Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg seedlings

Abstract The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (w) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (w) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.

Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart) O Berg seedlings / Sombreamento minimiza o efeito do déficit hídrico em mudas de Campomanesia xanthocarpa (Mart) O Berg

The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (Ψw) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (Ψw) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.

Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg seedlings / Sombreamento minimiza o efeito do déficit hídrico em mudas de Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg

Abstract The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (Ψw) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (Ψw) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.

Influence of foliar application of glycinebetaine on Tagetes erecta L yield cultivated under salinity conditions / Influência da aplicação foliar de glicinebetaína na produtividade de Tagetes erecta L cultivada em condições de salinidade

Tagetes genus of Composite family consider one of the most favorite floriculture plants. Therefore, of particular interest examine the salt tolerance of this bedding and coloring agent plant. In this research, was report the role of glycinebetaine (GB) in attenuating the adverse impacts of salt stress in African marigold plant, along with their anti-oxidative capacities and biochemical attributes. The salt stressed African marigold (100 and 150 mM NaCl) was treated with GB at 200 mM, beside untreated control plants. According to the obtained results, the growth characters were negatively in salt stressed plants but a mitigate impact of GB were observed in this respect. Obviously, the morphological as well as some physiological characters were reduced with salinity treatments while GB treatment reverses these effects. Overall, the alleviate impact of GB on the negative impact of salt stress was enhanced through improving total phenolic and antioxidant enzyme activity. Further, it is concluded that GB concentration induces the activities of antioxidative enzymes which scavenged ROS increased under saline conditions.

O Tagetes, da família Composite, é um dos gêneros mais apreciados de plantas de floricultura. Portanto, é de particular interesse examinar a tolerância ao sal desta planta de substrato e corante. Nesta pesquisa, foi relatado o papel da glicinebetaína (GB) na atenuação dos impactos adversos do estresse salino na calêndula africana, juntamente com suas capacidades antioxidantes e atributos bioquímicos. A calêndula africana estressada com sal (NaCl 100 e 150 mM) foi tratada com GB a 200 mM, ao lado de plantas de controle não tratadas. De acordo com os resultados obtidos, os caracteres de crescimento foram negativos em plantas estressadas por sal, mas um impacto mitigado de GB foi observado neste aspecto. Obviamente, os caracteres morfológicos e fisiológicos foram reduzidos com os tratamentos de salinidade, enquanto o tratamento com GB reverteu esses efeitos. No geral, o impacto de alívio do GB no impacto negativo do estresse salino foi aprimorado através da melhoria da atividade das enzimas fenólicas e antioxidantes totais. Além disso, conclui-se que a concentração de GB induz as atividades de enzimas antioxidantes que sequestraram ROS aumentadas em condições salinas.

Influence of foliar application of glycinebetaine on Tagetes erecta L yield cultivated under salinity conditions

Abstract Tagetes genus of Composite family consider one of the most favorite floriculture plants. Therefore, of particular interest examine the salt tolerance of this bedding and coloring agent plant. In this research, was report the role of glycinebetaine (GB) in attenuating the adverse impacts of salt stress in African marigold plant, along with their anti-oxidative capacities and biochemical attributes. The salt stressed African marigold (100 and 150 mM NaCl) was treated with GB at 200 mM, beside untreated control plants. According to the obtained results, the growth characters were negatively in salt stressed plants but a mitigate impact of GB were observed in this respect. Obviously, the morphological as well as some physiological characters were reduced with salinity treatments while GB treatment reverses these effects. Overall, the alleviate impact of GB on the negative impact of salt stress was enhanced through improving total phenolic and antioxidant enzyme activity. Further, it is concluded that GB concentration induces the activities of antioxidative enzymes which scavenged ROS increased under saline conditions.

Resumo O Tagetes, da família Composite, é um dos gêneros mais apreciados de plantas de floricultura. Portanto, é de particular interesse examinar a tolerância ao sal desta planta de substrato e corante. Nesta pesquisa, foi relatado o papel da glicinebetaína (GB) na atenuação dos impactos adversos do estresse salino na calêndula africana, juntamente com suas capacidades antioxidantes e atributos bioquímicos. A calêndula africana estressada com sal (NaCl 100 e 150 mM) foi tratada com GB a 200 mM, ao lado de plantas de controle não tratadas. De acordo com os resultados obtidos, os caracteres de crescimento foram negativos em plantas estressadas por sal, mas um impacto mitigado de GB foi observado neste aspecto. Obviamente, os caracteres morfológicos e fisiológicos foram reduzidos com os tratamentos de salinidade, enquanto o tratamento com GB reverteu esses efeitos. No geral, o impacto de alívio do GB no impacto negativo do estresse salino foi aprimorado através da melhoria da atividade das enzimas fenólicas e antioxidantes totais. Além disso, conclui-se que a concentração de GB induz as atividades de enzimas antioxidantes que sequestraram ROS aumentadas em condições salinas.

Producción de astaxantina bajo factores de estrés utilizando un biorreactor a escala de laboratorio de 5 L / Astaxanthin production under stress factors using a 5L laboratory scale bioreactor / Astaxanthin production under stress factors using a 5L laboratory scale bioreactor

Resumen Introducción. Haematococcus pluvialis es una microalga que produce astaxantina, un beta-caroteno y antioxidante muy usado en la industria. Para obtener una mayor producción de astaxantina se planteó como objetivo utilizar diferentes factores de estrés, en un biorreactor a escala de laboratorio de 5 litros. Metodología. Se cultivó la microalga en el medio RM, pH 6,8, temperatura 20±2°C, aire filtrado, iluminación con lámparas blancas 20h luz/4h oscuridad, irradianza 70 μE m-2s-1, diferentes concentraciones de acetato de sodio y cloruro de sodio. Se determinó crecimiento celular, cambios morfológicos y cuantificación de astaxantina y clorofila por espectrofotometría. Se realizó un análisis estadístico utilizando ANOVA (95%). Resultados. Utilizando 0,299 mg/L de acetato de sodio se obtuvo un crecimiento celular de 2,0 x 104 Cel/mL y una concentración de astaxantina de 2,530 μg/mL, mientras que con 1,6 mg/L de acetato de sodio el crecimiento celular fue de 3,5 x 104 Cel/mL y una concentración de astaxantina de 1,9 μg/ml. El tratamiento al cual se le adicionó 1,6 g/L de acetato de sodio y 6,4 g/L de cloruro de sodio presentó la mayor producción astaxantina 7,3 μg/ml. El tratamiento con acetato de sodio 0,320 g/L + cloruro de sodio 1,28 g/L presentó el mayor crecimiento celular con 1,64x105 células/ml. Conclusión. Esta investigación destaca la importancia de cultivar inicialmente la microalga utilizando el biorreactor Tecferm de 5 litros y después de su fase exponencial someterla a factores de estrés con acetato de sodio y cloruro de sodio lográndose así la mayor producción de astaxantina 7,325 μg/ml.

Abstract Introduction. Haematococcuspluvialis is a microalgae that produces astaxanthin, a beta-carotene and antioxidant widely used in industry. In order to obtain a higher production of astaxanthin, the objective was to use different stress factors, in a 5-liter laboratory-scale bioreactor. Methodology. The microalgae was cultivated in the RM medium, pH 6.8, temperature 20 ± 2°C, filtered air, illumination with white lamps 20h light/4h darkness, irradiance 70 μE m-2s-1, different concentrations of sodium acetate and chloride of sodium. Cell growth, morphological changes and quantification of astaxanthin and chlorophyll were determined by spectrophotometry. Statistical analysis was performed using ANOVA (95%). Results. Using 0.299 mg/L of sodium acetate a cell growth of 2.0 x 104 Cel/mL and an astaxanthin concentration of 2.530 μg/mL were obtained, while with 1.6 mg/L of sodium acetate the cell growth It was 3.5 x 104 Cel/mL and an astaxanthin concentration of 1.9 μg/mL. The treatment to which 1.6 g L of sodium acetate and 6.4 g/L of sodium chloride were added showed the highest astaxanthin production, 7.3 μg/ml. Treatment with 0.320 g/L sodium acetate + 1.28 g/L sodium chloride showed the highest cell growth with 1.64x105 cells/ml. Conclusion. This research highlights the importance of initially cultivating the microalgae using the 5-liter Tecferm bioreactor and, after its exponential phase, subjecting it to stress factors with sodium acetate and sodium chloride, thus achieving the highest production of 7.325 μg/ml astaxanthin.

Effect of climato-environmental parameters on chlorophyll a concentration in the lower Ganga basin, India / Efecto de los parámetros climáticos ambientales sobre la concentración de clorofila a en la cuenca baja del Ganges, India

Introduction: Chlorophyll a concentration proxies the phytoplankton biomass which directly involves in signifying the production functions of aquatic ecosystem. Thus, it is imperative to understand their spatio-temporal kinetics in lotic environment with reference to regional climatic variabilities in the tropical inland waters. Objective: In-situ studies were conducted to examine the changes in phytoplankton biomass in lower Ganga basin as influenced by various environmental parameters under regional climatic variability during 2014-2016. Methods: Firstly, the most key influential environmental parameters on riverine Chl-a concentration were determined. Then the direct cascading effect of changing climatic variables on key environmental parameters were derived through modeling and quantified probable changes in mean Chl-a concentration in the lower stretch of river. Results: Only five environmental parameters namely water temperature, total dissolved solid, salinity, total alkalinity and pH were key factors influencing Chl-a (Multiple R2: 0.638, P < 0.05). Present estimates indicate that if the present rate of regional climatic variability over the last 3 decades (mean air temperature + 0.24 °C, total annual rainfall -196.3 mm) remain consistent over the next three decades (2015-2045), an increase in mean Chl-a by + 170 µgL-1 may likely be expected grossly reaching about 475.94 µg L-1 by the year 2045 or more. Conclusions: The present study is first such comprehending a gross hint towards the probable ecosystem response with an alternative model based methodology in data-deficient situations. Subsequently, the output would also be of great benefit for increase water governance and developing strategy protocol for sustainable water management for greater ecosystem services.

Introducción: La concentración de clorofila a representa la biomasa de fitoplancton la cual influye directamente en las funciones de producción de los ecosistemas acuáticos. Por lo tanto, es imperativo comprender su cinética espacio-temporal en el ambiente lótico con respecto a las variabilidades climáticas regionales en las aguas continentales tropicales. Objetivo: Se realizaron estudios in situ para examinar la influencia de varios parámetros ambientales en la biomasa del fitoplancton en la cuenca baja del Ganges durante 2014-2016. Métodos: En primer lugar, se determinaron los parámetros ambientales más influyentes en la concentración de Chl-a fluvial. Luego, el efecto directo en cascada de las variables climáticas sobre los parámetros ambientales clave, mediante el modelado y los cambios en la concentración media de Chl-a en el tramo inferior del río. Resultados: Solo cinco parámetros ambientales, entre ellos, temperatura del agua, sólidos disueltos totales, salinidad, alcalinidad total y pH, fueron factores clave que influyeron en la Chl-a (R2 múltiple: 0.638, P < 0.05). Las estimaciones actuales indican que si la tasa actual de variabilidad climática regional durante las últimas 3 décadas (temperatura media del aire + 0.24 °C, precipitación total anual -196.3 mm) permanece constante durante las próximas tres décadas (2015-2045), se presente un aumento en el promedio de la Chl-a en +170 µgL-1 y alcance aproximadamente 475.94 µgL-1 para el 2045 o más. Conclusiones: Este estudio presenta una metodología basada en modelos alternativos en situaciones de escasez de datos, la información generada también podría contribuir a mejorar la gobernanza del agua y a desarrollar un protocolo para la gestión sostenible del agua y de esta manera mejorar los servicios ecosistémicos.

Physiological changes in Solanum lycopersicum L. in the presence of root-knot nematodes and salicylic acid / Alterações fisiológicas em Solanum lycopersicum L. na presença de nematóides das galhas e ácido salicílico

Nematodes of the genus Meloidogyne spp. are one of the tomato culture's main pathogens. According to their soil infestation level, physiological changes may occur. Consequently, it is extremely important to employ given products to minimize their effect. A feasible option is the salicylic acid, a phytohormone that can induce into resistance due to its ability to increase the production level of some pathogenicity proteins. Therefore, the purpose hereof was to assess the effect of salicylic acid on the physiology of tomato plants subject to different populational densities of Meloidogyne javanica. The design employed was one of randomized blocks, in an incomplete factorial scheme, using the Box Central Compound (BCC) matrix with five nematode populational densities (PD) (0; 5815; 20000; 34184; and 40000 eggs per plant) and five salicylic acid doses (0.0; 0.29; 1.0; 1.71; and 2.0 mM), with four repetitions and two plants per experimental patch. The gas exchanges, fluorescence, and chlorophyll levels were evaluated 45 days after the transplant and soil infestation. The data were submitted for analysis of variance through the F test and, in the significance cases, the polynomial regression analysis was performed. For stomatal conductance, a greater reduction was seen at the PD of 21755 eggs per plant, a fact that might have decreased the liquid assimilation of CO2 and the efficiency of carboxylation. The salicylic acid (SA) affected the CO2 liquid assimilation and the efficiency of carboxylation. The infestation of M. javanica in tomato plants negatively affected the gas exchange and the chlorophyll levels because the SA application did not mitigate the negative effect thereof.

Os nematoides do gênero Meloidogyne spp. são um dos principais patógenos na cultura do tomate, podendo causar alterações fisiológicas em função do nível de infestação do solo. O uso de produtos que minimize seus efeitos é de suma importância, nesse sentido, o ácido salicílico pode ser uma alternativa viável, visto que, esse fitormônio pode induzir a resistência devido à capacidade de proporcionar um aumento na produção de algumas proteínas de patogenicidade. Com isso, objetivou-se avaliar o efeito do ácido salicílico na fisiologia do tomateiro submetido a diferentes densidades populacionais de Meloidogyne javanica. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial incompleto, utilizando-se a matriz Composto Central de Box (CCB) com cinco densidades populacionais (DP) de nematoides (0; 5815; 20000; 34184 e 40000 ovos por planta) e cinco doses de ácido salicílico (0,0; 0,29; 1,0; 1,71 e 2,0 mM), com quatro repetições e duas plantas por parcela experimental. Foram avaliadas as trocas gasosas, fluorescências e índices de clorofilas aos 45 dias após o transplantio e infestação do solo. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e nos casos de significância foi realizada análise de regressão polinomial. Para a condutância estomática, observou-se uma maior redução na DP de 21755 ovos por planta, fato que pode ter ocasionado reduções na assimilação líquida de CO2 e na eficiência de carboxilação. O ácido salicílico (AS) influenciou na assimilação líquida de CO2 e eficiência de carboxilação. A infestação por M. javanica em plantas de tomateiro influenciou negativamente nas trocas gasosas e nos teores de clorofila, sendo que a aplicação do AS não atenuou os efeitos negativos desses patógenos.

Leaf application of chitosan and physiological evaluation of maize hybrids contrasting for drought tolerance under water restriction / Aplicação foliar de quitosana e avaliação fisiológica de híbridos de milho contrastantes para tolerância à seca sob restrição hídrica

Abstract It is a fact that the regions that cultivate the most maize crop do not have fully adequate technologies to measure productivity losses caused by irregularities in water availability. The objective of this study was to evaluate the physiological characteristics of maize hybrids tolerant (DKB 390) and sensitive (BRS 1030) to drought, at V5 growth stage and under water restriction, in order to understand the mechanisms involved in the induction of tolerance to drought by chitosan in contrasting maize genotypes. Plants were cultivated in pots at a greenhouse, and chitosan 100 ppm was applied by leaf spraying. The water restriction was imposed for 10 days and then leaf gaseous exchange and chlorophyll fluorescence were evaluated. The tolerant hybrid (DKB 390) showed higher photosynthesis, stomatal conductance, carboxylation efficiency, electron transport rate, and non-photochemical quenching when chitosan was used. Plants from tolerant genotype treated with chitosan were more tolerant to water stress because there were more responsive to the biopolymer.

Resumo As regiões que cultivam milho como cultura principal ainda não possuem tecnologias adequadas para mensurar as perdas na produtividade decorrentes na disponibilidade irregular de água. O objetivo desse estudo foi avaliar as características fisiológicas de híbridos de milho tolerante (DKB 390) e sensível (BRS1030) à seca, no estádio de crescimento V5 e sob restrição hídrica, para compreender os mecanismos envolvidos na indução de tolerância à seca pela quitosana em genótipos contrastantes. As plantas foram cultivadas vasos na casa de vegetação e a quitosana 100 ppm foi aplicada por pulverização foliar. A restrição hídrica durou 10 dias e foram avaliadas as trocas gasosas e a fluorescência da clorofila. O híbrido tolerante (DKB 390) apresentou maior fotossíntese, condutância estomática, eficiência de carboxilação, taxa de transporte de elétrons e quenching não fotoquímico quando aplicada a quitosana. As plantas do genótipo tolerante tratadas com quitosana foram mais tolerantes ao déficit hídrico porque foram mais responsivas ao biopolímero.

Gas exchange in Massai grass fertilized with nitrogen and grazed by sheep / Trocas gasosas em capim-massai adubado com nitrogênio e pastejado por ovinos

The knowledge of gas exchanges in forage plants is essential for a better understanding of the process of forage biomass production in pasture. This study evaluated the gas exchange in massai grass fertilized with increasing levels of nitrogen fertilizer (control - without nitrogen fertilizer; 400; 800 and 1200 kg ha-1year-1) and under rotational grazing by sheep, in a completely randomized design with repeated measures in time. The rest period was approximately 1.5 new leaves per tiller, as determined in the pre-test at the beginning of the experiment, providing interval of 22; 18; 16 and 13 days for the levels 0.0 - control; 400; 800 and 1200 kg ha-1 year-1 nitrogen, respectively. The animals used to lower the sward height to the recommended residual height were sheep (½ Morada Nova x ½ undefined breed), placed in paddocks of 42.3 m2. As the animals grazed, the height of the sward was monitored with a ruler until the canopy reached the recommended residual height of approximately 15 cm, corresponding to the residual LAI of exit of the animals from the paddock at approximately 1.5, as determined in a pre-test to set up the experiment. The variables stomatal conductance, leaf photosynthesis rate, leaf carbon dioxide concentration, photosynthesis/transpiration ratio, chlorophyll relative index and nitrogen sufficiency index revealed a positive linear response to nitrogen fertilization. Nitrogen fertilization level at 1200 kg ha-1year-1 caused an increment of 92.3% in leaf photosynthesis rate in relation to the control. The leaf temperature and photosynthesis/conductance ratio were reduced with increasing nitrogen levels. The leaf transpiration showed a quadratic response with maximum point with increasing nitrogen levels. Nitrogen fertilization favor the gas exchange in massai grass up to the last level tested.

O conhecimento das trocas gasosas em plantas forrageiras é essencial para melhor entendimento de como ocorre o processo de produção de biomassa de forragem na pastagem. Objetivou-se avaliar as trocas gasosas no capim-massai submetido a crescentes doses de nitrogênio (controle - sem nitrogênio; 400; 800 e 1200 kg ha-1 ano-1) e sob lotação rotativa com ovinos, num delineamento inteiramente casualizado com medidas repetidas no tempo. O período de descanso adotado foi de aproximadamente 1,5 novas folhas por perfilho, conforme determinação em pré-ensaio quando do início da instalação do experimento, propiciando um intervalo de 22; 18; 16 e 13 dias para as doses 0,0 ­ controle; 400; 800 e 1200 kg ha-1 ano-1 de nitrogênio, respectivamente. Os animais utilizados para rebaixamento do pasto até a altura residual preconizada foram ovinos (½ Morada Nova x ½ SPRD), alocados em piquetes de 42,3 m2. À medida que os animais pastejavam, a altura do pasto foi monitorada com auxílio de uma régua, até que o dossel atingisse a altura residual preconizada de aproximadamente 15 cm, correspondendo ao IAF residual de saída dos animais do piquete de aproximadamente 1,5, conforme determinação em pré-ensaio para instalação do experimento. As variáveis: condutância estomática, taxa de fotossíntese foliar, concentração interna de CO2, relação fotossíntese/transpiração, índice relativo de clorofila e índice de suficiência de nitrogênio responderam de forma linear crescente ao incremento nas doses de nitrogênio. Verificou-se aumento de 92,3% na taxa de fotossíntese para a dose de N de 1200 kg ha-1 ano-1 em relação à ausência de nitrogênio. A temperatura da folha e a relação fotossíntese/condutância foram reduzidas com o aumento das doses de nitrogênio. A adubação nitrogenada proporcionou resposta quadrática com ponto de máximo sobre a taxa de transpiração foliar. A adubação nitrogenada favorece as trocas gasosas em capim-massai até a última dose estudada.

Efecto de la interacción luz-agua sobre la fotosíntesis de la Vanilla planifolia (Orchidaceae)

Introducción: La vainilla (Vanilla planifolia Andrews) es una planta CAM de gran importancia económica en el mercado mundial de saborizantes y aromatizantes. Por ser una planta hemiepífita que inicialmente crece en el sotobosque sombreado y posteriormente asciende hasta el dosel, se aclimata a diferentes condiciones de radiación y humedad. La posibilidad de extender su cultivo a zonas secas donde sea menor la incidencia de enfermedades, dependerá de su respuesta a períodos prolongados de sequía. Objetivo: Evaluar los efectos de la interacción entre la radiación y la humedad sobre los parámetros de la fotosíntesis y funcionamiento del CAM de plantas de vainilla en sus fases iniciales de desarrollo vegetativo, y determinar si las condiciones de radiación en las que crece la planta pueden ayudar a moderar los efectos negativos de la sequía. Métodos: Se evaluaron plantas de vainilla que crecieron con riego durante 18 meses en casetas con iluminación relativa (IR) de 8, 17, 31 y 67 %; posteriormente se suspendió el riego y se fueron deshidratando durante 94 días hasta alcanzar un contenido de humedad crítico (contenido hídrico relativo, CHR ≤ 50 %), y finalmente se reinició el riego durante 22 días; se evaluó el efecto de estos procesos sobre la asimilación de CO2, la acidez titulable y la eficiencia cuántica del Fotosistema II (Fv/Fm). Resultados: Bajo condiciones intermedias de IR (17 % y 31 %), la asimilación de CO2 y laacumulación nocturna de ácidos orgánicos presentaron la menor afectación por el déficit hídrico, así como la mejor recuperación luego de la rehidratación. El CHR se vio más afectado por la disponibilidad de agua en el tejido vegetal, mientras que Fv/Fm lo fue por el ambiente de radiación. Los efectos combinados de estrés hídrico y alta radiación ocasionaron daños irreversibles en la fotosíntesis para el tratamiento de IR de 67 %. Conclusiones: En las plantas de vainilla, el impacto negativo de la sequía sobre los parámetros de la fotosíntesis fue mayor en alta radiación; sin embargo, en condiciones de baja radiación también aumentó la susceptibilidad de las plantas a la sequía, en comparación con los ambientes de radiación intermedia, en los cuales la densidad de flujo de fotones media fue de 340 μmol m-2 seg-1 (17 % de IR) y 620 μmol m-2 seg-1 (31 % de IR). Estos resultados sugieren el potencial de cultivar vainilla en zonas con sequía estacional bajo sistemas productivos de baja tecnificación, manteniendo estas condiciones de radiación.

Introduction: Vanilla planifolia Andrews is a CAM plant of economic importance in the global market of flavorings and essences. Being a hemiepiphyte which initially grows in the shady understory and later climbs to the canopy, it acclimates to different conditions of radiation and humidity. The possibility of extending this crop to dry areas where the incidence of diseases is lower will depend on the response to prolonged periods of drought. Objective: To evaluate the effects of the interaction of radiation and humidity on the parameters of photosynthesis and operation of CAM of vanilla plants, and to determine if the radiation environment could help to moderate the negative effects of drought. Methods: We evaluated well-watered vanilla plants grown for 18 months in relative illumination (RI) of 8, 17, 31 and 67 %, which underwent dehydration for 94 days until reaching critical water content (relative water content, RWC < 50 %) and then rehydration for 22 days; variables evaluated were: CO2 assimilation, titratable acidity, and quantum efficiency of Photosystem II (Fv / Fm). Results: Under intermediate conditions of radiation (17 % and 31 % RI), CO2 assimilation and nocturnal accumulation of organic acids were less affected by water deficit and also showed the best recovery after rehydration. The RWC was most affected by the water available in plant tissue, while Fv / Fm was affected by radiation. The combined effects of water stress and high radiation caused irreversible damage to photosynthesis for the 67 % RI treatment. Conclusions: In vanilla plants, the negative impact of drought on photosynthetic parameters was greater in high radiation; however, in low radiation conditions the susceptibility of plants to drought also increased, as compared to intermediate radiation environments, which were under a mean photon flux density of 340 µmol m-2 s-1 (17 % IR) and 620 µmol m-2 s-1 (31 % IR). These results suggest the potential for growing vanilla in areas with seasonal drought under low-tech production systems, maintaining these radiation conditions.

Chlorophyll content for millet leaf using hyperspectral imaging and an attention-convolutional neural network / Estimativa do teor de clorofila para folhas de milheto usando imagens hiperespectrais e uma rede neural atenção-convolucional

ABSTRACT: Chlorophyll is a major factor affecting photosynthesis; and consequently, crop growth and yield. In this study, we devised a chlorophyll-content detection model for millet leaves in different stages of growth based on hyperspectral data. The hyperspectral images of millet leaves were obtained under a wavelength range of 380-1000 nm using a hyperspectral imager. Threshold segmentation was performed with near-infrared (NIR) reflectance and normalized difference vegetation index (NDVI) to intelligently acquire the regions of interest (ROI). Furthermore, raw spectral data were preprocessed using multivariate scatter correction (MSC). A correlation coefficient-successive projections algorithm (CC-SPA) was used to extract the characteristic wavelengths, and the characteristic parameters were extracted based on the spectral and image information. A partial least squares regression (PLSR) prediction model was established based on the single characteristic parameter and multi-characteristic parameter fusion. The determination coefficient (Rv 2) and the root-mean-square error (RMSEv) of the validation set for the multi-characteristic parameter fusion model were reported to be 0.813 and 1.766, respectively, which are higher than those obtained by the single characteristic parameter model. Based on the multi-characteristic parameter fusion, an attention-convolutional neural network (attention-CNN) (Rv 2 = 0.839, RMSEv = 1.451, RPD = 2.355) was established, which is more effective than the PLSR (Rv 2 = 0.813, RMSEv = 1.766, RPD = 2.167) and least squares support vector machine (LS-SVM) models (Rv 2 = 0.806, RMSEv = 1.576, RPD = 2.061). These results indicated that the combination of hyperspectral imaging and attention-CNN is beneficial to the application of nutrient element monitoring of crops.

RESUMO: A clorofila é um fator importante que afeta a fotossíntese e, consequentemente, o crescimento e o rendimento das culturas. Neste estudo, um modelo de detecção de conteúdo de clorofila é construído para folhas de milheto em diferentes estágios de crescimento, com base em dados hiperespectrais. As imagens hiperespectrais dos diferentes estágios de crescimento das folhas de milheto foram obtidas para 380-1000 nm, utilizando um gerador de imagens hiperespectrais. Uma segmentação de limiar foi realizada com refletância no infravermelho próximo (NIR) e índice de vegetação com diferença normalizada (NDVI) para adquirir de forma inteligente as regiões de interesse (ROI). Além disso, os dados espectrais brutos foram pré-processados usando o método de correção de dispersão multivariada (MSC). Um algoritmo de projeção de coeficiente de correlação sucessivo (CC-SPA) foi utilizado para extrair os comprimentos de onda característicos, e os parâmetros característicos foram extraídos com base nas informações espectrais e de imagem. O modelo de previsão de regressão parcial dos mínimos quadrados (PLSR) foi estabelecido com base nos parâmetros de característica única e na fusão de parâmetros de característica múltipla. O coeficiente de determinação (Rv2) e o erro quadrático médio da raiz (RMSEv) do conjunto de validação para o modelo de fusão de parâmetros com várias características foram obtidos como 0,813 e 1,766, sendo melhores do que os do modelo de parâmetro de característica única. Com base na fusão de parâmetros com várias características, foi estabelecida uma rede neural atenção-convolucional (atenção-CNN) (Rv2 = 0,839, RMSEv = 1,451, RPD = 2,355) mais eficaz que o PLSR (Rv2 = 0,813, RMSEv = 1,766, RPD = 2,167) e mínimos quadrados que suportam modelos de máquina de vetores (LS-SVM) (Rv2 = 0,806, RMSEv = 1,576, RPD = 2,061). Estes resultados indicam que o modelo atenção-CNN atinge uma previsão efetiva do teor de clorofila nas folhas de milheto usando os dados hiperespectrais. Além disso, esta pesquisa demonstra que a combinação de imagens hiperespectrais e a atenção-CNN se mostra benéfica para a aplicação do monitoramento dos elementos nutricionais das culturas.

An efficient antioxidant system is associated with lower photosynthesis photoinhibition and greater toleranc e to drought in sugarcane cultivars / Um eficiente sistema antioxidante está associado a menor fotoinibição da fotossíntese e maior tolerância à seca em cultivares de cana-de-açúcar

The occurrence of seasonal droughts is one of the main factors that limit the sugarcane ratoon cycles, compromising sugarcane field longevity. The aim of this study was to evaluate the biochemical responses of sugarcane cultivars to drought stress in ratoon crop. Six cultivars were used: RB72910, RB99382, RB72454, RB92579, RB855536 and RB931011, and three water regimes based on soil available water content(SAWC) and defined as: control, 80 to 100% (SAWC); moderate water stress, 40 to 60% (SAWC), and severewater stress, 0 to 20% (SAWC). Cultivar RB72454 was most sensitive to water deficit. When under stress, this cultivar showed an increased production of hydrogen peroxide, but without concomitant increase in the activity of the antioxidant enzymes ascorbate peroxidase, catalase and superoxide dismutase. Oxidative stress led to lipid peroxidation and chlorophyll degradation, resulting in higher photochemical photoinhibition. On the other hand, cultivar RB92579 was the most tolerant to drought, with increased activity of antioxidant enzymes, which led to low lipid peroxidation, maintenance of photosynthetic pigments and photochemical activity. The antioxidant defense system triggered by ascorbate peroxidase, catalase and superoxide dismutase enzymes appears to be a key protection factor to photochemical complexes of chloroplast of sugarcane plants under water stress. The increase in the antioxidant system as well as the maintenance of photosynthetic pigments and cell membranes served as important criteria to indicate cultivars more tolerant to drought stress.

A ocorrência de secas sazonais é um dos principais fatores que limitam a longevidade do canavial. Esse trabalho teve como objetivo avaliar as respostas bioquímicas de cultivares de cana-de-açúcar em seu segundo ciclo de cultivo a condições de estresse hídrico. Para tanto, foram utilizadas seis cultivares: RB72910, RB99382, RB72454, RB92579, RB855536 e RB931011, e três regimes hídricos, baseado na capacidade de água disponível (CAD) e definidos como: controle, 80 a 100% (CAD); estresse hídrico moderado, 40 a 60% (CAD), e estresse hídrico severo, 0 a 20% (CAD). A cultivar RB72454 se mostrou a mais sensível ao déficit hídrico. Essa cultivar mostrou aumento na produção de peróxido de hidrogênio, mas sem aumento concomitante das enzimas antioxidantes ascorbato peroxidase, catalase e superóxido dismutase. Esse estresse oxidativo levou a peroxidação de lipídeos das membranas e degradação das clorofilas, resultando na diminuição da eficiência fotoquímica do PSII. Por outro lado, a cultivar RB92579 foi a mais tolerante à seca, com aumento de atividade das enzimas antioxidantes, que levou a baixa peroxidação de lipídeos, manutenção dos pigmentos fotossintéticos e da eficiência fotoquímica do PSII. O sistema de defesa antioxidante desencadeado pelas enzimas ascorbato peroxidase, catalase e superóxido dismutase parece ser o fator chave de proteção à fotoinibição de plantas de cana-de-açúcar sob estresse hídrico. O aumento do sistema antioxidante, bem como a manutenção dos pigmentos fotossintéticos e das membranas celulares serviram como critérios importantes para indicar cultivares mais tolerantes ao estresse hídrico.

Combined effect of pseudomonas sp. and trichoderma aureoviride on lettuce growth promotion / Efeito combinado de Pseudomonas sp. e Trichoderma aureoviride na promoção do crescimento de alface

Plant growth promotion by microorganisms may be a viable alternative to increase lettuce production through pathogens control and nutrients absorption increase. Trichoderma and Pseudomonasgenus are examples of widely studied microorganisms with the capacity to promote plant growth. However, there are still gaps regarding the action of the combined effect of these two microorganisms. Therefore, the objective of this study was to evaluate the combined effect of Pseudomonas sp. UAGF14 and Trichoderma aureoviride URM5158 on the development of lettuce plants. The experimental design was completely randomized, with five treatments: CONT (control), CM (soil with organic fertilization), CMB (soil withorganic fertilization and Pseudomonas sp.), CMF (soil with organic fertilization and T. aureoviride), and CMFB (soil with organic fertilization, Pseudomonas sp. and T. aureoviride), with ten repetitions. At 30, 40 and 60 days after sowing, the following parameters were analyzed: plant and canopy height and number of leaves. At 60 days after emergence, shoot dry matter, leaf area, root dry matter, root length and chlorophyll were analyzed. Catalase, peroxidase and polyphenol oxidase enzymatic activity were determined. The CMFB treatment had the highest means of lettuce growth promotion, confirming the synergistic effect of the combination of the two microorganism types, as it increased height, canopy, shoot and root dry matter, and chlorophyll levels compared to CONT, although did not differ from CM in some variables. Enzymatic activity was also influenced by the action of these microorganisms combined, evidencing by polyphenol oxidase increase. The CMFB or CM were efficient in promoting lettuce growth, showing positive response to the plant morphological and physiological characteristics. However, few responses were observed in lettuce plant growth in the first cycle evaluated after 60 days, compared CM and CMFB treatments, but both treatments showed superiority in lettuce plant growth submitted to CONT treatment. Therefore, further studies are needed to estimate the long-term effects of combined effect of Pseudomonas sp. UAGF14 and T. aureoviride URM5158 on crop productivity in field conditions.

A promoção do crescimento das plantas por micro-organismos pode ser uma alternativa viável para aumentar a produção de alface através de controle de patógenos e aumento da absorção de nutrientes. O gênero fúngico Trichoderma e o gênero bacteriano Pseudomonas são exemplos de micro-organismos amplamente estudados com capacidade para promover o crescimento da planta. No entanto, ainda existem lacunas quanto à ação do efeito combinado desses dois micro-organismos. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito combinado de Pseudomonas UAGF14 e Trichoderma aureoviride URM5158 sobre o desenvolvimento de plantas de alface. O delineamento experimental foi completamente casualizados, com cinco tratamentos: CONT (controle, sem fertilização orgânica), CM (solo com fertilização orgânica), CMB (solo com fertilização orgânicae Pseudomonas sp.), CMF (solo com fertilização orgânica e T. aureoviride) e CMFB (solo com fertilização orgânica, Pseudomonas sp. e T. aureoviride), com dez repetições. Aos 30, 40 e 60 dias após a semeadura, foram analisados os seguintes parâmetros: altura da planta e dossel e número de folhas. Aos 60 dias após a emergência, a matéria seca da parte aérea, a área foliar, a massa seca das raízes, o comprimento radicular e a clorofila foram analisados. Catalase, peroxidase e atividade enzimática da polifenol oxidase foram determinadas. O CMFB apresentou o maior crescimento de alface, confirmando o efeito benéfico da combinação dos dois tipos de micro-organismos com a planta, na medida em que aumentou a altura, o dossel, a matéria seca da parte aérea e da raiz, e os níveis de clorofila em relação ao CONT, embora não tenha diferido do CM em algumas variáveis. As atividades enzimáticas também foram influenciadas pela ação desses micro-organismos combinados, evidenciada pelo aumento de polifenol oxidase. O CMFB ou CM foram eficientes na promoção do crescimento da alface, mostrando respostas positivas às características morfológicas e fisiológicas. Entretanto, poucas respostas foram observadas no crescimento da alface noprimeiro ciclo da planta avaliado depois de 60 dias, comparando os tratamentos CM e CMFB, mas ambos tratamentos mostraram superioridade em relação ao crescimento das plantas de alface submetidas ao tratamento controle. Por isso, são necessários futuros estudos para estimar à longo prazo o efeito combinado de Pseudomonas sp. UAGF14 e Trichoderma aureoviride URM5158 na produção de cultura em condições de campo.

Structural, histochemical and photosynthetic profiles of galls induced by Eugeniamyia dispar (Diptera: Cecidomyiidae) on the leaves of Eugenia uniflora (Myrtaceae) / Perfiles estructurales, histoquímicos y fotosintéticos de las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar (Diptera: Cecidomyiidae) en las hojas de Eugenia uniflora (Myrtaceae)

Abstract Gall-inducing insects manipulate the structural, histochemical and physiological profiles of host-plant tissues to develop galls. We evaluated galls induced by Eugeniamyia dispar on the leaves of Eugenia uniflora in an attempt to answer the following questions: (i) How does this gall-inducing insect change the structural and histochemical profiles of the host-plant organ? (ii) Despite structural changes, can gall tissues maintain photosynthetic activity? Starch, proteins, reducing sugars and reactive oxygen species were detected mainly in the nutritive tissue surrounding the larval chamber. Despite structural changes, the galls induced by E. dispar on E. uniflora retain chlorophyllous tissue, although its amount and photosynthetic activity are less than that of non-galled leaves. This reduced photosynthetic activity, in association with the presence of large intercellular spaces, could improve gas diffusion and, consequently, avoid hypoxia and hypercarbia in gall tissue.(AU)

Resumen Los insectos que inducen las agallas manipulan los perfiles estructurales, histoquímicos y fisiológicos de los tejidos de la planta hospedera para su desarrollo. Nosotros evaluamos las agallas inducidas por Eugeniamyia dispar en las hojas de Eugenia uniflora en un intento de responder las siguientes preguntas: (i) ¿Cómo este insecto inductor de agallas cambia los perfiles estructurales e histoquímicos en el órgano de la planta hospedera? (ii) A pesar de las modificaciones estructurales, ¿pueden los tejidos de la agalla mantener la actividad fotosintética? El almidón, las proteínas, los azúcares reductores y las especies reactivas de oxígeno se detectaron principalmente en la capa de tejido nutritivo que rodea a la cavidad larval. A pesar de las modificaciones estructurales, las agallas inducidas por E. dispar en E. uniflora retienen su tejido clorofílico, aunque su cantidad y actividad fotosintética son menores que en las hojas no agalladas. Esta actividad fotosintética reducida, asociado a la presencia de grandes espacios intercelulares, pueden mejorar la difusión de gases y, en consecuencia, evitar la hipoxia y la hipercapnia en los tejidos de las agallas.(AU)

Biochemical, physiological and growth changes in response to in vitro salinity in sugarcane / Alterações bioquímicas, fisiológicas e de crescimento em resposta à salinidade in vitro em cana-de-açúcar

Abiotic stresses in plants have aroused great research interest, unceasingly seeking for more productive cultivars under unfavorable cultivation conditions. Water deficiency and soil salinity are the most studied aspects, due to their strong impact on the growth and productivity of plants. The objective of this study was to evaluate accessions of different sugarcane species (Saccharum spp., S. robustum, S. officinarum) regarding tolerance to in vitrosalinity, from changes in physiological, anatomical, biochemical and biometric parameters, to assist in breeding programs. To this end, shoots were used, grown on Murashige and Skoog medium, supplemented with 2% of sucrose and 4 g.L-1Phytagel, in the presence of five concentrations 0, 50, 100, 150, 200 mM NaCl. Shoots length, roots length, shoots number, roots number, fresh weight, dry weight, proline content in leaves, total chlorophyll content, and morphological changes to the leaf tissue were analyzed. The in vitro growth of accessions Saccharum robustum, Saccharum spp. and Saccharum officinarum are affected by salinity induced by NaCl. The proline accumulation and chlorophyll decrease are intensified in Saccharum spp., in addition to changes in cell's anatomy, characterized as more sensitive to salt.(AU)

Os estresses abióticos em plantas têm despertado grande interesse da pesquisa, que tem buscado incessantemente por cultivares mais produtivas sob condições desfavoráveis de cultivo. A deficiência hídrica e a salinidade do solo são os mais estudados, em razão de seu forte impacto sobre o crescimento e a produtividade das plantas. O objetivo deste estudo foi avaliar acessos de diferentes espécies de cana-de-açúcar (Saccharum robustum, Saccharum spp., S. officinarum), quanto a tolerância à salinidade in vitro, a partir de alterações nos parâmetros fisiológicos, anatômicos, bioquímicos e biométricos, para auxiliar em futuros programas de melhoramento. Para tanto foram utilizadas brotações, cultivadas em meio Murashige e Skoog, suplementado com 2% de sacarose e 4 g.L-1 de Phytagel, na presença de cinco concentrações 0, 50, 100, 150, 200 mM de NaCl. Comprimento das brotações e da raiz, número de brotações e de raízes, peso fresco, peso seco, teor de prolina nas folhas, conteúdo de clorofila total e alterações morfológicas dos tecidos foliares foram analisados. O crescimento in vitro dos acessos Saccharum robustum, Saccharum spp. e Saccharum officinarum é afetado pela salinidade induzida por NaCl. O acúmulo de prolina e decréscimo de clorofila é intensificado em Saccharumspp., além de mudança na anatomia de células, caracterizando-se como mais sensível ao sal.(AU)

Growth and physiology of citrus rootstocks under salt stress / Crescimento e fisiologia de porta-enxertos de citros sob estresse salino

In order to study the growth and physiology of citrus rootstocks under saline water irrigation, during formation of rootstocks, an assay was carried out in a factorial scheme, 2 x 6, corresponding to two levels of salinity of the nutrient solution: 0.3 and 4.0 dS m-1 and six genotypes provided by the Citrus Breeding Program of Embrapa Cassava & Fruits-CBP, distributed in randomized block design with three replications. The genotypes were: 1.'Santa Cruz Rangpur' lime (SCRL) (Citrus limonia Osbeck), 2. 'Florida Rough' lemon (FRL) (Citrus jambhiri Lush.), 3. 'Volkamer' lemon (VKL) (C. volkameriana V. Ten. &Pasq.), 4. CSM x SWC- 028, 5. CSM x SWC- 033 and 6.CSM x SWC-041, the last three hybrids of common 'Sunki' mandarin (CSM) [C.sunki (Hayata) hort. ex Tanaka] with 'Swingle' citrumelo (SWC) [C. paradisi Macfad. x Poncirus trifoliata (L.) Raf.]. Nucellar plants from these genotypes were grown in alternative hydroponic system, using Leonard jars. Application of nutrient solution made with saline water started from 90 days after sowing until 120 days, when the growth and physiology parameters of plants were evaluated. Salt stress influenced the growth and physiological parameters in all genotypes. Salt stress did not influence the chlorophyll a fluorescence in the genotypes VKL and CSM x SWC- 041, indicating no damage to the photosynthetic apparatus. The CSM x SWC- 041, 'Santa Cruz Rangpur' lime, 'Florida Rough' lemon and 'Volkamer' lemon are the more tolerant genotypes to salinity based on growth rate.

A fim de estudar o crescimento e a fisiologia de porta-enxertos de citros sob irrigação com água salina, durante a formação de porta-enxertos, realizou-se um ensaio fatorial 2 x 6, correspondente a dois níveis de salinidade da solução nutritiva: 0,3 e 4,0 dS m-1 e seis genótipos fornecidos pelo Programa de Melhoramento de Citros da Embrapa Mandioca & Fruticultura-PMGC, distribuídos em delineamento em blocos casualizados com três repetições. Os genótipos foram: 1. 'limoeiro Cravo Santa Cruz' (LCRSTC) (Citrus limonia Osbeck), 2. 'limoeiro Rugoso da Flórida' (LRF) (Citrus jambhiri Lush.), 3. 'limoeiro Volkameriano' (LVK) (C. Volkameriana V. Ten. & Pasq.), 4. CSM x SWC- 028, 5. CSM x SWC- 033 e 6. CSM x SWC-041, os últimos três híbridos de tangerineira 'Sunki' comum (CSM) [C. sunki (Hayata) hort. Ex Tanaka] com citrumelo 'Swingle' (SWC) [C. Paradisi Macfad. x Poncirus trifoliata (L.) Raf.] Plantas de origem nucelar desses genótipos foram cultivadas em sistema hidropônico alternativo, utilizando vasos Leonard. A aplicação de solução nutritiva feita com água salina iniciou-se a partir de 90 dias após a semeadura até 120 dias, quando foram avaliados os parâmetros de crescimento e fisiologia das plantas. O estresse salino influenciou o crescimento e os parâmetros fisiológicos em todos os genótipos. O estresse salino não influenciou a fluorescência da clorofila a nos genótipos VKL e CSM x SWC-041, indicando não haver danos ao aparelho fotossintético. O CSM x SWC-041, 'limoeiro Cravo Santa Cruz', 'limoeiro Rugoso da Flórida' e 'limoeiro Volkameriano' são os genótipos mais tolerantes à salinidade com base na taxa de crescimento.

Influence of tannery wastewater sludge doses on biometric and chlorophyll fluorescence parameters in conilon coffee / Influence of tannery wastewater sludge doses on biometric and chlorophyll fluorescence parameters in conilon coffee = Influência de doses de lodo de curtume nos parâmetros biométricos e de fluorescência da clorofila em café conilon

Tannery wastewater sludge is an industrial residue that can be used in the pure form or associated to other residues, such as byproduct production from cultivated plants. The objective of the present study was to assess substrate composition for producing conilon coffee stem cuttings, varying increasing tannery wastewater sludge doses. A randomized block design was used with four treatments, three increasing doses of tannery wastewater sludge and one conventional treatment. The stem cuttings were assessed for parameters related to photosystem II functioning and biometry. The results indicated that substrates consisting of tannery wastewater sludge, humus and subsoil promote, in general, improvement in plant growth compared to conventional substrates, highlighting the Dickson quality index. Both chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll contents estimates were not affected by using tannery wastewater sludge in the mixture to formulate substrate for conilon coffee stem cuttings.

O lodo de curtume é um resíduo industrial que pode ser aproveitado de forma pura ou associado a outros resíduos, como na produção de substratos de plantas cultivadas. Neste sentido, o objetivo desse trabalho foi avaliar a composição de substrato para a produção de mudas de café conilon, variando doses crescentes de lodo de curtume. O delineamento utilizado foi em blocos casualizados, com quatro tratamentos, sendo três doses crescentes de lodo e um tratamento convencional. As mudas foram avaliadas em relação aos parâmetros relacionados ao funcionamento do fotossistema II e a biometria. Os resultados indicam que substratos compostos por lodo, húmus e terra de subsolo promoveram, em geral, melhoria no crescimento das mudas quando comparados aos substratos convencionais, destacandose o índice de qualidade de Dickson. Os parâmetros de fluorescência e estimativas do teor de clorofila não foram afetados pela utilização do lodo de curtume na mistura para formulação de substrato de mudas de café conilon.

Respuestas fotosintéticas de cacao cultivado sin sombra a alta y baja radiación en áreas de baja demanda evaporativa / Photosynthetic response to low and high light of cacao growing without shade in an area of low evaporative demand

ABSTRACT Cacao (Theobroma cacao L.) breeding programmes in Ecuador have focused on obtaining high-yield clones with improved disease resistance. Cacao clones should also have photosynthetic characteristics which support increased productivity. Regarding the weather conditions at the coast of Ecuador, where most of the year there are overcasts and low air evaporative demand, there is the possibility to grow cacao without overhead shade. This study focused on the photosynthetic response at two different photosynthetic photon flux densities (PPFD) of Ecuadorian cacao clones. Seven-year old cacao clones were evaluated: eight clones of Nacional type and two commercial clones (CCN 51 and EET 103), used as controls. All clones showed an increase of 35 % on average in net photosynthetic rate (A)with increasing PPFD from the light saturation point for cacao (i.e. 400 μmol m-2 s-1) to high values (1000 μmol 2 s-1). Such light responsiveness in A has not been reported before. Higher A was associated with higher apparent electron transport rate, while high stomatal conductance was maintained under both PPFD conditions. Under high PPFD, low non-photochemical quenching values were found, suggesting low energy dissipation. All clones showed high maximum quantum yields of PSII (Fv/Fm), suggesting the absence of damage of the photochemical system.

RESUMEN Los programas de mejoramiento de cacao (Theobroma cacao L.) en Ecuador se han centrado en la obtención de clones de alto rendimiento con mayor resistencia a las enfermedades. Estos clones también deben tener características fotosintéticas que apoyen una mayor productividad. En las condiciones climáticas en la costa de Ecuador, donde la mayor parte del año hay alta densidad de nubes y baja demanda evaporativa, existe la posibilidad de cultivar cacao sin sombra. Este estudio se centró en la respuesta fotosintética de clones de cacao del Ecuador en dos diferentes densidades de flujo de fotones fotosintéticos (PPFD). Se evaluaron diez clones de cacao de siete años de edad: ocho clones de tipo Nacional recientemente desarrollados por el Instituto Nacional de investigaciones Agropecuarias, y dos clones comerciales utilizados como controles (CCN 51 y EET 103). Todos los clones de cacao mostraron un aumento del 35 % en promedio en la tasa fotosintética neta (A) con el incremento del PPFD desde el punto de saturación de luz para el cacao (400 μmol m -2 s -1) hasta valores altos (1000 μmol m -2 s- 1). Dicha respuesta de A a estas condiciones de luz alta no se ha reportado en cacao. La tasa fotosintética neta se asoció con una mayor velocidad aparente de transporte de electrones (J), mientras que la alta conductancia estomática (gs) se mantuvo en ambas condiciones de PPFD. En condiciones de alto PPFD, se encontraron bajos valores del coeficiente de extinción no fotoquímico (NPQ), lo que sugiere una baja disipación de energía, además de presentarse altos rendimientos cuánticos máximos de PSII (Fv / Fm), indicando la ausencia de daño del sistema fotoquímico.

Elevated CO2 concentration improves functional traits and early growth of the widespread species Enterolobium contortisiliquum (Vell. ) Morong / Elevada concentração de CO2 melhora as características funcionais e o crescimento inicial da espécie generalista Enterolobium contortisiliquum (Vell. ) Morong

Enterolobium contortisiliquum is a neotropical widespread species that occurs in native AtlanticForest, Cerrado and Caatinga vegetation in Brazil. Outside Brazil, it occurs in Argentina, Bolivia, Paraguay, and Uruguay. The objective of this study was to investigate the influence of high carbon dioxide concentration [CO2] on leaf gas exchange, chlorophyll content, chlorophyll a fluorescence, growth, and biomass allocation among roots, stems, and leaves in young plants of E. contortisiliquum. After germination, twenty days old individuals of E. contortisiliquum were grown in open-top chambers (OTC) at two different [CO2] (400 ppm and 700 ppm). Physiological measurements were made when the plants had been grown in OTC for 170, 200, 230, and 260 days. The higher [CO2] favored the early growth of E. contortisiliquum by increasing maximum net photosynthesis (PN) and water use efficiency. Under high [CO2], root dry mass increased in E. contortisiliquum, which might be a trait that will benefit this species by enhancing water uptake, particularly in seasonally dry environments.

Enterolobium contortisiliquum é uma espécie neotropical generalista, encontrada na vegetação nativa da Mata Atlântica do Brasil, no Cerrado e na Caatinga. Fora do país, também pode ser encontrada empaíses como Argentina, Bolívia, Paraguai e Uruguai. O objetivo deste estudo foi investigar a influência da alta concentração de dióxido de carbono [CO2] nas trocas gasosas foliares, no teor de clorofila, na fluorescência da clorofila a, no crescimento e alocação de biomassa entre raízes, caules e folhas em plantas jovens de E. contortisiliquum. Após a germinação, indivíduos de E. contortisiliquum de 20 dias de idade foram cultivados em câmaras de topo aberto (CTA), em duas diferentes [CO2] (400 ppm e 700 ppm). Asmedições fisiológicas foram realizadas no momento do cultivo das plantas em CTA por 170, 200, 230 e 260 dias. A alta [CO2] favoreceu o crescimento inicial de E. contortisiliquum aumentando a fotossíntese líquida máxima (PN) e a eficiência do uso da água. Sob alta [CO2], a massa seca da raiz aumentou em E. contortisiliquum, o que pode ser uma característica que beneficiará esta espécie, aumentando a absorção de água, particularmente em ambientes sazonalmente secos.