Phenotypic correlation and path analysis in cultivars and strains of upland rice for drought tolerance / Correlação fenotípica e análise de trilha em cultivares e linhagens de arroz de sequeiro para tolerância à seca

The purpose of this study was to estimate the phenotypic correlations between 14 traits obtained in a thematic core collection of upland rice for drought tolerance and partition them into direct and indirect effects by path analysis. Two experiments were carried out (with and without water stress). One hundred samples were evaluated in a triple 10x10 lattice design. The plot was formed by four rows, 3.0 metres long, spaced at 0.35 m. The plot useful area was constituted by two central rows of 2.0 m in length, totalling 1.4 m2, where data from 14 traits were collected, five from the root system and nine from the aerial part of the plant. Of the evaluated traits, spikelet sterility was the main grain yield determinant, presenting relevant negative correlations of -0.77 and -0.59 in environments with and without drought stress, respectively. The partitioning of spikelet sterility correlations presented negative direct effects on grain yield in environments with (-0.60) and without (-0.62) water stress, corroborating the negative correlations between these traits. The obtained data confirmed that spikelet sterility is an important variable for the selection of rice strain submitted to water deficit. Partial correlation coefficients indicated that only 70.33% in the environment with stress and 50.30% in the environment without stress of grain yield variation were phenotypically explained by variables considered in path analysis, thereby showing the complexity of the selection for drought-tolerant rice.

O objetivo desse trabalho foi estimar as correlações fenotípicas entre 14 características obtidas em uma coleção nuclear temática de arroz de terras altas para tolerância à seca e desdobrá-las em seus efeitos diretos e indiretos por meio da análise de trilha. Foram conduzidos dois experimentos (com e sem estresse hídrico). Avaliou-se 100 materiais no delineamento experimental em látice triplo 10x10. A parcela foi formada por quatro linhas de 3,0 metros de comprimento espaçadas de 0,35 metros. A área útil da parcela foi constituída pelas duas linhas centrais de 2,0 metros de comprimento, perfazendo 1,4 m2 de onde foram coletados dados de 14 características sendo, cinco do sistema radicular e nove da parte aérea da planta. Das características avaliadas, esterilidade das espiguetas foi a principal determinante da produtividade de grãos apresentando correlação negativa de elevada magnitude de -0,78 e -0,59 nos ambientes com e sem estresse de seca, respectivamente. No desdobramento das correlações esterilidade das espiguetas apresentou efeitos diretos negativos na produtividade de grãos nos ambientes com (-0,60) e sem (-0,62) estresse hídrico, corroborando as correlações negativas entre estas características. Os dados obtidos enfatizaram que a esterilidade das espiguetas é uma variável importante para a seleção de linhagens de arroz submetidas à deficiência de água. Os coeficientes de determinações parciais indicaram que apenas 70,33% no ambiente com estresse e 50,30% no ambiente sem estresse da variação da produtividade de grãos foram explicados, fenotipicamente, pelas variáveis consideradas na análise de trilha evidenciando a complexidade da seleção para tolerância à seca em arroz.

Physiological and molecular characterization of drought responses and screening of drought tolerant rice varieties / Caracterização fisiológica, molecular e seleção da resposta a tolerância à seca em variedades de arroz

Drought stress has now become a severe threat to ensure food security in the developing world as well as in Malaysia. To dertermine physiological and molecular determinants of drought stress and screening of drought tolerant rice varieties, an experiment was conducted in a greenhouse at Universiti Putra Malaysia using eleven rice varieties and two irrigation regimes (well irrigated and water stressed). The present study indicated that traditional rice variety Puteh Perak and Siam is superior drought tolerant while IRRI 2011- IRLON Plot no: 064, MR 220 and BRRI Dhan 56 are moderately drought tolerant, and IRRI 2011- IRLON Plot no: 050 and MR 84 are drought sensitive rice variety. Drought tolerance of those varieties were measured based on rate of tiller reduction, leaf rolling score and drought score during water stress condition. Leaf rolling score was positively correlated to drought score, chlorophyll content and proline accumulation. Significant increase in the proline accumulation and antioxidant enzyme activities (peroxidase and catalase) were also observed under drought stress in all the rice varieties except Siam and Puteh Perak. All the rice varieties including drought tolerant and sensitive showed the existence of OsLEA 30 genes.

Tolerância à seca tornou-se um importante tema da segurança alimentar nos países em desenvolvimento, bem como na Malásia. Com o objetivo de determinar os fatores fisiológicos e moleculares da tolerância à seca em variedades de arroz foi conduzido um experimento em casa de vegetação na Universidade Putra da Malásia usando 11 genótipos e dois sistemas de irrigação (vaso contendo plantas irrigadas e estressadas). O estudo mostrou que a variedade Puteh Perak e Siam foram superiores em condições de estresse hídrico, enquanto IRRI 2011-IRLON ­ PLOT 064 e MR 220 e BRRI Dhan 56 foram de tolerância moderada e IRRI 2011-IRLON 050 foram genótipos que apresentaram sensibilidade à seca. A tolerância à seca foi quantificada pela taxa de crescimento, nota visual para o enrolamento das folhas durante e nível de estresse durante o tempo de estresse hídrico. Enrolamento das folhas foi correlacionado com o nível de estresse hídrico, teor de clorofila e acúmulo de prolina. Aumento significativo no acúmulo de prolina e na atividade enzimática anti-oxidante (peroxidase e catalase) foram também observadas sobre estresse hídrico em todas as variedades de arroz tanto tolerantes quanto as sensíveis que esteve associado a existência de genes OsLEA 30.

Aspectos fisiológicos e bioquímicos de cultivares de soja submetidos a déficit hídrico induzido por PEG 6000 / Phisiological and biochemical aspects of soybean cultivars submitted to water deficit induced by PEG 6000

Na cultura da soja, o déficit hídrico é um dos fatores limitantes à obtenção da máxima produtividade. A identificação de genótipos com capacidade de tolerância à seca é fundamental para a solução desse problema. Objetivou-se, neste trabalho, analisar a qualidade fisiológica e as respostas bioquímicas de cultivares de soja (MG/BR 46 Conquista, UFUS Carajás, UFUS Impacta, UFUS Riqueza e UFUS Xavante) submetidas ao estresse hídrico com soluções de PEG 6000 em diferentes níveis de potencial osmótico (0; -0,1; -0,2; -0,3 e -0,4 MPa). Avaliou-se a qualidade fisiológica das cultivares por meio dos testes de comprimento de plântulas e biomassa fresca e seca de plântulas. As respostas bioquímicas foram avaliadas pela detecção do ácido indol-acético, pelo conteúdo de sacarose e pelo transporte de água nas plântulas. A cultivar UFUS Riqueza apresentou os melhores desempenhos nos testes de qualidade fisiológica, conteúdo de sacarose, absorção e velocidade de absorção de água em plântulas. A cultivar UFUS Xavante mostrou a maior concentração de AIA e o maior massa de plântulas no teste de transporte de água.

In soybean culture water deficit is one of the most limiting factors to the maximum yield obtained. Genotypes identification with drought tolerance capacity is fundamental to solve this problem. The objective in this paper was analyze the physiological quality and physiological and biochemical responses of soybeans cultivars (MG/BR 46 Conquista, UFUS Carajás, UFUS Impacta, UFUS Riqueza and UFUS Xavante) submitted to water stress with PEG 6000 solutions in different levels of osmotic potentials (0; -0,1; -0,2; -0,3 and -0,4 MPa). Physiological quality of cultivars were evaluated by seedling length test and fresh and dry biomass. The biochemical responses were evaluated by detection of indol-acetic acid (IAA), by saccharose content and seedling water transportation. UFUS Riqueza presented the best performance in physiological quality tests, saccharose content, absorption and water absorption velocity in seedling. UFUS Xavante showed the highest IAA's concentration and the greater weight of seedling in water transportation test.