Effects of nitrogen supply on growth, contents of phenolic compounds and pathogen (scab) resistance of apple trees

Resumo

Foi estudado o efeito do fornecimento de nitrogênio (N) a longo prazo sobre o crescimento, a resistência à sarna e os compostos fenólicos nas folhas de duas cultivares de maçã. Os diferentes pools de fenilpropanoides (ácidos hidroxicinâmicos, dihidrochalconas) e flavonoides (flavonóis, catequinas, procianidinas) foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, do inglês High Performance Liquid Chromatography) a partir de folhas não infectadas e inoculadas, representando diferentes estágios ontogenéticos. A incidência de sarna também foi avaliada. Seguindo estritamente a hipótese do equilíbrio entre carbono e nutrientes, as macieiras responderam ao alto suprimento de N com maior crescimento de brotos e com um acúmulo reduzido de compostos fenólicos totais em suas folhas. Isso foi demonstrado para a cultivar “Golden Delicious”, que é suscetível à sarna causada por Venturia inaequalis, e para a cultivar resistente “Rewena”. Enquanto a alta fertilização com N aumentou a suscetibilidade da ‘Golden Delicious’, não diminuiu a resistência da ‘Rewena’, apesar da redução acentuada das concentrações fenólicas. Portanto, uma simples troca de C entre o metabolismo relacionado ao crescimento e o metabolismo secundário não pode explicar apenas as mudanças no potencial defensivo.

Abstract

The effect of long-term N-supply on growth, scab resistance and phenolic compounds in the leaves of two apple cultivars was studied. The different pools of phenylpropanoids (hydroxycinnamic acids, dihydrochalcones) and flavonoids (flavonols, catechins, procyanidins) were quanitfied by HPLC from non-infected and inoculated leaves representing different ontogenetic stages. Scab incidence was also evaluated. Strictly following the carbon-nutrient-balance hypothesis, apple trees responded to high N-supply with increased shoot growth and with a reduced accumulation of total phenolic compounds in their leaves. This was shown for the cultivar ‘Golden Delicious’, which is susceptible to the scab disease caused by Venturia inaequalis, and for the resistant cultivar ‘Rewena’. Whereas high N-fertilization increased the susceptibility of ‘Golden Delicious’, it did not decrease the resistance of ‘Rewena’ despite of the pronounced reduction of phenolic concentrations. Thus, a simple C trade off between growth-related metabolism and secondary metabolism cannot solely explain changes in defensive potential.