentou cinco haplótipos, a maior variabilidade foi encontrada na Colômbia. As analises da variância molecular entre e dentro de populações e entre e dentro de países refletiu uma maior variabilidade dentro das populações e dentro dos países. Sugerindo assim que o bicho mineiro tem o mesmo local de origem, mas foi introduzido nos dois países em momentos diferentes e sem troca de materiais entre eles.
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    Natural distribution of the entomopathogenic fungus Beauveria in a coffee crop
    (Universidade Federal de Viçosa, 2016-03-16) Martinez, Angela Yomaira Benavides; Elliot, Simon Luke
    O cultivo de café manejado agroflorestalmente apresenta potencial e uma grande oportunidade em termos de diversidade de componentes enquanto inimigos naturais quando geridos sob este sistema. Os fungos entomopatógenos que pertecem à ordem Hypocreales são alguns destes inimigos. Dentre eles, o mais conhecido e utilizado como biopesticida tem sido o Beauveria, principalmente para o controle de broca do café Hypothenemus hampei. Recentemente, este fungo revelou seu desempenho em outros papéis na natureza, a exemplo de seu hábito endofílico, no entanto pouco se sabe realmente sobre sua ecologia e como se dá sua ocorrência natural nos cultivos agroflorestais do trópico. Desta forma, avaliou- se a distribuição natural das populações de Beauveria (UFC) antes e depois da colheita de café. Entre maio e setembro de 2015, foram coletadas amostras em diferentes compartimentos (solo, raiz, frutos caídos e frutos da árvore) e o Beauveria foi isolado pelo meio seletivo para entomopatógenos. Determinou-se a ocorrência endofílica e epifílica em diferentes níveis de posição da folha. As populações de Beauveria não apresentaram um padrão de distribuição nos diversos compartimentos, foram encontradas diferenças antes e depois da colheita, além dos niveis distintos das folhas. As populações encontradas na raiz e nos frutos foram abundantes, ademais nenhuma ocorrência endofílica foi descoberta nas folhas, mas de forma epifílica com uma alta frequência nas folhas basais. Assim, os resultados deste trabalho demonstram que o Beauveria estão ocupando vários compartimentos com abundante presença nas regiões da raíz, dos frutos caídos e do solo.
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    Uso do ácido salicílico no manejo de doenças foliares e da meloidoginose do cafeeiro
    (Universidade Federal de Viçosa, 2018-11-09) Tannuri, Luciano Abi Rached; Lopes, Everaldo Antônio
    A aplicação de ácido salicílico em plantas pode induzir resistência a muitos estresses abióticos e bióticos. Entretanto, pouco se sabe sobre o potencial desse biorregulador no controle de patógenos do cafeeiro. Assim, conduzimos experimentos para avaliar o efeito da aplicação de ácido salicílico (AS) no controle de doenças foliares e Meloidogyne exigua em plantas de café. O primeiro experimento foi conduzido em uma plantação de café de sete anos de idade para avaliar o efeito da aplicação foliar de AS (150 mg.L -1 ) sobre doenças foliares de ocorrência natural, em comparação com hidróxido de cobre (2 kg.ha -1 ), uma combinação de fungicidas protetores e sistêmicos (tratamento químico padrão) e o controle não-tratado. Cinco aplicações mensais foram realizadas entre Novembro de 2016 a Março de 2017. Avaliações de incidência e severidade de ferrugem (Hemileia vastatrix) e mancha de Ascochyta (Ascochyta coffeae) foram feitas mensalmente. A atividade da catalase, ascorbato peroxidase, superóxido dismutase e proteínas totais foi avaliado três vezes durante o experimento. A aplicação de AS reduziu ferrugem e mancha de Ascochyta em 40 e 37%, respectivamente, com taxas de redução de doença similares àquelas obtidas com o fungicida protetor hidróxido de cobre. As maiores reduções dessas doenças foram alcançadas com a mistura de fungicidas, enquanto que as maiores incidências e severidades das doenças foram observadas em plantas não-tratadas. O AS influenciou positivamente as concentrações de enzimas antioxidantes em relação aos outros tratamentos. O segundo experimento foi conduzido em casa de vegetação com o objetivo de estudar o efeito do AS sobre M. exigua. Os seguintes tratamentos foram usados: ácido salicílico (150 mg.L -1 ), ácido salicílico (150 mg.L -1 ) + fluensulfona (0.192 g.planta -1 ), fluensulfona (0.192 g.planta -1 ), controle não-tratado e inoculado com nematoide e controle não-tratado sem nematoide. Plantas de café foram inoculadas com 5000 ovos de M. exigua e foram cultivadas por 95 dias em vasos plásticos de 2 L de capacidade. Três aplicações de AS foram feitas aos 5, 20 e 45 dias após o transplante das plântulas. Aos 46 dias, as enzimas catalase, ascorbato peroxidase e superóxido dismutase foram avaliadas. O ácido salicílico reduziu o número de ovos do nematoides em comparação com a testemunha inoculada. Plantas tratadas com fluensulfona apresentaram sintomas de fitotoxicidade, o que refletiu na concentração das enzimas antioxidantes. Nenhuma diferença foi observada nos níveis das enzimas em plantas tratadas com AS e os controles, provavelmente devido a um estresse hídrico ocorrido durante o experimento.