Characteristics of the root system in two Brazilian upland rice varieties which exhibit contrasting behavior towards drought tolerance / Características radiculares de duas variedades brasileiras de arroz de terras altas contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico

Root system architecture plays a fundamental role in the adaptation of rice to environments subjected to abiotic stresses. This study aimed to characterize the root architecture and morphology of two Brazilian upland rice varieties which display contrasting behavior towards drought tolerance: the tolerant Catetão and susceptible Mira varieties. Two experiments were carried out under greenhouse and growth chamber conditions. The experimental design was completely randomized in a 2 × 2 factorial scheme (varieties × drought stress conditions) with four replicates. Rice varieties were subjected to control and drought conditions for 14 days. Drought stress was applied either by withholding water until the desirable soil tension was achieved or by addition of 20% polyethylene glycol 6000 (PEG) to the nutritive solution. After harvest, the dry weight, root architecture, as well as physiological and root features were assessed. Under drought stress, a higher root biomass was recorded in Catetão compared to Mira. A higher ratio of deep rooting (RDR) was observed for Catetão, while Mira remained stable in response to drought stress. The evaluated physiological features showed that the Catetão variety is less likely to compromise membrane integrity and lipid peroxidation during drought stress. Moreover, analyzed root features exhibited a significant increase in lateral root emission and root density for Catetão in response to drought treatment, which may be considered an important feature when selecting for superior genotypes.(AU)

A arquitetura do sistema radicular exibe um papel fundamental na adaptação do arroz a ambientes sujeitos a estresses abióticos. Por esta razão, este estudo teve como objetivo caracterizar a arquitetura do sistema radicular e sua morfologia em duas variedades de arroz brasileiras de sequeiro contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico, Catetão (tolerante) e Mira (suscetível). Foram realizados dois experimentos, o primeiro em casa de vegetação e o segundo em câmara de crescimento. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro repetições em um esquema fatorial 2 x 2 (variedades x condições de estresse hídrico). As variedades de arroz foram submetidas a condições controle e estresse hídrico durante 14 dias. O estresse hídrico foi aplicado ao reduzir a lâmina dágua a tensão desejada no solo ou com a utilização de 20% de polietilenoglicol 6000 (PEG) na solução nutritiva. A massa seca, arquitetura do sistema radicular, características fisiológicas e características radiculares foram determinadas após a colheita. A variedade Catetão mostrou maior biomassa radicular comparada a Mira quando submetida ao estresse hídrico. Foi observado maior taxa de raízes profundas (RDR) na Catetão, enquanto a Mira permaneceu estável em resposta ao estresse hídrico. As características fisiológicas avaliadas mostraram que a variedade Catetão está menos sujeita a danos a integridade da membrana e peroxidação de lipídeos durante o estresse hídrico. Além disso, as características radiculares analisadas mostraram que a variedade Catetão apresentou um aumento significativo na emissão de raízes laterais e densidade radicular em resposta ao estresse hídrico, o que pode ser considerado como uma importante característica a ser selecionada em genótipos superiores.(AU)

Influence of maturity stage on fruit longevity of cherry tomatoes stored at ambient and controlled temperature / Influência do estádio de maturação na longevidade de frutos de tomate cereja armazenados sob temperatura ambiente e controlada

Fruit maturity stage has direct influence on the post-harvest life and consumer quality. Therefore, the understanding of the maturation process and its quality characteristics for storage are key factors for commercialization. In face of the foregoing, this study aimed to determine shelf life and changes in physical and chemical indexes of cherry tomatoes (Perinha Água Branca (PAB) and Mascot), assessing fruit harvested at four maturity stages and stored at ambient and controlled temperatures. For this, it was used fruit at turning, pink, red and ripe maturity stages, submitted to ambient (25 ± 2 °C) and controlled (12 °C and 90% RH) temperature, and assessed over time the indexes of fresh mass loss, titratable acidity, pH, soluble solids and ascorbic acid. The experimental design was completely randomized design in a factorial scheme of 2×4×7 for ambient temperature and 2×4×8 for controlled temperature. At ambient temperature, a longevity of up to 20 days was observed for PAB and Mascot fruit harvested at turning and pink maturity stages. When harvested at red and ripe stages, the longevity was of 15 days for PAB fruit and of 15 and 11 days, respectively, for Mascot fruit. At controlled temperature, PAB fruit showed longevity of 24 days when harvested at turning and pink stages and of 20 and 7 days, respectively, when harvested at red and ripe stages. A longevity of up to 27 days was observed for Mascot fruit harvested at turning stage and of 24 days for the other stages. The fruit harvested at turning and pink maturity stages, associated with storage under controlled conditions, presented higher longevity and maintenance of physical and chemical indexes of quality.

O estádio de maturação do fruto influencia diretamente na sua vida pós-colheita e na escolha por parte do consumidor, por isso o entendimento do processo de maturação e de suas características de qualidade para o armazenamento são fatores fundamentais para a comercialização. Diante disso, este trabalho teve por objetivo determinar o tempo de prateleira e alterações dos índices físicos e químicos em frutos de tomate do grupo cereja (Perinha Água Branca (PAB) e Mascot), colhidos em quatro estádios de maturação e armazenados sob temperatura ambiente e controlada. Para issa, foram utilizados frutos nos estádios de maturação: de vez, rosado, vermelho e maduro, submetidos às temperaturas: ambiente (25 ± 2 °C) e controlada (12 °C e UR de 90%) e avaliados os índices de perda de massa fresca, acidez titulável, pH, sólidos solúveis e ácido ascórbico ao longo do tempo. O delineamento experimental foi inteiramente casualisado em um fatorial 2x4x7 para temperatura ambiente e 2x4x8 para temperatura controlada. Em temperatura ambiente, longevidade de até 20 dias foi observada para frutos de PAB e Mascot colhidos nos estádios de maturação de vez e rosado. Quando colhidos nos estádios vermelho e maduro a longevidade foi de 15 dias para os frutos de PAB, e de 15 e 11 dias, respectivamente para os frutos de Mascot. Em temperatura controlada, frutos de PAB apresentaram longevidade de 24 dias quando colhidos de vez e rosado e de 20 e 7 dias, respectivamente, quando colhidos vermelho e maduro. Longevidade de até 27 dias foi observada para Mascot em frutos colhidos no estádio de vez e de 24 dias para os demais estádios. Frutos colhidos no estádio de maturação de vez e rosado associado ao armazenamento em condições controladas apresentam maior longevidade e manutenção dos índices físicos e químicos de qualidade.

Influence of maturity stage on fruit longevity of cherry tomatoes stored at ambient and controlled temperature / Influência do estádio de maturação na longevidade de frutos de tomate cereja armazenados sob temperatura ambiente e controlada

Fruit maturity stage has direct influence on the post-harvest life and consumer quality. Therefore, the understanding of the maturation process and its quality characteristics for storage are key factors for commercialization. In face of the foregoing, this study aimed to determine shelf life and changes in physical and chemical indexes of cherry tomatoes (Perinha Água Branca (PAB) and Mascot), assessing fruit harvested at four maturity stages and stored at ambient and controlled temperatures. For this, it was used fruit at turning, pink, red and ripe maturity stages, submitted to ambient (25 ± 2 °C) and controlled (12 °C and 90% RH) temperature, and assessed over time the indexes of fresh mass loss, titratable acidity, pH, soluble solids and ascorbic acid. The experimental design was completely randomized design in a factorial scheme of 2×4×7 for ambient temperature and 2×4×8 for controlled temperature. At ambient temperature, a longevity of up to 20 days was observed for PAB and Mascot fruit harvested at turning and pink maturity stages. When harvested at red and ripe stages, the longevity was of 15 days for PAB fruit and of 15 and 11 days, respectively, for Mascot fruit. At controlled temperature, PAB fruit showed longevity of 24 days when harvested at turning and pink stages and of 20 and 7 days, respectively, when harvested at red and ripe stages. A longevity of up to 27 days was observed for Mascot fruit harvested at turning stage and of 24 days for the other stages. The fruit harvested at turning and pink maturity stages, associated with storage under controlled conditions, presented higher longevity and maintenance of physical and chemical indexes of quality.(AU)

O estádio de maturação do fruto influencia diretamente na sua vida pós-colheita e na escolha por parte do consumidor, por isso o entendimento do processo de maturação e de suas características de qualidade para o armazenamento são fatores fundamentais para a comercialização. Diante disso, este trabalho teve por objetivo determinar o tempo de prateleira e alterações dos índices físicos e químicos em frutos de tomate do grupo cereja (Perinha Água Branca (PAB) e Mascot), colhidos em quatro estádios de maturação e armazenados sob temperatura ambiente e controlada. Para issa, foram utilizados frutos nos estádios de maturação: de vez, rosado, vermelho e maduro, submetidos às temperaturas: ambiente (25 ± 2 °C) e controlada (12 °C e UR de 90%) e avaliados os índices de perda de massa fresca, acidez titulável, pH, sólidos solúveis e ácido ascórbico ao longo do tempo. O delineamento experimental foi inteiramente casualisado em um fatorial 2x4x7 para temperatura ambiente e 2x4x8 para temperatura controlada. Em temperatura ambiente, longevidade de até 20 dias foi observada para frutos de PAB e Mascot colhidos nos estádios de maturação de vez e rosado. Quando colhidos nos estádios vermelho e maduro a longevidade foi de 15 dias para os frutos de PAB, e de 15 e 11 dias, respectivamente para os frutos de Mascot. Em temperatura controlada, frutos de PAB apresentaram longevidade de 24 dias quando colhidos de vez e rosado e de 20 e 7 dias, respectivamente, quando colhidos vermelho e maduro. Longevidade de até 27 dias foi observada para Mascot em frutos colhidos no estádio de vez e de 24 dias para os demais estádios. Frutos colhidos no estádio de maturação de vez e rosado associado ao armazenamento em condições controladas apresentam maior longevidade e manutenção dos índices físicos e químicos de qualidade.(AU)

Phosphorus uptake kinetics and nitrogen fractions in maize grown in nutrient solutions / Cinética de absorção de fósforo e frações nitrogenadas em milho cultivado em solução nutritiva

The analysis of ion uptake kinetics is the key experimental procedure for determining the uptake efficiency of different species and varieties. The principal goal of this study was to evaluate phosphorus (P) uptake and its effect on nitrogen (N) metabolism in two maize varieties (Sol da Manhã and Eldorado) and one improved maize cultivar (AG 122®) exposed to a resupply of 10 or 100 μM of P following a period of P deprivation. The experiment was based on a completely randomized design with four replicates, with treatments arranged in a 3x2 factorial scheme consisting of three genotypes and two P doses. The treatments were applied at 16 days after germination (DAG), and samples of nutrient solution were collected over time to estimate the kinetics of P uptake (Vmax, KM and Cmin). At the end of the experiment, a portion of the total fresh weight was stored to determine N fractions and soluble sugars. Under the experimental conditions, the AG 122® cultivar showed the lowest KM and Cmin values for both P doses, indicating a higher uptake efficiency for these plants. In contrast, the Eldorado and Sol da Manhã varieties showed the highest Vmax values. An absence of P from the nutrient solution for one day, followed by the addition of 10 μM of P for the same period, did not result in alterations in N metabolism in any of the genotypes. However, it was observed that the Sol da Manhã and Eldorado varieties concentrated their NO3--N metabolism in their roots, whereas the AG 122® cultivar concentrated its NO3--N metabolism in its shoots.(AU)

A análise das variáveis cinéticas de absorção de íons é o principal procedimento experimental para a diferenciação da eficiência de absorção entre espécies e variedades. Baseado nisso, o objetivo desse trabalho foi avaliar a absorção de fósforo (P) e o seu efeito no metabolismo de nitrogênio (N) em variedades (Sol da Manhã e Eldorado) e cultivar (AG 122®) de milho (Zea mays L.) submetidos ao ressuprimento com 10 e 100 μM de P. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 3x2, sendo três genótipos e dois níveis de P. Aos 16 dias após a germinação (DAG) foram aplicados os tratamentos e procedeu-se a coleta da solução nutritiva ao longo do tempo para estimar as variáveis cinéticas de absorção de P (Vmáx, KM e Cmín) e na coleta final parte da massa fresca total foi armazenada para determinação das frações nitrogenadas e açúcares solúveis. Nas condições do experimento, a cultivar AG 122® apresentou o menor valor de KM e Cmín nas duas doses de P, o que indica uma maior eficiência de absorção por essas plantas, enquanto as variedades Eldorado e Sol da Manhã apresentaram os maiores valores de Vmáx. A omissão de P da solução nutritiva por um dia, seguido da adição de uma dose de 10 μM desse nutriente por igual período não provocou alterações no metabolismo de N entre os genótipos estudados, no entanto, foi observado que as variedades Sol da manhã e Eldorado têm preferência para o metabolismo de N-NO3- na raiz quando comparadas a cultivar AG 122® que o faz preferencialmente na parte aérea.(AU)

Phosphorus uptake kinetics and nitrogen fractions in maize grown in nutrient solutions / Cinética de absorção de fósforo e frações nitrogenadas em milho cultivado em solução nutritiva

The analysis of ion uptake kinetics is the key experimental procedure for determining the uptake efficiency of different species and varieties. The principal goal of this study was to evaluate phosphorus (P) uptake and its effect on nitrogen (N) metabolism in two maize varieties (Sol da Manhã and Eldorado) and one improved maize cultivar (AG 122®) exposed to a resupply of 10 or 100 μM of P following a period of P deprivation. The experiment was based on a completely randomized design with four replicates, with treatments arranged in a 3x2 factorial scheme consisting of three genotypes and two P doses. The treatments were applied at 16 days after germination (DAG), and samples of nutrient solution were collected over time to estimate the kinetics of P uptake (Vmax, KM and Cmin). At the end of the experiment, a portion of the total fresh weight was stored to determine N fractions and soluble sugars. Under the experimental conditions, the AG 122® cultivar showed the lowest KM and Cmin values for both P doses, indicating a higher uptake efficiency for these plants. In contrast, the Eldorado and Sol da Manhã varieties showed the highest Vmax values. An absence of P from the nutrient solution for one day, followed by the addition of 10 μM of P for the same period, did not result in alterations in N metabolism in any of the genotypes. However, it was observed that the Sol da Manhã and Eldorado varieties concentrated their NO3--N metabolism in their roots, whereas the AG 122® cultivar concentrated its NO3--N metabolism in its shoots.

A análise das variáveis cinéticas de absorção de íons é o principal procedimento experimental para a diferenciação da eficiência de absorção entre espécies e variedades. Baseado nisso, o objetivo desse trabalho foi avaliar a absorção de fósforo (P) e o seu efeito no metabolismo de nitrogênio (N) em variedades (Sol da Manhã e Eldorado) e cultivar (AG 122®) de milho (Zea mays L.) submetidos ao ressuprimento com 10 e 100 μM de P. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 3x2, sendo três genótipos e dois níveis de P. Aos 16 dias após a germinação (DAG) foram aplicados os tratamentos e procedeu-se a coleta da solução nutritiva ao longo do tempo para estimar as variáveis cinéticas de absorção de P (Vmáx, KM e Cmín) e na coleta final parte da massa fresca total foi armazenada para determinação das frações nitrogenadas e açúcares solúveis. Nas condições do experimento, a cultivar AG 122® apresentou o menor valor de KM e Cmín nas duas doses de P, o que indica uma maior eficiência de absorção por essas plantas, enquanto as variedades Eldorado e Sol da Manhã apresentaram os maiores valores de Vmáx. A omissão de P da solução nutritiva por um dia, seguido da adição de uma dose de 10 μM desse nutriente por igual período não provocou alterações no metabolismo de N entre os genótipos estudados, no entanto, foi observado que as variedades Sol da manhã e Eldorado têm preferência para o metabolismo de N-NO3- na raiz quando comparadas a cultivar AG 122® que o faz preferencialmente na parte aérea.

Characteristics of the root system in two Brazilian upland rice varieties which exhibit contrasting behavior towards drought tolerance / Características radiculares de duas variedades brasileiras de arroz de terras altas contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico

Root system architecture plays a fundamental role in the adaptation of rice to environments subjected to abiotic stresses. This study aimed to characterize the root architecture and morphology of two Brazilian upland rice varieties which display contrasting behavior towards drought tolerance: the tolerant Catetão and susceptible Mira varieties. Two experiments were carried out under greenhouse and growth chamber conditions. The experimental design was completely randomized in a 2 × 2 factorial scheme (varieties × drought stress conditions) with four replicates. Rice varieties were subjected to control and drought conditions for 14 days. Drought stress was applied either by withholding water until the desirable soil tension was achieved or by addition of 20% polyethylene glycol 6000 (PEG) to the nutritive solution. After harvest, the dry weight, root architecture, as well as physiological and root features were assessed. Under drought stress, a higher root biomass was recorded in Catetão compared to Mira. A higher ratio of deep rooting (RDR) was observed for Catetão, while Mira remained stable in response to drought stress. The evaluated physiological features showed that the Catetão variety is less likely to compromise membrane integrity and lipid peroxidation during drought stress. Moreover, analyzed root features exhibited a significant increase in lateral root emission and root density for Catetão in response to drought treatment, which may be considered an important feature when selecting for superior genotypes.

A arquitetura do sistema radicular exibe um papel fundamental na adaptação do arroz a ambientes sujeitos a estresses abióticos. Por esta razão, este estudo teve como objetivo caracterizar a arquitetura do sistema radicular e sua morfologia em duas variedades de arroz brasileiras de sequeiro contrastantes quanto à tolerância ao estresse hídrico, Catetão (tolerante) e Mira (suscetível). Foram realizados dois experimentos, o primeiro em casa de vegetação e o segundo em câmara de crescimento. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro repetições em um esquema fatorial 2 x 2 (variedades x condições de estresse hídrico). As variedades de arroz foram submetidas a condições controle e estresse hídrico durante 14 dias. O estresse hídrico foi aplicado ao reduzir a lâmina dágua a tensão desejada no solo ou com a utilização de 20% de polietilenoglicol 6000 (PEG) na solução nutritiva. A massa seca, arquitetura do sistema radicular, características fisiológicas e características radiculares foram determinadas após a colheita. A variedade Catetão mostrou maior biomassa radicular comparada a Mira quando submetida ao estresse hídrico. Foi observado maior taxa de raízes profundas (RDR) na Catetão, enquanto a Mira permaneceu estável em resposta ao estresse hídrico. As características fisiológicas avaliadas mostraram que a variedade Catetão está menos sujeita a danos a integridade da membrana e peroxidação de lipídeos durante o estresse hídrico. Além disso, as características radiculares analisadas mostraram que a variedade Catetão apresentou um aumento significativo na emissão de raízes laterais e densidade radicular em resposta ao estresse hídrico, o que pode ser considerado como uma importante característica a ser selecionada em genótipos superiores.