A comprehensive overview of miRNA targeting drought stress resistance in plants

Abstract MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.

Resumo MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.

A comprehensive overview of miRNA targeting drought stress resistance in plants / Uma visão geral abrangente do miRNA visando a resistência ao estresse hídrico em plantas

Abstract MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.

Resumo MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants / Regulon: Uma visão geral do sistema regulador da transcrição do estresse abiótico em plantas e papel nas plantas transgênica

Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.

O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants / Regulon: Uma visão geral do sistema regulador da transcrição do estresse abiótico em plantas e papel nas plantas transgênica

Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.(AU)

O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.(AU)

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants

Abstract Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.

Resumo O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants / Regulon: Uma visão geral do sistema regulador da transcrição do estresse abiótico em plantas e papel nas plantas transgênica

Abstract Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.

Resumo O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados ​​como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.

A comprehensive overview of miRNA targeting drought stress resistance in plants / Uma visão geral abrangente do miRNA visando a resistência ao estresse hídrico em plantas

MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.

MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.

A comprehensive overview of miRNA targeting drought stress resistance in plants / Uma visão geral abrangente do miRNA visando a resistência ao estresse hídrico em plantas

MicroRNAs (miRNAs) are essential nonprotein-coding genes. In a range of organisms, miRNAs has been reported to play an essential role in regulating gene expressions at post-transcriptional level. They participate in most of the stress responsive processes in plants. Drought is an ultimate abiotic stress that affects the crop production. Therefore understanding drought stress responses are essential to improve the production of agricultural crops. Throughout evolution, plants have developed their own defense systems to cope with the adversities of environmental stresses. Among defensive mechanisms include the regulations of gene expression by miRNAs. Drought stress regulates the expression of some of the functionally conserved miRNAs in different plants. The given properties of miRNAs provide an insight to genetic alterations and enhancing drought resistance in cereal crops. The current review gives a summary to regulatory mechanisms in plants as well as miRNAs response to drought stresses in cereal crops. Some possible approaches and guidelines for the exploitation of drought stress miRNA responses to improve cereal crops are also described.(AU)

MicroRNAs (miRNAs) são genes essenciais não codificadores de proteínas. Em uma variedade de organismos, foi relatado que miRNAs desempenham papel essencial na regulação da expressão gênica em nível pós-transcricional. Eles participam da maioria dos processos responsivos ao estresse nas plantas. A seca é um estresse abiótico final que afeta a produção agrícola. Portanto, compreender as respostas ao estresse da seca é essencial para melhorar a produção de safras agrícolas. Ao longo da evolução, as plantas desenvolveram seus próprios sistemas de defesa para lidar com as adversidades do estresse ambiental. Entre os mecanismos de defesa está a regulação da expressão gênica por miRNAs. O estresse hídrico regula a expressão de alguns dos miRNAs funcionalmente conservados em diferentes plantas. As propriedades dadas dos miRNAs fornecem uma visão das alterações genéticas e aumentam a resistência à seca nas safras de cereais. A revisão atual apresenta um resumo dos mecanismos regulatórios nas plantas, bem como a resposta dos miRNAs ao estresse hídrico nas plantações de cereais. Algumas abordagens e diretrizes possíveis para a exploração das respostas do miRNA ao estresse da seca para melhorar as safras de cereais também são descritas.(AU)

Biometric and morphological adjustments of Eugenia. dysenterica DC. seedlings in response to increased soil water deficit

Water stress can affect all aspects of plant growth and development, compromising its productive potential. The cultivation of fruit species native to the Cerrado and the study of their behavior under conditions of low water availability are necessary activities, in view of their socioeconomic and environmental potential. This study was conducted to evaluate the effect of water deficit on growth and biomass production of the cagaita tree (Eugenia dysenterica DC.), a species endemic to the Cerrado (Brazilian Savannah). The experiment was performed in a greenhouse for 120 days in a randomized block design (RBD), with a double factorial arrangement (2x5), corresponding to two cagaita mother plants and five water conditions. We evaluated the growth and leaf, stem and root functional characteristics. The most severe water deficit conditions reduced shoot growth, number of leaves, production of biomass and dry matter and increased the specific and per plant mass root length of cagaita plants. Deficit extension had negative effects on its growth and development. There was a statistical difference between mother plants, with mother plant 2 being more resistant to drought. The application of a severe or longer water deficit affected shoot growth and reduced the appearance of new leaves. The stress caused by water deficiency allowed an increase in root functional characteristics, supporting the hypothesis that plants under adverse conditions focus on higher biomass production and convert a higher amount of dry matter into the roots. Leaf area did not show to be a functional characteristic, explaining the stress effects in E. dysenterica DC plants.(AU)

Growth and functional leaf traits of coppice regrowth of Bertholletia excelsa during an El Niño event in the central Amazon / Crescimento e características funcionais foliares de rebrotas de Bertholletia excelsa durante um evento de El Niño na Amazônia Central

The most severe drought of this century in the Amazon rainforest, which was caused by El Niño, occurred from 2015 to 2016. With a focus on the ecophysiology of the regrowth of the Brazil nut tree, Bertholletia excelsa, it was investigated how the progression of the drought of 2015-2016 affected the physiological traits of the coppice regrowth of B. excelsa. The experiment was carried out in a ten-year-old plantation of Brazil nut trees, which had been subjected to thinning and coppice regrowth two years earlier. In the sprouts grown on the stumps of cut trees, the following treatments were applied: (T1) thinning to one sprout per stump; (T2) thinning to two sprouts per stump, and (T3) maintenance of three sprouts per stump. Thinning treatments did not alter the growth and ecophysiological traits of the Brazil nut tree sprouts, though the phosphorus content of the leaves was higher in T1. However, the progression of the drought in 2015-2016 negatively affected the growth (height) and gas exchange of sprouts of all treatments. In addition, an increase of around 37% was observed in the intrinsic wateruse efficiency. Concerning photochemical performance, no alterations were observed. Therefore, drought stress promoted a negative effect on sprout growth and affected traits related to the photosynthesis of the B. excelsa sprouts independently of the number of sprouts per stump.(AU)

A seca mais severa deste século na floresta amazônica, causada por El Niño, ocorreu de 2015 a 2016. Com foco na ecofisiologia da rebrota da castanheira da Amazônia, foi investigado como a progressão da seca de 2015-2016 afetou as características fisiológicas das rebrotas de uma talhadia de B. excelsa. O experimento foi realizado em uma plantação de castanheiras com dez anos, a qual havia sido submetida a um desbaste e rebrota de talhadia dois anos antes. Nas rebrotas crescidas sobre os tocos das árvores cortadas foram aplicados os seguintes tratamentos: (T1) desbrota para manter um broto por cepa; (T2) desbrota para manter dois brotos por cepa; e (T3) manutenção de três brotos por cepa. Os tratamentos de desbrota não alteraram o crescimento e as características ecofisiológicas dos brotos da castanheira, exceto para o teor foliar de fósforo, que foi maior em T1. Porém, a progressão da seca em 2015-2016 afetou negativamente o crescimento em altura e as trocas gasosas dos brotos de todos os tratamentos. Além disso, foi observado um aumento de cerca de 37% na eficiência intrínseca do uso da água. Quanto ao desempenho fotoquímico, não foram observadas alterações. Portanto, o estresse hídrico promoveu efeito negativo no crescimento da brotação e afetou características relacionadas à fotossíntese das brotações de B. excelsa, independentemente do número de brotações por cepa.(AU)

Productivity and nutrient export in a maize and forage grasses intercropping under semiarid conditions / Produtividade e exportação de nutrientes em um consórcio de milho e gramíneas forrageiras nas condições do semiárido

The aim was to evaluate the productive performance and nutrient export of maize intercropped with drought-tolerant forage grasses. The experimental design was a randomized blocks in a 2x2x2+1 factorial scheme (two forage grasses species ­ Massai and Buffel; two forage sowing methods - in the furrow and broadcast; and two forage sowing times - anticipated and simultaneous; and monoculture maize as an additional control), with three replicates. The maize+forage intercropping promoted greater competition for resources, especially water, limiting N uptake, chlorophyll synthesis, and biomass production by maize under semiarid conditions. Early sowing gave forage plants a competitive advantage, favoring forage establishment before or immediately after the sowing of maize. Thus, the simultaneous sowing of forage grasses in a semiarid environment is a more appropriate option considering the importance of high levels of chlorophyll to ensure high photosynthetic activity in maize plants and greater capacity of biomass synthesis. Massai intercropped with maize exhibits a greaterpotential for biomass production than Buffel under semiarid conditions. Maize+Buffel result in highest macronutrient export by maize, while maize+Massai result in highest macronutrient exports by total forage biomass under a semiarid environment. The choice of the forage species and its sowing time in relation to maize are the main determinants of successful intercropping systems under semiarid conditions.(AU)

O objetivo foi avaliar o desempenho produtivo e a exportação de nutrientes do consórcio de milho com gramíneas forrageiras tolerantes ao estresse hídrico. O experimento foi delineado em blocos casualizados em esquema fatorial 2x2x2+1 (duas espécies de gramíneas forrageiras ­ Massai e Buffel; dois métodos de semeadura ­ no sulco e a lanço; e duas épocas de semeadura ­ antecipada e simultânea; e monocultivo de milho como um controle adicional), com três repetições. O consórcio milho+forragem promoveu maior competição por recursos, principalmente água, limitando a absorção de N, síntese de clorofila e produção de biomassa pelo milho para condições semiáridas. A semeadura precoce deu vantagem competitiva às plantas forrageiras, favorecendo seu estabelecimento antes ou imediatamente após a semeadura do milho. Assim, a semeadura simultânea de gramíneas forrageiras em ambiente semiárido é uma opção mais adequada, considerando a importância de garantir altos teores de clorofila e, consequentemente, alta atividade fotossintética nas plantas de milho para garantir a capacidade de síntese de biomassa.Massai consorciado com milho apresenta maior potencial para produção de biomassa do que Buffel em condições semiáridas.Milho+Buffel resulta em maior exportação de macronutrientes pelo milho, enquanto milho+Massai resulta em maior exportação de macronutrientes pela biomassa forrageira total em ambiente semiárido.A escolha da espécie forrageira e sua época de semeadura em relação ao milho são os principais determinantes do sucesso do consórcio no semiárido.(AU)

Selection of drought-tolerant tomato during the vegetative stage / Seleção de tomate tolerante à seca durante fase vegetativa

Drought stress consists of a significant productivity constraint in tomatoes. Two contrasting crosses were performed to estimate physiological and morphological traits in response to drought stress during the vegetative stage, aiming to identify superior genotypes for drought tolerance. Two genotypes (GBT_2037 - sensitive drought-sensitive and GBT_2016 - intermediate drought-tolerant) were used as female parentals, and a commercial hybrid (drought tolerant) was used as a pollen source in both crosses: C1 (GBT_2037 × Commercial hybrid) and C2 (GBT_2016 x Commercial hybrid). The populations of parentals (P), the first generation of descendants (F1), backcrosses (BC), and the second generation of self-pollination (F2) were exposed to drought stress for 20 days when they were analyzed: physiological traits (relative water content of leaves, proline, and relative chlorophyll content) and morphological (plant height, stem diameter, number of leaves, fresh and dry matter of roots and shoot and classification by wilt scale). The means of chlorophyll, root/shoot ratio, and water content in leaves for the F2 generation of C2 were higher than C1, indicating that C2 resulted in plants with greater capacity to maintain turgor under conditions of water stress and presented minor damage to the photosynthetic structures, consequently showing greater tolerance to drought stress.

O estresse hídrico consiste em uma importante restrição à produtividade do tomateiro. Dois cruzamentos contrastantes foram realizados para estimar características fisiológicas e morfológicas envolvidas na resposta ao estresse hídrico durante a fase vegetativa, visando identificar genótipos superiores para tolerância à seca. Dois genótipos (GBT_2037 - sensível à seca e GBT_2016 - intermediário tolerante à seca) foram utilizadas como parentais femininos e um híbrido comercial (tolerante à seca) foi usado como fonte de pólen em ambos os cruzamentos: C1 (GBT_2037 x Híbrido comercial) e C2 (GBT_2016 x Comercial híbrido). As populações de parentais (P), primeira geração de descendentes (F1), retrocruzamentos (BC) e segunda geração de autopolinização (F2) foram expostas ao estresse hídrico durante 20 dias, quando foram analisadas: características fisiológicas (conteúdo relativo de água das folhas, prolina e teor relativo de clorofila) e morfológicos (altura da planta, diâmetro do caule, número de folhas, matéria fresca e seca de raízes e parte aérea e classificação por nivel de murcha). As médias de clorofila, razão raiz/parte aérea e teor de água nas folhas para a geração F2 de C2 foram superiores a C1, indicando que C2 resultou em plantas com maior capacidade de manter o turgor sob condições de estresse hídrico e apresentou menos danos nas estruturas fotossintéticas, consequentemente apresentando maior tolerância ao estresse hídrico.

Physiological and biochemical responses of soybean to drought as represented by the fraction of transpirable soil water / Respostas fisiológicas e bioquímicas da soja à seca representadas pela fração de água transpirável do solo

The influence of water deficit on plant physiological and biochemical responses as measured by the fraction of transpirable soil water (FTSW) has not been investigated in cultivars developed by the world's largest soybean producer. This information can help obtain plants with improved tolerance to the abiotic stress that most affects soybean production in Brazil, enabling adaptation to edaphoclimatic conditions to enhance the crop's yield potential. We aim to determine the FTSW threshold for transpiration and evaluate changes in the growth, physiological activities, and biochemical and antioxidant responses of soybean cultivars. Three trials were sown on 11/19/2018 (T1), 12/28/2018 (T2), and 9/9/2019 (T3), representing almost the entire soybean sowing window in Brazil. The estimated FTSW threshold values were 0.33, 0.29, and 0.31 in T1; 0.35, 0.41, and 0.43 in T2; and 0.31, 0.49, and 0.45 in T3 for cultivars BMX GARRA IPRO, DM 66I68 RSF IPRO, and NA 5909 RG, respectively. In the three trials, NA 5909 RG showed the greatest height. The POD enzyme was activated in non-irrigated plants in T2 only in cvs. DM 66I68 RSF IPRO and NA 5909 RG. We conclude that cvs. DM 66I68 RSF IPRO and NA 5909 RG showed a more efficient stomatal control, conserving soil water for a longer time, which indicates greater tolerance to water deficit.

A influência do déficit hídrico nas respostas fisiológicas e bioquímicas das plantas pelo estudo da fração de água transpirável do solo (FATS) não foi investigada para cultivares produzidas pelo maior produtor mundial de soja. Essas informações podem auxiliar na obtenção de plantas com maior tolerância ao estresse abiótico que mais afeta a produção de soja no Brasil, possibilitando a adaptação às condições edafoclimáticas para explorar o potencial produtivo da cultura. Nosso objetivo é determinar a FATS crítica para a transpiração, avaliar mudanças no crescimento, atividades fisiológicas e respostas bioquímicas e antioxidantes em cultivares de soja. Três ensaios foram semeados em 19/11/2018 (E1), 28/12/2018 (E2) e 9/9/2019 (E3), representando quase toda a janela de semeadura da soja no Brasil. Os valores de FATS crítica estimados foram 0,33, 0,29 e 0,31 em E1, 0,35, 0,41 e 0,43 em E2 e 0,31, 0,49 e 0,45 em E3 para os cultivares BMX GARRA IPRO, DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG, respectivamente. Nos três ensaios, NA 5909 RG apresentou uma estatura superior. A enzima POD foi ativada em plantas não irrigadas em E2 apenas em DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG. Concluímos que DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG mostraram um controle estomático mais eficiente, conservando a água do solo por mais tempo, o que indica maior tolerância ao déficit hídrico.

Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system

Abstract Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.

Resumo O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão- de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.

Hydrogen peroxide is involved in drought stress long-distance signaling controlling early stomatal closure in tomato plants / O peróxido de hidrogênio está envolvido na sinalização de longa distância do déficit hídrico controlando o fechamento estomático precoce em plantas de tomate

It has long been hypothesized that hydrogen peroxide (H2O2) may play an essential role in root-to-shoot long-distance signaling during drought conditions. Thus, to better understand the involvement of H2O2 in drought signaling, two experiments were carried out using tomato plants. In the first experiment, a split-root scheme was used, while in the second experiment, the tomato plants were grown in a single pot and subjected to drought stress. In both experiments, H2O2 and catalase were applied together with irrigation. Control plants continued to be irrigated according to the water loss. In the split-root experiment, it was verified that the application of H2O2 to roots induced a clear reduction in plant transpiration compared to untreated or catalase-treated plants. In the second experiment, we observed that H2O2-treated plants exhibited similar transpiration when compared to untreated and catalase-treated plants under drought stress. Similarly, no difference in water use efficiency was observed. Thus, we conclude that the increase in H2O2 in the root system can act as a long-distance signal leading to reduced transpiration even when there is no water limitation in the shoot. But it has little effect when there is a reduction in the shoot water potential.

Tem sido hipotetizado que o peróxido de hidrogênio (H2O2) pode desempenhar um papel essencial na sinalização de longa distância entre a raiz e a parte aérea sob condições de seca. Assim, para melhor entender o envolvimento do H2O2 na sinalização da seca, dois experimentos foram realizados com plantas de tomate. No primeiro, foi utilizado o esquema de raízes divididas, enquanto no segundo, os tomateiros foram cultivados em um único vaso e submetidos ao déficit hídrico. Em ambos os experimentos, o H2O2 e a catalase foram aplicados juntamente com a irrigação. As plantas do grupo controle continuaram a ser irrigadas de acordo com a perda de água. No experimento de raiz dividida, verificou-se que a aplicação de H2O2 nas raízes induziu uma clara redução na transpiração da planta em comparação com plantas não tratadas ou tratadas com catalase. No segundo experimento, observamos que plantas tratadas com H2O2 apresentaram transpiração semelhante quando comparadas com plantas não tratadas e tratadas com catalase sob seca. Da mesma forma, não foi observada diferença na eficiência do uso da água. Assim, concluímos que o aumento do H2O2 no sistema radicular pode atuar como um sinal de longa distância levando à redução da transpiração mesmo quando não há limitação hídrica na parte aérea. Mas tem pouco efeito quando há redução do potencial hídrico da parte aérea.

Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system / Nutrientes aplicados exogenamente melhoram a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, modulando o sistema de enzimas antioxidantes

Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.

O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão- de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.

Antioxidant status and their enhancements strategies for water stress tolerance in chickpea

Abstract Water stress executes severe influences on the plant growth and development through modifying physio-chemical properties. Therefore, a field experiment was designed to evaluate the antioxidant status and their enhancements strategies for water stress tolerance in chickpea on loam and clay loam soils under agro-ecological conditions of Arid Zone Research Institute, Bahawalpur (29.3871 °N, 71.653 °E) and Cholistan farm near Derawer (28.19°N, 71.80°E) of Southern Punjab, Pakistan during winter 2014-15. Experimental treatments comprised of two chickpea cultivars i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and two exogenous application of osmoprotectants i.e. glycine betaine (GB) 20 ppm and proline 10 uM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of GB and proline improved the growth, yield and quality parameters of both chickpea cultivars even under water stress conditions. However, superior results were obtained with exogenously applied GB on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of GB on chickpea cultivar Bhakhar 2011 under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced maximum superoxide dismutase, peroxidase and catalase contents. These results suggested that application of GB mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress condition. Hence, antioxidants status might be a suitable method for illustrating water stress tolerance in chickpea.

Resumo O estresse hídrico exerce fortes influências no crescimento e no desenvolvimento das plantas, modificando as propriedades físico-químicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para avaliar o status antioxidante e suas estratégias de aprimoramento para tolerância ao estresse hídrico no grão-de-bico em condições agroecológicas, no Instituto de Pesquisa da Zona Árida, Bahawalpur (29.3871 ° N, 71.653 ° E) e fazenda do Cholistan, perto de Derawer (28.19 ° N, 71,80 ° E), no sul de Punjab, Paquistão, durante Rabi 2014-15. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, como Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico no estágio de floração, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na fase de floração + formação de vagem + estágio de enchimento de grãos, incluindo água bem controlada (controle) e duas aplicações exógenas de osmoprotetores, isto é, glicina betaína 20 ppm e prolina 10 uM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de glicina betaína e prolina melhorou os parâmetros de crescimento, rendimento e qualidade de ambos os genótipos de grão- de-bico, mesmo sob condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com glicina betaína aplicada exogenamente em Bhakhar 2011, em condições bem regadas. Além disso, o spray foliar de glicina betaína na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011, sob estresse na fase de floração + formação de vagem + enchimento de grãos, produziu o máximo de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugeriram que a aplicação de glicina betaína atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de- bico, principalmente pela maior atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse. Portanto, o status de antioxidantes pode ser um método adequado para ilustrar a tolerância ao estresse hídrico no grão-de-bico.

Antioxidant status and their enhancements strategies for water stress tolerance in chickpea / Status antioxidante e suas estratégias de aprimoramento para tolerância ao estresse hídrico no grão-de-bico

Water stress executes severe influences on the plant growth and development through modifying physio-chemical properties. Therefore, a field experiment was designed to evaluate the antioxidant status and their enhancements strategies for water stress tolerance in chickpea on loam and clay loam soils under agro-ecological conditions of Arid Zone Research Institute, Bahawalpur (29.3871 °N, 71.653 °E) and Cholistan farm near Derawer (28.19°N, 71.80°E) of Southern Punjab, Pakistan during winter 2014-15. Experimental treatments comprised of two chickpea cultivars i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and two exogenous application of osmoprotectants i.e. glycine betaine (GB) 20 ppm and proline 10 uM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of GB and proline improved the growth, yield and quality parameters of both chickpea cultivars even under water stress conditions. However, superior results were obtained with exogenously applied GB on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of GB on chickpea cultivar Bhakhar 2011 under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced maximum superoxide dismutase, peroxidase and catalase contents. These results suggested that application of GB mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress condition. Hence, antioxidants status might be a suitable method for illustrating water stress tolerance in chickpea.

O estresse hídrico exerce fortes influências no crescimento e no desenvolvimento das plantas, modificando as propriedades físico-químicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para avaliar o status antioxidante e suas estratégias de aprimoramento para tolerância ao estresse hídrico no grão-de-bico em condições agroecológicas, no Instituto de Pesquisa da Zona Árida, Bahawalpur (29.3871 ° N, 71.653 ° E) e fazenda do Cholistan, perto de Derawer (28.19 ° N, 71,80 ° E), no sul de Punjab, Paquistão, durante Rabi 2014-15. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, como Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico no estágio de floração, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na fase de floração + formação de vagem + estágio de enchimento de grãos, incluindo água bem controlada (controle) e duas aplicações exógenas de osmoprotetores, isto é, glicina betaína 20 ppm e prolina 10 uM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de glicina betaína e prolina melhorou os parâmetros de crescimento, rendimento e qualidade de ambos os genótipos de grão- de-bico, mesmo sob condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com glicina betaína aplicada exogenamente em Bhakhar 2011, em condições bem regadas. Além disso, o spray foliar de glicina betaína na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011, sob estresse na fase de floração + formação de vagem + enchimento de grãos, produziu o máximo de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugeriram que a aplicação de glicina betaína atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de- bico, principalmente pela maior atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse. Portanto, o status de antioxidantes pode ser um método adequado para ilustrar a tolerância ao estresse hídrico no grão-de-bico.

Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system / Nutrientes aplicados exogenamente melhoram a produtividade do grão-de bico em condições de estresse hídrico, modulando o sistema de enzimas antioxidantes

Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.

O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão-de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.

Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system / Nutrientes aplicados exogenamente melhoram a produtividade do grão-de bico em condições de estresse hídrico, modulando o sistema de enzimas antioxidantes

Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.(AU)

O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão-de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.(AU)