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

ABSTRACT

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.

RESUMO

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.