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The electrical activity of tomato plants subjected to fruit herbivory was investigated. The study aimed to test the hypothesis that tomato fruits transmit long-distance electrical signals to the shoot when subjected to herbivory. For such, time series classification by machine learning techniques and analyses related to the oxidative response were employed. Tomato plants (cv. “Micro-Tom”) were placed into a Faraday's cage and an electrode pair was inserted in the fruit's peduncle. Helicoverpa armigera caterpillars were placed on the fruit (either green and ripe) for 24 h. The time series were recorded before and after the fruit's exposure of the caterpillars. The plant material for chemical analyses was collected 24 and 48 h after the end of the acquisition of electrophysiological data. The time series were analyzed by the following techniques: Fast Fourier Transform (FFT), Wavelet Transform, Power Spectral Density (PSD), and Approximate Entropy. The following features from FFT, PSD, and Wavelet Transform were used for PCA (Principal Component Analysis): average, maximum and minimum value, variance, skewness, and kurtosis. Additionally, these features were used in Machine Learning (ML) analyses for looking for classifiable patterns between tomato plants before and after fruit herbivory. Also, we compared the electrome before and after herbivory in the green and ripe fruits. To evaluate an oxidative response in different organs, hydrogen peroxide, superoxide anion, catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, and superoxide dismutase activity were evaluated in fruit and leaves. The results show with 90% of accuracy that the electrome registered in the fruit's peduncle before herbivory is different from the electrome during predation on the fruits. Interestingly, there was also a sharp difference in the electrome of the green and ripe fruits' peduncles before, but not during, the herbivory, which demonstrates that the signals generated by the herbivory stand over the others. Biochemical analysis showed that herbivory in the fruit triggered an oxidative response in other parts of the plant. Here, we demonstrate that the fruit perceives biotic stimuli and transmits electrical signals to the shoot of tomato plants. This study raises new possibilities for studies involving electrical signals in signaling and systemic response, as well as for the applicability of ML to classify electrophysiological data and its use in early diagnosis.

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ResumoEste trabalho objetivou analisar comparativamente o crescimento e a partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom submetidas ao nitrogênio e piraclostrobina. Esta substância favorece o desenvolvimento de cloroplastos e a síntese de clorofila. Plantas de tomateiro foram submetidas aos tratamentos: T1, solução nutritiva completa sem piraclostrobina; T2, solução nutritiva completa + piraclostrobina; T3, solução nutritiva ½ força de N sem piraclostrobina e T4, solução nutritiva ½ força de N + piraclostrobina. As plantas foram coletadas a intervalos regulares de sete dias após o transplante ao longo do ciclo de cultivo, sendo determinados a massa seca e a área foliar. A partir dos dados primários, foi aplicada a análise de crescimento, sendo calculados a massa seca total (W t ), as taxas instantâneas de produção de matéria seca (C t ), crescimento relativo (R w ) e assimilatória líquida (E a ), a área foliar (A f ), as taxas de produção (C a ) e de crescimento relativo de área foliar (R a ), as razões de área foliar (F a ) e de massa foliar (F w ), a área foliar específica (S a ), a partição de matéria seca entre órgãos e o número (N fr ) e massa fresca de frutos (W fr ). Plantas de T1 apresentaram maior W t , C t e W fr em relação àquelas dos demais tratamentos. Entretanto, plantas de T2 apresentaram similar N fr à plantas de T1, sendo superiores às demais. Além disso, alocaram em relação à matéria seca total e ao final do ciclo, maior porcentagem de matéria seca nos frutos comparativamente a plantas de T3 e T4. A associação entre nitrogênio e piraclostrobina altera o crescimento e a partição de assimilados em plantas de tomateiro cv. MicroTom, sendo que àquelas submetidas à ½ dose de nitrogênio apresentam maior massa seca total e menor porcentagem final de matéria seca total em frutos, comparativamente, àquelas submetidas à associação ½ dose de nitrogênio e a piraclostrobina. Palavras-chave: Lycopersicon esculentum, estrobilurina, bioativador, massa seca, área foliar AbstractThis work aimed at comparing the growth and partitioning of assimilate in tomato plants cv. Micro-Tom subjected to nitrogen and pyraclostrobin. This substance favors the development of chloroplasts and the synthesis of chlorophyll. Tomato plants were submitted to the treatments: T1, complete nutrient solution without pyraclostrobin, T2, complete nutrient solution + pyraclostrobin, T3, ½ strength nutrient solution

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RESUMO Fungicidas do grupo químico das estrobilurinas ganharam novas perspectivas de uso, em vista das vantagens obtidas pela ação dos efeitos fisiológicos positivos sobre as plantas. Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito da piraclostrobina nos teores de pigmentos fotossintéticos e de nitrogênio na atividade da enzima redutase do nitrato, em plantas de tomateiro cv. Micro-Tom, cultivadas com diferentes doses de nitrogênio. Aos 21 dias após o transplante (DAT), as plantas foram submetidas aos tratamentos: solução nutritiva completa, sem piraclostrobina; solução nutritiva completa, com piraclostrobina; solução nutritiva com 1/2 força iônica de nitrogênio, sem piraclostrobina; e solução nutritiva com 1/2 força iônica de nitrogênio, com piraclostrobina. A aplicação da piraclostrobina foi repetida aos 35 DAT. Aos 28 e 42 DAT, determinaram-se o teor de pigmentos fotossintéticos, o nitrogênio total e a atividade da enzima redutase do nitrato. A aplicação de piraclostrobina promoveu aumento dos teores de pigmentos apenas aos 28 DAT, nas plantas com fornecimento reduzido de nitrogênio. Duas aplicações de piraclostrobina não influenciaram no conteúdo de nitrogênio e na atividade da redutase do nitrato de plantas de tomateiro cv. Micro-Tom, cultivadas em solução nutritiva de Hoagland e Arnon.