Phytotoxicity and Distribution of Sorgoleone in Grain Sorghum Germplasm

Abstract

The relative phytotoxicity of sorgoleone as measured by seed germination and seedling growth of selected crop and weed species and inhibition of photosynthetic oxygen evolution in atrazine-resistant and -susceptible cell cultures of potato (Solanum tuberosum L.) and common groundsel (Senecio vulgaris L.) were investigated. Relatively little or no effect of sorgoleone was observed on radicle elongation at concentrations less than 500 μM in Petri dish bioassays. Sorgoleone was very phytotoxic to large crabgrass (Digitatia sanguinalis), with a GR50 of 10 μM for shoot growth in a hydroponic culture bioassay. Inhibition of shoot and root growth of velvetleaf (Abutilon theophrasti) and barnyardgrass (Echinocloa crus-galli) was also observed at higher concentrations ranging from 10 to 200 μM, but ivyleaf morningglory (Ipomea hederacea) was tolerant. Sorgoleone inhibited photosynthetic oxygen evolution in both susceptible and resistant cell cultures of potato and common groundsel, and the effect was similar to that of diuron, a strong inhibitor of PS II electron transport. Chlorophyll fluorescence response to sorgoleone in both resistant and susceptible cell cultures was nearly the same. Grain sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) genotypes varied considerably in the amount of sorgoleone produced. Root exudates generally contained 85−90% pure sorgoleone on the basis of HPLC analysis. These data indicate that sorgoleone is phytotoxic at micromolar concentrations, exhibits marked selectivity, and inhibits photosynthetic electron transport similar to diuron. Keywords: Sorgoleone; bioassay; hydroponics; inhibition; phytotoxicity; photosynthetic oxygen evolution; electron transport; root exudate

Potencial de utilização de cobertura vegetal de sorgo e milheto na supressão de plantas daninhas em condição de campo: II - Efeitos da cobertura morta

“…Raízes de sorgo liberam compostos de natureza hidrofóbica, especialmente a benzoquinona sorgoleone, potente inibidor da respiração mitocondrial (Rasmussen et al, 1992) e, principalmente, do transporte de elétrons no fotossistema II (Einhellig et al, 1993;Nimbal et al, 1996;Gonzalez et al, 1997). Sorgoleone é capaz de suprimir diferencialmente o crescimento de várias espécies daninhas e cultivadas (Netzly et al, 1988;Einhellig & Souza, 1992;Nimbal et al, 1996).…”

“…Sorgoleone é capaz de suprimir diferencialmente o crescimento de várias espécies daninhas e cultivadas (Netzly et al, 1988;Einhellig & Souza, 1992;Nimbal et al, 1996).…”

“…No entanto, obtevese variação considerável nas quantidades de sorgoleone produzidas, respectivamente, por 25 (Nimbal et al, 1996) e 41 (Trezzi, 2002) genó-tipos de sorgo.…”

Palha de sorgo associada ao herbicida imazamox no controle de plantas daninhas na cultura da soja em sucessão

“…Como não houve diferença expressiva na quantidade de palha produzida, a variabilidade de controle de plantas daninhas observada entre os híbridos pode estar associada à concentração e composição de substâncias alelopáticas nos tecidos vegetais de cada híbrido. Outros autores também comprovaram a variabilidade no potencial alelopático de híbridos de sorgo (Ben-Hammouda et al, 1995a, b;Santos, 1996;Nimbal et al, 1996;Weston et al, 1997;Barbosa et al, 1998).…”

Manejo de plantas daninhas no plantio direto da soja (Glycine max) sobre o milheto (Pennisetum maximum)

“…A cobertura morta pode promover liberação de compostos alelopá-ticos (Nimbal et al, 1996), causar alterações físicas no solo (as quais podem afetar a germinação das sementes de espécies daninhas (Teasdale & Mohler, 1993) e reduzir a disponibilidade da radiação solar (Facelli & Pickett, 1991), o que pode refletir em redução da infestação de plantas daninhas. O sucesso no controle das espécies daninhas com a utilização de palha depende da época de manejo, da qualidade e quantidade desta, o que, no caso do milheto, tem variado de 5,0 (Bianchi, 1999;Lima, 2002) a 14 t ha -1 de palha (Oliveira et al, 2002).…”