RESUMO
Abstract Growth of plants is severely reduced due to water stress by affecting photosynthesis including photosystem II (PSII) activity and electron transport. This study emphasised on comparative and priority targeted changes in PSII activity due to progressive drought in seven populations of Panicum antidotale (P. antidotale) collected from Cholistan Desert and non-Cholistan regions. Tillers of equal growth of seven populations of P. antidotale grown in plastic pots filled with soil were subjected progressive drought by withholding water irrigation for three weeks. Progressive drought reduced the soil moisture content, leaf relative water content, photosynthetic pigments and fresh and dry biomass of shoots in all seven populations. Populations from Dingarh Fort, Dingarh Grassland and Haiderwali had higher growth than those of other populations. Cholistani populations especially in Dingarh Grassland and Haiderwali had greater ability of osmotic adjustment as reflected by osmotic potential and greater accumulation of total soluble proteins. Maximum H2O2 under water stress was observed in populations from Muzaffargarh and Khanewal but these were intermediate in MDA content. Under water stress, populations from Muzaffargarh and Dingarh Fort had greater K+ accumulation in their leaves. During progressive drought, non-Cholistani populations showed complete leaf rolling after 23 days of drought, and these populations could not withstand with more water stress condition while Cholistani populations tolerated more water stress condition for 31 days. Moreover, progressive drought caused PSII damages after 19 days and it became severe after 23 days in non-Cholistani populations of P. antidotale than in Cholistani populations.
Resumo O crescimento das plantas é severamente reduzido devido ao estresse hídrico, afetando a fotossíntese, incluindo a atividade do fotossistema II (PSII) e o transporte de elétrons. Este estudo enfatizou as mudanças comparativas e prioritárias na atividade do PSII devido à seca progressiva em sete populações de Panicum antidotale (P. antidotale) coletadas no Deserto do Cholistão e regiões fora do Cholistão. Perfilhos de igual crescimento de sete populações de P. antidotale cultivadas em vasos de plástico cheios de solo foram submetidos à seca progressiva, retendo a irrigação com água por três semanas. A seca progressiva reduziu o teor de umidade do solo, teor de água relativo nas folhas, pigmentos fotossintéticos e biomassa fresca e seca dos brotos em todas as sete populações. Populações de Dingarh Fort, Dingarh Grassland e Haiderwali tiveram maior crescimento do que as de outras populações. As populações de Cholistani, especialmente em Dingarh Grassland e Haiderwali, apresentaram maior capacidade de ajuste osmótico, refletido pelo potencial osmótico e maior acúmulo de proteínas solúveis totais. H2O2 máximo sob estresse hídrico foi observado em populações de Muzaffargarh e Khanewal, mas estas foram intermediárias no conteúdo de MDA. Sob estresse hídrico, as populações de Muzaffargarh e Dingarh Fort tiveram maior acúmulo de K+ em suas folhas. Durante a seca progressiva, as populações não cholistanesas mostraram rolagem completa das folhas após 23 dias de seca, e essas populações não conseguiram suportar mais condições de estresse hídrico, enquanto as populações cholistani toleraram mais condições de estresse hídrico por 31 dias. Além disso, a seca progressiva causou danos ao PSII após 19 dias e tornou-se severa após 23 dias em populações não cholistanesas de P. antidotale do que em populações cholistanesas.
RESUMO
Abstract Growth of plants is severely reduced due to water stress by affecting photosynthesis including photosystem II (PSII) activity and electron transport. This study emphasised on comparative and priority targeted changes in PSII activity due to progressive drought in seven populations of Panicum antidotale (P. antidotale) collected from Cholistan Desert and non-Cholistan regions. Tillers of equal growth of seven populations of P. antidotale grown in plastic pots filled with soil were subjected progressive drought by withholding water irrigation for three weeks. Progressive drought reduced the soil moisture content, leaf relative water content, photosynthetic pigments and fresh and dry biomass of shoots in all seven populations. Populations from Dingarh Fort, Dingarh Grassland and Haiderwali had higher growth than those of other populations. Cholistani populations especially in Dingarh Grassland and Haiderwali had greater ability of osmotic adjustment as reflected by osmotic potential and greater accumulation of total soluble proteins. Maximum H2O2 under water stress was observed in populations from Muzaffargarh and Khanewal but these were intermediate in MDA content. Under water stress, populations from Muzaffargarh and Dingarh Fort had greater K+ accumulation in their leaves. During progressive drought, non-Cholistani populations showed complete leaf rolling after 23 days of drought, and these populations could not withstand with more water stress condition while Cholistani populations tolerated more water stress condition for 31 days. Moreover, progressive drought caused PSII damages after 19 days and it became severe after 23 days in non-Cholistani populations of P. antidotale than in Cholistani populations.
Resumo O crescimento das plantas é severamente reduzido devido ao estresse hídrico, afetando a fotossíntese, incluindo a atividade do fotossistema II (PSII) e o transporte de elétrons. Este estudo enfatizou as mudanças comparativas e prioritárias na atividade do PSII devido à seca progressiva em sete populações de Panicum antidotale (P. antidotale) coletadas no Deserto do Cholistão e regiões fora do Cholistão. Perfilhos de igual crescimento de sete populações de P. antidotale cultivadas em vasos de plástico cheios de solo foram submetidos à seca progressiva, retendo a irrigação com água por três semanas. A seca progressiva reduziu o teor de umidade do solo, teor de água relativo nas folhas, pigmentos fotossintéticos e biomassa fresca e seca dos brotos em todas as sete populações. Populações de Dingarh Fort, Dingarh Grassland e Haiderwali tiveram maior crescimento do que as de outras populações. As populações de Cholistani, especialmente em Dingarh Grassland e Haiderwali, apresentaram maior capacidade de ajuste osmótico, refletido pelo potencial osmótico e maior acúmulo de proteínas solúveis totais. H2O2 máximo sob estresse hídrico foi observado em populações de Muzaffargarh e Khanewal, mas estas foram intermediárias no conteúdo de MDA. Sob estresse hídrico, as populações de Muzaffargarh e Dingarh Fort tiveram maior acúmulo de K+ em suas folhas. Durante a seca progressiva, as populações não cholistanesas mostraram rolagem completa das folhas após 23 dias de seca, e essas populações não conseguiram suportar mais condições de estresse hídrico, enquanto as populações cholistani toleraram mais condições de estresse hídrico por 31 dias. Além disso, a seca progressiva causou danos ao PSII após 19 dias e tornou-se severa após 23 dias em populações não cholistanesas de P. antidotale do que em populações cholistanesas.
Assuntos
Panicum , Fotossíntese , Folhas de Planta , Dessecação , Secas , Peróxido de HidrogênioRESUMO
Espécies arbóreas tropicais estão quase sempre sob alta irradiância na Amazônia. O elevado fluxo energético pode ser decisivo para o sucesso ou fracasso no estabelecimento inicial das plantas no campo. O objetivo deste trabalho foi investigar as respostas de plantas jovens de andiroba (Carapa guianensis Aubl) e cumaru (Dipteryx odorata (Aublet) Willd) expostas a dois ambientes de luz (sombra e sol). O experimento foi conduzido em Manaus-AM, Brasil (3º8'S, 59º52'W). As análises dos transientes da fluorescência da clorofila a e os parâmetros relacionados foram obtidos em folhas intactas e saudáveis no período entre 10:00 e 12:00h. A curva OJIP indicou que ambas as espécies expostas à alta irradiância apresentaram fotoinibição após 45 dias de experimento. Plantas de andiroba e cumaru expostas ao sol exibiram menores valores de TRo/ABS (7,17 e 20,4%, respectivamente), ETo/TRo (14,5 e 27,2%, respectivamente) e ETo/ABS (20,6 e 42,2%, respectivamente) e maiores valores de DIo/ABS (26,9 e 43,0%, respectivamente), comparadas com plantas exposta à sombra. Quanto ao fluxo fenomenológico, para a maioria dos parâmetros, menores valores foram observados para ambas as espécies expostas ao sol. Plantas de andiroba e cumaru expostas ao sol exibiram valores menores de PI ABS (63,3 e 78,7%, respectivamente) comparadas com plantas expostas à sombra no final do experimento. Apesar de ambas as espécies terem sofrido com o estresse por alta irradiância, plantas de andiroba apresentaram melhores desempenhos do que plantas de cumaru, sendo, portanto, melhor indicadas para uso em plantio de produção ou de recuperação de áreas degradadas.
Tropical tree species are almost always under high irradiance in the Amazonian. The high energy flux can be decisive for the success or not in the initial establishment in the field. The objective of this study was to investigate the answers of young plants of andiroba (Carapa guianensis Aubl) and cumaru (Dipteryx odorata (Aublet) Willd) exposed to two light environments (shade and sunlight). The experiment was carried in Manaus-AM, Brazil (3º8'S, 59º52'W). Analysis of chlorophyll a fluorescence transients were obtained in intact and healthy leaves between 10:00 to 12:00 am. The curve OJIP indicated that the species high irradiance exposed presented photoinhibition after 45 days of experiment. Andiroba and cumaru plants exposed to sunlight exhibited low values of TRo/ABS (7.17 and 20.4%, respectively), ETo/TRo (14.5 and 27.2%, respectively) and ETo/ABS (20.6 and 42.2%, respectively) and high values of DIo/ABS (26.9 and 43.0%, respectively), compared with plants exposed to the shadow with 45 days of experiment. As for phenomenological flux, most of the parameters, low values were observed for both exposed species in the sunlight. Andiroba and cumaru plants exposed in the sunlight exhibited low values of PIABS (63.3 and 78.7%, respectively) compared with exposed plants to the shadow at the end of the experiment. Although the species have suffered with the stress for high irradiance andiroba specie presented better performance than cumaru being indicated for use in production planting or degraded area restoration.