Carrageenan as an elicitor of induced secondary metabolites and its effects on various growth characters of chickpea and maize

Resumo

Foram estudados os efeitos do elicitor polissacarídeo k-carragenina obtido de Hypnea musciformis, algas vermelhas na produção de metabólitos secundários induzidos, ISMs (os compostos de resistência a doenças) e em vários caracteres de crescimento de plantas de grão de bico e milho. Os experimentos foram conduzidos no campo do Complexo de Laboratórios PCSIR Karachi durante dezembro de 2008 a abril de 2009 em delineamento de blocos completos casualizados com três repetições. Foram utilizados três tratamentos de elicitor, uma preparação sólida em que o elicitor foi misturado ao solo (T2 1 mg/g) e aplicado ao redor das sementes no solo. As outras duas preparações eram líquidas, T1 e T3 na concentração de 100 μg glc eq ml-1 e foram aplicadas ao redor das sementes e como pulverização foliar nas plantas, respectivamente. A análise estatística dos dados revelou que estes tratamentos melhoraram significativamente todas as características de crescimento do grão-de-bico, exceto T2, que deu a diferença não significativa na altura da planta. Altura máxima da planta (80,3 cm), número de vagens planta-1 (76,2), número de ramos planta-1 (25,0), número de folhas planta-1 (125,6), florescimento mais precoce e alto teor de ISMs nas folhas, caule e grãos de grão de bico foram registradas em plantas de grão de bico tratadas com T1. Nas plantas de milho, apenas os tratamentos T1 e T3 (com pequenas exceções) tiveram efeitos significativos em alguns caracteres como altura da planta, diâmetro do caule, número de folhas planta-1 e no conteúdo de ISMs nas folhas, enquanto o número de espigas planta-1 e tempo de floração não foram significativos. afetados por esses tratamentos. Estes resultados sugerem que o elicitor de k-carragenina pode ser usado como um potente protetor de plantas, bem como um agente promotor de crescimento, especialmente para plantas de grão de bico.

Abstract

The effects of polysaccharide elicitor k-carrageenan obtained from Hypnea musciformis, red algae on the production of Induced Secondary Metabolites, ISMs (the disease resistance compounds) and on various growth characters of chickpea and maize plants were studied. Experiments were conducted in the field of PCSIR Laboratories Complex Karachi during December 2008–April 2009 in randomized complete block design with three replications. Three elicitor treatments were used, a solid preparation in which the elicitor was mixed with soil (T₂ 1 mg/g) and applied around the seeds in the soil. The two other preparations were liquid, T₁ and T₃ at a concentration of 100 μg glc eq ml⁻¹ and were applied around the sowing seeds and as a foliar spray on the plants, respectively. Statistical analysis of the data revealed that these treatments significantly enhanced all the growth characters of chickpea except T₂ that gave the nonsignificant difference in the plant height. Maximum plant height (80.3 cm), number of pods plant⁻¹ (76.2), number of branches plant⁻¹ (25.0), number of leaves plant⁻¹ (125.6), earlier flowering and high ISMs contents in leaves, stem and grains of chickpea were recorded in T₁ treated chickpea plants. In maize plants only T₁ and T₃ treatments (with minor exceptions) had significant effects on few characters like plant height, stem diameter, number of leaves plant⁻¹ and on ISMs contents in leaves while number of cobs plant⁻¹ and flowering time were nonsignificantly affected by these treatments. These results suggested that k-carrageenan elicitor can be used as a potent plant protectant as well as growth promoting agent especially for chickpea plants.