ABSTRACT
ABSTRACT Salt stress is the most significant constraint for agricultural production in arid and semi-arid regions. Thus, genetically improved stress-tolerant varieties are needed for the future. The identification of salt-tolerant genotypes is the starting point for such breeding studies. This study was conducted to determine and assess the tolerance of different watermelon genotypes under saline conditions. Twenty-two watermelon genotypes and accessions were grown in pots with 3 kg of soil in four saline stress conditions (0 mmol kg-1 as the control, 25, 50 and 100 mmol kg-1 NaCl). The detrimental effects of salt stress on the plants were evident with increasing doses of NaCl. Stress indices calculated over the plant dry weights under the 100 mmol kg-1 salinity level were used to assess the salt tolerance of the genotypes. Stress intensity was calculated as 0.76. Such a value indicated that the highest dose of salt exerted severe stress on the plants. The G04, G14 and G21 genotypes were considered to be salt tolerant, since these genotypes showed the highest values of K/Na and Ca/Na ratios in the plant tissue. The losses in dry mass at severe salt stress reached 75.48%. In principal component analyses, the genotypes had positive correlations with stress tolerance indices of MP (mean productivity), GMP (geometric mean productivity) and STI (stress tolerance index). The GMP and STI indices indicated that G04 (a member of Citrullus colocynthis), G14 and G21 could be prominent sources to develop salt tolerance.
RESUMO O estresse salino é a restrição mais importante para a produção agrícola em regiões áridas e semi-áridas. Portanto, há necessidade de plantas geneticamente tolerantes ao estresse salino no futuro. Identificação de genótipos tolerantes ao sal é o ponto de partida de estudos de melhoramento. O presente estudo foi conduzido para determinar e avaliar a tolerância de diferentes genótipos de melancia sob condições salinas. Um total de 22 genótipos e acessos de melancia foram cultivados em vasos de 3 kg de solo com quatro condições de estresse salino diferentes (0 mmol kg-1 como controle, 25, 50 e 100 mmol kg-1 de NaCl). Dependendo do aumento da dose de NaCl, os efeitos prejudiciais do estresse salino nas plantas também aumentaram. Os índices de estresse calculados sobre os pesos secos das plantas com um nível de salinidade de 100 mmol kg-1 foram utilizados para avaliar a tolerância ao sal dos genótipos. A intensidade de tensão foi calculada como 0.76. Indicando que a maior dose de sal exerce um estresse salino grave nas plantas. Os genótipos G04, G14 e G21 foram considerados tolerantes, uma vez que apresentaram os maiores valores nas relações K/Na e Ca/Na. As perdas em pesos secos com estresse salino grave atingiram 75.48%. Na análise de componentes principais, os genótipos tiveram correlações positivas com os índices de tolerância ao estresse de PM (produtividade média), GMP (produtividade média geométrica) e STI (índice de tolerância ao estresse).Os índices GMP e STI indicaram G04 (um membro de C. colocynthis), G14 e G21 como materiais proeminentes para a tolerância ao sal.
ABSTRACT
Abstract Uniform rapid seed germination generally forms a great risk for the plant population if subsequent intermittent precipitation causes desiccation and seedling death. Handroanthus impetiginosus can be found commonly in a wide range of biomes within Brazil including those that are semi-arid. Germination and early growth was studied to understand how germinated seeds survive under these stringent conditions. Accessions were sampled from four seasonally dry biomes in Brazil. Precipitation at the start of the rainy season in the Caatinga, a semi-arid biome, is less predictable and the number of successive dry days per dry interval in the first four months of the rainy season was higher than in the other studied biomes. Plants from the Caatinga produced thicker seeds and this trait concurred with slow germination and stronger osmotic inhibition of germination across the accessions, forming a stress avoidance mechanism in the Caatinga. Post-germination desiccation tolerance was high in the Caatinga accession, could be re-induced in accessions from biomes with more regular precipitation (Cerrado and transition zone), but remained poor in the Cerradão accession; thus forming a stress tolerance mechanism. Production of adventitious roots ascertained survival of all tested individuals from all four locations, even if protruded radicles did not survive desiccation, forming an additional stress tolerance mechanism. A sequence of stress avoidance and stress tolerance mechanisms in seeds and germinated seeds was associated with precipitation patterns in different biomes. These mechanisms purportedly allow rapid seedling establishment when conditions are suitable and enable survival of the young seedling when conditions are adverse.
Resumo A germinação rápida e uniforme geralmente pode apresentar riscos para a população de plantas caso a precipitação ocorra de maneira intermitente, provocando seca e morte das plântulas. Handroanthus impetiginosus pode ser encontrado em uma grande variedade de biomas no Brasil. A germinação e o crescimento inicial das plântulas de Handroanthus impetiginosus foram estudadas para compreender como as sementes germinadas sobrevivem nestas condições. Acessos de quatro biomas que apresentam secas sazonais foram amostrados. A precipitação, no início da estação chuvosa na Caatinga, um bioma semi-árido, é menos previsível e o número de dias secos consecutivos por intervalo de seca, nos primeiros quatro meses da estação chuvosa, foi maior do que nos outros biomas estudados. Plantas do bioma Caatinga produzem sementes mais espessas e essa característica está associada com uma germinação lenta e com a inibição osmótica maior da germinação através dos acessos, formando um mecanismo para evitar o estresse. Tolerância à dessecação em sementes germinadas foi superior no bioma Caatinga e que podem ser reinduzida em acesso com uma precipitação mais regular (Cerrado e na zona de transição), mas manteve-se baixa no acesso Cerradão, formando assim um mecanismo para evitar o estresse. Produção de raízes adventícias foi observada nos indivíduos estudados de todos os quatro biomas, mesmo quando as raízes primárias não sobreviveram à dessecação, formando um mecanismo adicional de tolerância ao estresse. Assim, foi observado estratégias para evitar o estresse e mecanismos de tolerância ao estresse em sementes e sementes germinadas associada com padrões de precipitação nos diferentes biomas estudados. Estes mecanismos podem favorecer o estabelecimento das plântulas de forma rápida quando as condições são adequadas e permitirem a sobrevivência de plântulas quando as condições são adversas.
