Biochemical changes in black oat plants in response to water deficit under different temperatures / Mudanças bioquímicas em plantas de aveia preta em resposta ao déficit hídrico sob diferentes temperaturas

The black oat (Avena strigosa Schreb.) stands out as a forage of great importance in Brazilian agriculture. However, the productivity and quality of this forage can be affected by abiotic factors, such as temperature and water availability, which affect the physiological processes and facilitate the accumulation of free radicals (reactive oxygen species - ROS). Thus, the objective of this study was to understand the biochemical changes in black oat plants subjected to water deficit at different temperatures. Experiments were conducted in a greenhouse in two experimental periods, which presented an average temperature of 20 °C and 24 °C, respectively. Black oat seeds, of the variety IAPAR 61, were sown in pots and the plants were irrigated for 60 days. After which, the pots were covered with plastic bags and the irrigation was suspended. The analyses were carried out in five periods of evaluation - M1: plants before the suspensionof irrigation, M2: plants at the first wilting point, M3: three days after plastic removal and irrigation return, M4: four days after M3 and before the second suspension of irrigation, and M5: the second wilting point. The levels of total protein and malondialdehyde (MDA), and the activity of the enzymes catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX), were analyzed. The experimental design was completely randomized, with six replications, in a factorial scheme of average temperature × water management × periods of evaluation, and the means were compared by Tukey's test at 5%. In response to water deficiency and temperature increase, black oat plants increased their levels of total soluble proteins, and there was greater lipid peroxidation due to the increase in malondialdehyde content. There was no change in the activity of the enzymes catalase and ascorbate peroxidase under water deficit, and these activities decreased with increasing temperature.

A aveia-preta (Avena strigosa Schreb.) destaca-se como uma forragem de grande importância na agricultura brasileira. Porém, a produtividade e a qualidade dessa forragem podem ser afetadas por fatores abióticos, como temperatura e disponibilidade de água, que afetam os processos fisiológicos e facilitam o acúmulo de radicais livres (espécies reativas de oxigênio - ROS). Assim, o objetivo deste estudo foi compreender as alterações bioquímicas em plantas de aveia preta submetidas ao déficit hídrico em diferentes temperaturas. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação em dois períodos experimentais, os quais apresentaram temperatura média de 20 °C e 24 °C, respectivamente. Sementes de aveia preta, variedade IAPAR 61, foram semeadas em vasos e as plantas irrigadas por 60 dias. Depois disso, os vasos foram cobertos com sacos plásticos e a irrigação foi suspensa. As análises foram realizadas em cinco períodos de avaliação - M1: plantas antes da suspensão da irrigação, M2: plantas no primeiro ponto de murcha, M3: três dias após a retirada do plástico e retorno da irrigação, M4: quatro dias após M3 e antes do segundo suspensão da irrigação e M5: o segundo ponto de murcha. Foram analisados os níveis de proteína total e malondialdeído (MDA) e a atividade das enzimas catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis repetições, em esquema fatorial temperatura média × manejo da água × períodos de avaliação, e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5%. Em resposta à deficiência hídrica e ao aumento da temperatura, as plantas de aveia preta aumentaram seus níveis de proteínas solúveis totais e houve maior peroxidação lipídica devido ao aumento do teor de malondialdeído. Não houve alteração na atividade das enzimas catalase e ascorbato peroxidase sob déficit hídrico, sendo que essas atividades diminuíram com o aumento da temperatura.

Biochemical changes in black oat plants in response to water deficit under different temperatures / Mudanças bioquímicas em plantas de aveia preta em resposta ao déficit hídrico sob diferentes temperaturas

The black oat (Avena strigosa Schreb.) stands out as a forage of great importance in Brazilian agriculture. However, the productivity and quality of this forage can be affected by abiotic factors, such as temperature and water availability, which affect the physiological processes and facilitate the accumulation of free radicals (reactive oxygen species - ROS). Thus, the objective of this study was to understand the biochemical changes in black oat plants subjected to water deficit at different temperatures. Experiments were conducted in a greenhouse in two experimental periods, which presented an average temperature of 20 °C and 24 °C, respectively. Black oat seeds, of the variety IAPAR 61, were sown in pots and the plants were irrigated for 60 days. After which, the pots were covered with plastic bags and the irrigation was suspended. The analyses were carried out in five periods of evaluation - M1: plants before the suspensionof irrigation, M2: plants at the first wilting point, M3: three days after plastic removal and irrigation return, M4: four days after M3 and before the second suspension of irrigation, and M5: the second wilting point. The levels of total protein and malondialdehyde (MDA), and the activity of the enzymes catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX), were analyzed. The experimental design was completely randomized, with six replications, in a factorial scheme of average temperature × water management × periods of evaluation, and the means were compared by Tukey's test at 5%. In response to water deficiency and temperature increase, black oat plants increased their levels of total soluble proteins, and there was greater lipid peroxidation due to the increase in malondialdehyde content. There was no change in the activity of the enzymes catalase and ascorbate peroxidase under water deficit, and these activities decreased with increasing temperature.(AU)

A aveia-preta (Avena strigosa Schreb.) destaca-se como uma forragem de grande importância na agricultura brasileira. Porém, a produtividade e a qualidade dessa forragem podem ser afetadas por fatores abióticos, como temperatura e disponibilidade de água, que afetam os processos fisiológicos e facilitam o acúmulo de radicais livres (espécies reativas de oxigênio - ROS). Assim, o objetivo deste estudo foi compreender as alterações bioquímicas em plantas de aveia preta submetidas ao déficit hídrico em diferentes temperaturas. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação em dois períodos experimentais, os quais apresentaram temperatura média de 20 °C e 24 °C, respectivamente. Sementes de aveia preta, variedade IAPAR 61, foram semeadas em vasos e as plantas irrigadas por 60 dias. Depois disso, os vasos foram cobertos com sacos plásticos e a irrigação foi suspensa. As análises foram realizadas em cinco períodos de avaliação - M1: plantas antes da suspensão da irrigação, M2: plantas no primeiro ponto de murcha, M3: três dias após a retirada do plástico e retorno da irrigação, M4: quatro dias após M3 e antes do segundo suspensão da irrigação e M5: o segundo ponto de murcha. Foram analisados os níveis de proteína total e malondialdeído (MDA) e a atividade das enzimas catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com seis repetições, em esquema fatorial temperatura média × manejo da água × períodos de avaliação, e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5%. Em resposta à deficiência hídrica e ao aumento da temperatura, as plantas de aveia preta aumentaram seus níveis de proteínas solúveis totais e houve maior peroxidação lipídica devido ao aumento do teor de malondialdeído. Não houve alteração na atividade das enzimas catalase e ascorbato peroxidase sob déficit hídrico, sendo que essas atividades diminuíram com o aumento da temperatura.(AU)

Electrical conductivity as an indicator of damage due to low temperatures in beans leaves / Condutividade elétrica como indicador de danos por temperaturas baixas em folhas de feijão

The electrical conductivity test indirectly evaluates cell membrane disorganization by quantifying the electrolytes released into the water after tissue imbibing. The objective of this work was to evaluate methodological variations in the electrical conductivity test, for it to serve as an indicator of low temperature-induced damages and estimate the cold tolerance of bean plants. Cultivar IPR Uirapuru plants were subjected to minimum temperatures of 4°C, 2°C, 0°C, -1°C, -2°C, -3°C, and -4°C for 1 h in a growth chamber under controlled conditions. After the treatment period, the response of plants to cold stress was evaluated by determination of the total protein content, and catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymatic activities, and evaluation of photosystem II (Fm/Fv) efficiency and leaf anatomy. These results were compared with those obtained in the electrical conductivity test, which was performed in plants under cold stress as well as under a non-stress environment, with 2, 4, 6, and 8 leaf discs immersed in 30 mL of distilled water for 24 h in BOD, at temperatures of 25°C, 30°C, and 35°C. Analysis of variance was performed using a completely randomized design, and for electrical conductivity, a number of discs × cold stress temperature combinations were used for each soak temperature. The averages were compared using the Turkeys test at 5% and 10% probability. Pearson correlation coefficient (r) between the conductivity averages and other cold stress evaluation data was also performed. The results showed a marked reduction in the ratio (Fv/Fm) only in the treatments at -3°C and -4°C, which indicated tissue death. At temperatures below 0°C, there was a collapse of the leaf blade tissues, and it was not possible to differentiate the palisade parenchyma from the spongy parenchyma in the treatments at -2°C, -3°C, and -4°C. There was an increase in the protein content since the temperature -3°C...(AU)

O teste de condutividade elétrica avalia de forma indireta a desorganização da membrana celular, pela quantificação dos eletrólitos liberados na água após a embebição dos tecidos. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar as variações de metodologias no teste de condutividade elétrica como indicador de danos por temperaturas baixas para estimar a tolerância ao frio de plantas de feijão preto. Dessa forma, as plantas da cultivar IPR Uirapuru foram submetidas às temperaturas mínimas de 4°C, 2°C, 0°C, -1°C, -2°C, -3°C e -4°C, por uma hora, em câmara de crescimento sob condições controladas. Após esse período, a resposta das plantas ao estresse por frio foi avaliada pela determinação do teor de proteínas totais, atividade enzimática da catalase (CAT) e da ascorbato peroxidase (APX), além da avaliação da eficiência do fotossistema II (Fv/Fm) e da anatomia foliar. Esses resultados foram comparados com os obtidos no teste de condutividade elétrica o qual foi realizado nas plantas após o estresse frio e em plantas não estressadas (ambiente) com 2, 4, 6 e 8 discos foliares imersos em 30 ml de água destilada, mantidos por 24 horas em B.O.D nas temperaturas de 25°C, 30°C e 35°C. A análise de variância foi realizada em delineamento inteiramente casualizado, e para condutividade elétrica utilizou-se fatorial número de discos x temperatura de estresse ao frio para cada temperatura de embebição separadamente. As médias foram comparadas pelo teste Tukey a 5 e 10% de probabilidade. Realizou-se a correlação de Pearson (r) entre as médias de condutividade e os demais testes de avaliação do estresse por frio. Nos resultados observou-se acentuada redução da relação (Fv/Fm) apenas nos tratamentos -3°C e -4°C indicando morte dos tecidos. Para temperaturas inferiores a 0°C houve colapso dos tecidos do limbo foliar, não sendo possível diferenciar o parênquima paliçádico do parênquima esponjoso nos tratamentos -2, -3 e -4°C...(AU)

Electrical conductivity as an indicator of damage due to low temperatures in beans leaves / Condutividade elétrica como indicador de danos por temperaturas baixas em folhas de feijão

The electrical conductivity test indirectly evaluates cell membrane disorganization by quantifying the electrolytes released into the water after tissue imbibing. The objective of this work was to evaluate methodological variations in the electrical conductivity test, for it to serve as an indicator of low temperature-induced damages and estimate the cold tolerance of bean plants. Cultivar IPR Uirapuru plants were subjected to minimum temperatures of 4°C, 2°C, 0°C, -1°C, -2°C, -3°C, and -4°C for 1 h in a growth chamber under controlled conditions. After the treatment period, the response of plants to cold stress was evaluated by determination of the total protein content, and catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymatic activities, and evaluation of photosystem II (Fm/Fv) efficiency and leaf anatomy. These results were compared with those obtained in the electrical conductivity test, which was performed in plants under cold stress as well as under a non-stress environment, with 2, 4, 6, and 8 leaf discs immersed in 30 mL of distilled water for 24 h in BOD, at temperatures of 25°C, 30°C, and 35°C. Analysis of variance was performed using a completely randomized design, and for electrical conductivity, a number of discs × cold stress temperature combinations were used for each soak temperature. The averages were compared using the Turkey’s test at 5% and 10% probability. Pearson correlation coefficient (r) between the conductivity averages and other cold stress evaluation data was also performed. The results showed a marked reduction in the ratio (Fv/Fm) only in the treatments at -3°C and -4°C, which indicated tissue death. At temperatures below 0°C, there was a collapse of the leaf blade tissues, and it was not possible to differentiate the palisade parenchyma from the spongy parenchyma in the treatments at -2°C, -3°C, and -4°C. There was an increase in the protein content since the temperature -3°C...

O teste de condutividade elétrica avalia de forma indireta a desorganização da membrana celular, pela quantificação dos eletrólitos liberados na água após a embebição dos tecidos. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar as variações de metodologias no teste de condutividade elétrica como indicador de danos por temperaturas baixas para estimar a tolerância ao frio de plantas de feijão preto. Dessa forma, as plantas da cultivar IPR Uirapuru foram submetidas às temperaturas mínimas de 4°C, 2°C, 0°C, -1°C, -2°C, -3°C e -4°C, por uma hora, em câmara de crescimento sob condições controladas. Após esse período, a resposta das plantas ao estresse por frio foi avaliada pela determinação do teor de proteínas totais, atividade enzimática da catalase (CAT) e da ascorbato peroxidase (APX), além da avaliação da eficiência do fotossistema II (Fv/Fm) e da anatomia foliar. Esses resultados foram comparados com os obtidos no teste de condutividade elétrica o qual foi realizado nas plantas após o estresse frio e em plantas não estressadas (ambiente) com 2, 4, 6 e 8 discos foliares imersos em 30 ml de água destilada, mantidos por 24 horas em B.O.D nas temperaturas de 25°C, 30°C e 35°C. A análise de variância foi realizada em delineamento inteiramente casualizado, e para condutividade elétrica utilizou-se fatorial número de discos x temperatura de estresse ao frio para cada temperatura de embebição separadamente. As médias foram comparadas pelo teste Tukey a 5 e 10% de probabilidade. Realizou-se a correlação de Pearson (r) entre as médias de condutividade e os demais testes de avaliação do estresse por frio. Nos resultados observou-se acentuada redução da relação (Fv/Fm) apenas nos tratamentos -3°C e -4°C indicando morte dos tecidos. Para temperaturas inferiores a 0°C houve colapso dos tecidos do limbo foliar, não sendo possível diferenciar o parênquima paliçádico do parênquima esponjoso nos tratamentos -2, -3 e -4°C...