Effect of age of a sorghum-sudangrass hybrid on its allelopathic action

Abstract

-Hybrids of Sorghum sudanensis (sudangrass) and Sorghum bicolor genotypes can produce high amounts of biomass, sorgoleone (a long chain hydroquinone), and other phytotoxic substances. Shoots and roots of a sorghum-sudangrass hybrid (cv. Trudan 8) were collected 10, 20, 30, 40, and 50 days after emergence. Four concentrations of aqueous extracts from the shoots and roots (0, 0.4, 2, and 10 g L -1 , w/v) were used to treat seeds of lettuce (Lactuca sativa), tomato (Lycopersicum sculentum), purslane (Portulaca oleracea), and pigweed (Amaranthus retroflexus). Seed germination of lettuce, tomato, and pigweed was inhibited by extracts from sorghum-sudangrass shoots at 10 g L -1 when made from sorghum-sudangrass plants 20 days or less in age. Seed germination of purslane was not inhibited by any sorghum-sudangrass extract. Growth of the four species evaluated were systematically inhibited when treated with 10 g L -1 extracts from sorghum-sudangrass shoots harvested up to 10 days after emergence.Keywords: allelopathy, germination inhibition, lettuce (Lactuca sativa), tomato (Lycopersicum sculentum), pigweed (Amaranthus retroflexus) and purslane (Portulaca oleracea).RESUMO -Os capins híbridos obtidos pelo cruzamento entre Sorghum sudanensis (capimsudão) e genótipos de Sorghum bicolor possuem alto potencial para produção de biomassa e para controle de plantas daninhas pela produção de substâncias fitotóxicas, como o sorgoleone (uma hidroquinona de cadeia longa). Sementes de alface (Lactuca sativa), tomate (Lycopersicum sculentum), beldroega (Portulaca oleracea) e caruru (Amaranthus retroflexus) foram submetidas a tratamentos com extratos aquosos da parte aérea e das raízes do híbrido de sorgo com capim-sudão, cv. Trudan 8, colhido em cinco diferentes estádios de crescimento (10, 20, 30, 40 e 50 dias após a emergência). Os extratos foram preparados em quatro concentrações (0, 0,4, 2 e 10 g L -1, p/v) e aplicados em quatro repetições. Após os tratamentos, a germinação e o comprimento de plântulas das espécies foram avaliados. A germinação de sementes de tomate, caruru e alface foi inibida pelos extratos da parte aérea das plantas de Trudan 8, na concentração de 10 g L 1 , colhidas até os 20 dias após a emergência. A germinação de sementes de beldroega, no tocante à porcentagem de germinação, não foi inibida pelos extratos de Trudan 8. O crescimento das quatro espécies avaliadas foi inibido quando tratadas com extratos aquosos da parte aérea de Trudan 8, colhida até os 10 dias após a emergência, na concentração de 10 g L -1. Palavras-chave: alelopatia, inibidor de germinação, alface (Lactuca sativa), tomate (Lycopersicum sculentum), caruru (Amaranthus retroflexus) e beldroega (Portulaca oleracea).

Allelopathic interference of Sapindus saponaria root and mature leaf aqueous extracts on diaspore germination and seedling growth of Lactuca sativa and Allium cepa

“…Some studies confirm the low allelopathic effects of root extracts on the germination of target species (Gatti et al 2004, Marchi et al 2008, Sodaeizadeh et al 2009, Ashrafi et al 2009). However, during seedling development, the root extract causes significant morphological changes (Hernández-Terrones et al 2007), especially in root growth (Carmo et al 2007, Wandscheer & Pastorini 2008.…”

Sorgoleone: benzoquinona lipídica de sorgo com efeitos alelopáticos na agricultura como herbicida

“…Após a exsudação a hidroquinona menos estável rapidamente oxida para uma forma de benzoquinona altamente fitotóxica (MarChi et al, 2008). Esta substância possui uma longa meia-vida persistindo no solo e afetando muitos alvos celulares por longos períodos de tempo fazendo dela uma excelente alternativa natural frente aos herbicidas sintéticos (daYaN et al, 2007;baersoN et al, 2008b;barbosa et al, 2010).…”

“…Apesar de outros análogos ao sorgoleone também serem produzidos pelas raízes destas plantas, todos foram identificados atuando conjuntamente na inibição do fotossistema II (PSII) nos cloroplastos das plantas alvo MarChi et al, 2008).…”

Temporal expression of the sor1 gene and inhibitory effects of Sorghum bicolor L. Moench on three weed species

“…It is also an allelopathic species that represses the growth of numerous weeds, mainly the small-seeded species, due to exudates released by its roots, those exudates consisting mainly of sorgoleone, a biologically active lipid benzoquinone (Forney & Foy 1985;Netzly & Butler 1986;Meazza et al 2002;Dayan et al 2007;Marchi et al 2008;Albuquerque et al 2010). Sorgoleone (2-hydroxy-5-methoxy-3-[(8'Z,11'Z)-8' ,11' ,14'-pentadecatriene]-p-benzoquinone) is highly phytotoxic to broad-leaf and grass weeds at concentrations as low as 10 μM, affecting shoot growth with little or no effect on root growth (Einhellig & Souza 1992;Nimbal et al 1996;Czarnota et al 2001).…”

“…Sorgoleone is biosynthesized, during early seedling establishment, by root hairs, which possess the entire metabolic machinery (Dayan 2006;Baerson et al 2008aBaerson et al , 2008b. According to Marchi et al (2008), sorgoleone is rapidly degraded in soil and is mainly produced in younger plants, its production peaking by 10 days after emergence (DAE). However, other authors have reported that sorgoleone has a long half-life in the soil, with long-term effects on many cellular targets (Dayan et al 2007;Baerson et al 2008aBaerson et al , 2008bBarbosa et al 2010).…”