Physiological response and susceptibility of Jatropha curcas L. accessions to broad mite

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Jatropha (Jatropha curcas L.) is a plant species of great economic potential, especially for their seeds constitute the raw material for the production of oil for biodiesel. This feature has contributed to the increase in its commercial exploitation. Several pests have caused considerable damage in the culture of J. curcas, especially the broad mite (Polyphagotarsonemus latus). This mite attacks mainly the early stage of crop causing morphological and physiological damage. The objective of this work was to identify and characterize physiologically accessions of J. curcas less susceptible to broad mite, to support the breeding program of the species. The study was set up at the Federal University of Viçosa (UFV), Viçosa, MG, Brazil, in a greenhouse. We used 15 accessions of J. curcas with high oil content (> 30 %) in the seed, belonging to different clusters of genetic diversity of the genebank of UFV. Sowing was on four liters pots using seeds from mother plant with one plant per pot. We evaluated the following traits: population growth of P. latus (ri), symptoms of injury caused by P. latus, relative water content in the leaf (RWC), specific leaf area (SLA), net assimilation rate of carbon (A), gas exchange, photosynthetic pigments, nitrogen, biomass of area part (BAP), increase of stem diameter (ISD), of final number of leaves (FNL) and of plant height (IPH). We used a randomized block design with three replications and plots of one plant per pot. Analyses of variance were processed in a factorial 15 x 2, being 15 accessions of J. curcas, with and without broad mite infestation. Differences between the means of access were analyzed by the Tukey test at 5% probability. There were significant differences (P < 0.05) for ri and for the symptoms of injuries caused by P.latus. The accessions did not differ to agronomic and physiological characterization. There was a 23.8 % reduction in IPH in infested plants. The rate of net carbon assimilation (A) was on average 50.5 % lower in infested plants, whereas stomatal conductance (gs) and transpiration (E) decreased by 46.2 % and 51.6 %, respectively. With respect to photosynthetic pigments, SLA, BAP, FNL and ISD no significant differences among accessions infested and not infested with white mites were verified. P.latus causes significant changes in gas exchange, providing a significant reduction in net photosynthesis. Pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma planta de grande potencial econômico, sobretudo por suas sementes constituírem matéria-prima para a produção de óleo para biodiesel. Esta característica tem contribuído para o aumento da sua exploração comercial. Contudo, várias pragas vem ocasionando danos consideráveis na cultura de J. curcas, principalmente o ácaro branco (Polyphagotarsonemus latus). Este ácaro ataca principalmente a fase inicial das culturas, provocando danos morfológicos e fisiológicos. Objetivou-se identificar e caracterizar, fisiologicamente, acessos de J. curcas menos susceptíveis ao ácaro branco, para subsidiar o programa de melhoramento genético da espécie. O estudo foi conduzido na Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa MG, em casa de vegetação. Utilizaram-se sementes remanescentes de 15 acessos de J. curcas do banco de germoplasma da UFV, todos com alto teor de óleo (> 30 %) e pertencentes a distintos grupos de diversidade genética..A semeadura ocorreu em vasos de quatro litros utilizando sementes provenientes das plantas mãe sendo uma planta por vaso. Foram avaliados os seguintes caracteres: crescimento populacional de P. latus (ri), sintomas de injúria provocados por P. latus, teor relativo de água na folha (TRA), área foliar especifica (AFE), trocas gasosas, pigmentos fotossintéticos, nitrogênio, biomassa da parte área (BPA), incremento do diâmetro do caule (IDC), do número de folhas definitivas (INF) e da altura da planta (IAP). Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com três repetições e parcelas de uma planta por vaso. As análises de variância foram processada sem esquema fatorial 15 x 2, sendo 15 acessos de J. curcas, com e sem infestação por ácaro branco. Diferenças entre as médias de acessos foram analisadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Houve diferença significativa (P < 0,05) para o ri e para os sintomas de injúrias provocados por P.latus. Os acessos não diferiram nas análises para caracterização fisiológica e agronômica. Houve uma redução de 23,8 % no IAP nas plantas infestadas. A taxa de assimilação líquida do carbono (A) foi, em média, 50,5 % menor nas plantas infestadas, enquanto a condutância estomática (gs) e transpiração (E) reduziram-se em 46,2 % e 51,6 %,, respectivamente. Com relação aos pigmentos fotossintéticos, AFE, BPA, INF e IDC não houve diferenças significativas entre os acessos infestados e não infestados com ácaro branco. P.latus provoca grande alteração nas trocas gasosas, promovendo uma redução significativa na fotossíntese líquida.