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201ISSN 1678-1953Dezembro, 2015

Os Volteis de Plantase o seu Potencial paraa Agricultura

Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuriaEmbrapa Tabuleiros CosteirosMinistrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento

Documentos 201

Os Volteis de Plantas e o seu Potencial para a Agricultura

Alessandro RiffelJoo Gomes da Costa

Embrapa Tabuleiros CosteirosAracaju, SE2015

ISSN 1678-1953Dezembro, 2015

Embrapa Tabuleiros CosteirosAv. Beira Mar, 3250, CEP 49025-040, Aracaju, SEFone: (79) 4009-1300Fax: (79) 4009-1369www.embrapa.com.brwww.embrapa.br/fale-conosco

Comit Local de Publicaes

Comit Local de Publicaes da Embrapa Tabuleiros Costeiros

Presidente: Marcelo Ferreira FernandesSecretria-executiva: Raquel Fernandes de Arajo Rodrigues

Membros: Ana Veruska Cruz da Silva Muniz, Carlos Alberto da Silva, Elio Cesar Guzzo, Hymerson Costa Azevedo, Joo Gomes da Costa, Josu Francisco da Silva Junior, Julio Roberto de Araujo Amorim, Viviane Talamini e Walane Maria Pereira de Mello Ivo

Superviso editorial: Raquel Fernandes de Arajo Rodrigues Normalizao biblogrfica: Josete Cunha MeloEditorao eletrnica: Raquel Fernandes de Arajo RodriguesFotos da capa: Saulo Coelho Nunes

1a EdioOn-line (2015)

Todos os direitos reservados.A reproduo no autorizada desta publicao, no todo ou em parte,

constitui violao dos direitos autorais (Lei no 9.610).Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

Embrapa Tabuleiros Costeiros

Embrapa 2015

Riffel, AlessandroOs volteis de plantas e o seu potencial para a agricultura /

Alessandro Riffel, Joo Gomes da Costa Aracaju : Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2015.

48 p. (Documentos / Embrapa Tabuleiros Costeiros, ISSN 1678-1953; 201).

Disponvel em:

1. Planta. 2. Planta aromtica. 3. Volteis de plantas. 4. Composto qumico. 5,. Controle biolgico. 6. Manejo Integrado de Planta. I. Costa, Joo Gomes da. II. Ttulo. III. Srie.

CDD 633 Ed. 21

Autores

Alesandro RiffelGraduado em Farmcia, doutor em Agronomia,pesquisador da Unidade de Pesquisa de Rio Largo (UEP-Rio Largo) da Embrapa Tabuleiros Costeiros, Rio Largo, AL

Joo Gomes da CostaEngenheiro-agrnomo, doutor em Biotecnologia, pesquisador da Unidade de Pesquisa de Rio Largo (UEP-Rio Largo) da Embrapa Tabuleiros Costeiros, Rio Largo, AL

Apresentao

As plantas produzem uma srie de compostos qumicos que variam de molculas simples, como metanol e etileno, a extremamente complexas como os terpenides e alcalides. A diversidade de molculas produzidas pode chegar a 100.000 compostos, e destes estima-se que aproximadamente 1.700 sejam compostos volteis.

Os volteis produzidos pelas plantas, entre outras atividades, so a linguagem que elas utilizam para comunicarem-se com a comunidade e o ambiente que as cerca. Podem ser liberados de folhas, flores e frutos para a atmosfera e das razes para o solo, com funes, principalmente, de proteo contra pragas e patgenos, mas tambm na busca de vantagens reprodutivas e evolutivas, quando participam na atrao de polinizadores e de dispersores de sementes.

Em virtude dessa diversidade de funes para a planta, os compostos volteis aparecem como potencial para aplicao na agricultura, especialmente, na busca de sistemas mais ambientalmente corretos e sustentveis. Nesse sentido, h exemplos de aplicaes de volteis na polinizao, controle biolgico, melhoramento gentico, manipulao gentica e no desenvolvimento de sistemas de produo sustentveis e que visam o manejo de pragas.

Esta reviso tem como objetivo apresentar as principais funes dos volteis de plantas e algumas de suas possveis aplicaes na agricultura, com foco principal no Manejo Integrado de Pragas (MIP).

Manoel Moacir Costa MacdoChefe-geral da Embrapa Tabuleiros Costeiros

Sumrio

Os Volteis de Plantas e o seu Potencial para a Agricultura ............................6

Introduo ...............................................................................................6

Resistncia de plantas ...............................................................................8

Volteis de plantas e suas funes .............................................................9

Reproduo .....................................................................................12

Defesa ............................................................................................16

Volteis no sistema radicular ...............................................................19

Interao planta-planta .......................................................................20

Estresses abiticos ............................................................................23

Aplicaes na agricultura ........................................................................23

Polinizao .......................................................................................24

Controle biolgico ..............................................................................26

Sistema de produo push-pull (afasta-atrai) .........................................31

Melhoramento gentico ......................................................................32

Manipulao gentica ........................................................................34

Perspectivas futuras ...............................................................................37

Referncias ...........................................................................................39

6 Os Volteis de Plantas e o seu Potencial para a Agricultura

Os Volteis de Plantas e o seu Potencial para a AgriculturaAlessandro RiffelJoo Gomes da Costa

IntroduoA segurana alimentar um dos grandes desafios globais para este sculo. At 2015, o mundo requerer um aumento na produo agrcola capaz de alimentar uma populao estimada de nove milhes de pessoas. Essa tarefa deve ser realizada em um contexto onde ocorrem progressivamente alteraes nos padres de consumo, o impacto das mudanas climticas e uma crescente escassez de terras e gua. Os mtodos de produo devero preservar o ambiente e recursos naturais e serem capazes de manter a populao rural no campo. H uma necessria presso para a intensificao sustentvel da agricultura global, com aumentos de rendimento e produtividade diminuindo o impacto ambiental e a necessidade de novas reas de cultivo (BAULCOMBE, 2009). Nesse contexto, o Brasil, sendo segundo maior produtor agrcola mundial, onde o setor agrcola desempenha um importante papel na performance econmica e substancial contribuio para a balana comercial (OECD/FAO, 2015), dever transformar a sua agricultura.

Segundo a Organizao para a Cooperao e Desenvolvimento da Europa (OCDE) e a Organizao das Naes Unidas para Agricultura e Alimentao (FAO), o Brasil assumir a liderana nas exportaes mundiais do setor agrcola at 2024. A continuao do crescimento da safra at 2024 ser baseada na melhora da produtividade e da expanso das lavouras. As plantaes ocuparo uma rea total de 69,4 milhes de hectares em 2024, um crescimento de 20% em relao

7Os Volteis de Plantas e o seu Potencial para a Agricultura

mdia do perodo entre 2012-2014 e um aumento anual de 1,5%. Boa parte dessa expanso ocorrer por meio da cana-de-acar (com alta de 37%), do algodo (35%) e das oleaginosas (23%), especialmente a soja (OECD/FAO 2015).

Uma das maneiras de se obterem aumentos de rendimento e produtividade a reduo das perdas por pragas e doenas, que estima-se situar entre 25% e 40% do total produzido. Com esta finalidade, at recentemente, e apoiando-se em um dos paradigmas da agricultura que focava somente no aumento da produo em detrimento do ambiente, o uso de agrotxicos foi amplamente empregado, porm novas estratgias sustentveis e ambientalmente corretas para a proteo de plantas comeam a ser desenvolvidas e empregadas (SOBHY et al., 2014). O Brasil o maior consumidor de agrotxicos do mundo (PELAEZ et al., 2013), com um consumo anual de mais de 1 bilho de litros (CARNEIRO et al., 2012). Portanto, novas tcnicas para proteo de plantas, conservando recursos naturais e mantendo a qualidade ambiental, ecolgica e que venham a ser economicamente viveis devem ser implementadas. Uma das ferramentas que obedecem a esses critrios conhecida como Manejo Integrado de Pragas (MIP) (NARANJO et al., 2015).

Para o controle de pragas, em substituio ao uso de agrotxicos, h algumas alternativas principais, quais sejam: o desenvolvimento de materiais mais resistentes via melhoramento gentico; o emprego de semioqumicos, que so sinais naturais que causam alteraes no comportamento e desenvolvimento dos organismos, sendo os feromnios (intraespecficos) os mais utilizados; e a utilizao de agentes de controle biolgico, que podem compreender patgenos de pragas ou outros organismos antagnicos, como por exemplo, os inimigos naturais (predadores e parasitides) (HASSANALI et al., 2008). O conhecimento da ecologia qumica de inimigos naturais, dos herbvoros e das plantas hospedeiras fundamental para o desenvolvimento das estratgias para um MIP efetivo. A atrao dos insetos a plantas ou a outros organismos hospedeiros, envolve a deteco de semioqumicos especficos ou de misturas especficas destes semioqumicos. Atualmente, sabe-se que plantas colonizadas ou danificadas por insetos herbvoros produzem um grupo de

8 Os Volteis de Plantas e o seu Potencial para a Agricultura

compostos orgnicos volteis (COVs), frequentemente chamados de volteis de plantas induzidos por herbivoria (VPIHs), que atuam como semioqumicos repelentes aos insetos-praga e oviposio ou atraentes de predadores e parasitides (PICKETT