Productivity and drought tolerance of cassava cultivars in the Coastal Tablelands of Northeastern Brazil / Produtividade e tolerância à deficiência hídrica de cultivares de mandioca nos Tabuleiros Costeiros do Nordeste

Ten cassava cultivars were grown in the field and evaluated to identify the most adapted to the Coastal Tablelands of northeast Brazil. The cultivars showed differences in proline and chlorophyll contents, plant height, number of leaves and branches, canopy area and root production, however they did not differ on photosynthetic rates. Cultivars 'Tianguá' and '9783-13' presented lower root yield, whereas 'BRS Tapioqueira' and 'Irará' had the highest root yield. Few leaves coupled with the highest water use efficiency for CO2 assimilation was found in 'BRS Kiriris' in contrast to 'BRS Jarina' and '9783-13'. 'BRS Caipira' had high proline content in both Umbaúba and Frei Paulo areas, traits usually associated to drought tolerance, that contribute to the adaptation. It is also important to consider that cultivar 'BRS Caipira' was the first to present increase in chlorophyll content after extended period of drought, that indicates a faster recovery after dry season. Furthermore, the results indicated that the most adapted cultivars for cultivation in this area are 'Irará', 'BRS Tapioqueira', 'BRS Kiriris' and 'BRS Caipira'.(AU)

Dez cultivares de mandioca foram cultivadas no campo e avaliadas para identificar a mais adaptada aos Tabuleiros Costeiros do Nordeste do Brasil. As cultivares apresentaram diferenças nos teores de prolina e clorofila, altura, número de folhas e ramos, área de copa e produção de raízes, no entanto, não diferiram quanto às taxas fotossintéticas. As cultivares 'Tianguá' e '9783-13' apresentaram menor rendimento de raízes e 'BRS Tapioqueira' e 'Irará' maior rendimento. Poucas folhas e maior eficiência no uso da água para a assimilação de CO2 foi verificado em 'BRS Kiriris', em contraste com 'BRS Jarina' e '9783-13'. 'BRS Caipira' teve alto teor de prolina em Umbaúba e em Frei Paulo, características geralmente associadas à tolerância à seca, que contribuem para adaptação. Também é importante considerar que a cultivar 'BRS Caipira' foi a primeira a apresentar aumento no teor de clorofila após longo período de seca, o que indica recuperação mais rápida após período seco. Além disso, os resultados indicam que as cultivares mais adaptadas ao cultivo nessa área são 'Irará', 'BRS Tapioqueira', 'BRS Kiriris' e 'BRS Caipira'.(AU)

Photosynthetic acclamatory response of Panicum antidotale Retz. populations to root zone desiccation stress

Abstract Growth of plants is severely reduced due to water stress by affecting photosynthesis including photosystem II (PSII) activity and electron transport. This study emphasised on comparative and priority targeted changes in PSII activity due to progressive drought in seven populations of Panicum antidotale (P. antidotale) collected from Cholistan Desert and non-Cholistan regions. Tillers of equal growth of seven populations of P. antidotale grown in plastic pots filled with soil were subjected progressive drought by withholding water irrigation for three weeks. Progressive drought reduced the soil moisture content, leaf relative water content, photosynthetic pigments and fresh and dry biomass of shoots in all seven populations. Populations from Dingarh Fort, Dingarh Grassland and Haiderwali had higher growth than those of other populations. Cholistani populations especially in Dingarh Grassland and Haiderwali had greater ability of osmotic adjustment as reflected by osmotic potential and greater accumulation of total soluble proteins. Maximum H2O2 under water stress was observed in populations from Muzaffargarh and Khanewal but these were intermediate in MDA content. Under water stress, populations from Muzaffargarh and Dingarh Fort had greater K+ accumulation in their leaves. During progressive drought, non-Cholistani populations showed complete leaf rolling after 23 days of drought, and these populations could not withstand with more water stress condition while Cholistani populations tolerated more water stress condition for 31 days. Moreover, progressive drought caused PSII damages after 19 days and it became severe after 23 days in non-Cholistani populations of P. antidotale than in Cholistani populations.

Resumo O crescimento das plantas é severamente reduzido devido ao estresse hídrico, afetando a fotossíntese, incluindo a atividade do fotossistema II (PSII) e o transporte de elétrons. Este estudo enfatizou as mudanças comparativas e prioritárias na atividade do PSII devido à seca progressiva em sete populações de Panicum antidotale (P. antidotale) coletadas no Deserto do Cholistão e regiões fora do Cholistão. Perfilhos de igual crescimento de sete populações de P. antidotale cultivadas em vasos de plástico cheios de solo foram submetidos à seca progressiva, retendo a irrigação com água por três semanas. A seca progressiva reduziu o teor de umidade do solo, teor de água relativo nas folhas, pigmentos fotossintéticos e biomassa fresca e seca dos brotos em todas as sete populações. Populações de Dingarh Fort, Dingarh Grassland e Haiderwali tiveram maior crescimento do que as de outras populações. As populações de Cholistani, especialmente em Dingarh Grassland e Haiderwali, apresentaram maior capacidade de ajuste osmótico, refletido pelo potencial osmótico e maior acúmulo de proteínas solúveis totais. H2O2 máximo sob estresse hídrico foi observado em populações de Muzaffargarh e Khanewal, mas estas foram intermediárias no conteúdo de MDA. Sob estresse hídrico, as populações de Muzaffargarh e Dingarh Fort tiveram maior acúmulo de K+ em suas folhas. Durante a seca progressiva, as populações não cholistanesas mostraram rolagem completa das folhas após 23 dias de seca, e essas populações não conseguiram suportar mais condições de estresse hídrico, enquanto as populações cholistani toleraram mais condições de estresse hídrico por 31 dias. Além disso, a seca progressiva causou danos ao PSII após 19 dias e tornou-se severa após 23 dias em populações não cholistanesas de P. antidotale do que em populações cholistanesas.

Photosynthetic acclamatory response of Panicum antidotale Retz. populations to root zone desiccation stress / Reação fotossintética aclamatória de Panicum antidotale Retz. populações submetidas ao estresse da dessecação da zona radicular

Abstract Growth of plants is severely reduced due to water stress by affecting photosynthesis including photosystem II (PSII) activity and electron transport. This study emphasised on comparative and priority targeted changes in PSII activity due to progressive drought in seven populations of Panicum antidotale (P. antidotale) collected from Cholistan Desert and non-Cholistan regions. Tillers of equal growth of seven populations of P. antidotale grown in plastic pots filled with soil were subjected progressive drought by withholding water irrigation for three weeks. Progressive drought reduced the soil moisture content, leaf relative water content, photosynthetic pigments and fresh and dry biomass of shoots in all seven populations. Populations from Dingarh Fort, Dingarh Grassland and Haiderwali had higher growth than those of other populations. Cholistani populations especially in Dingarh Grassland and Haiderwali had greater ability of osmotic adjustment as reflected by osmotic potential and greater accumulation of total soluble proteins. Maximum H2O2 under water stress was observed in populations from Muzaffargarh and Khanewal but these were intermediate in MDA content. Under water stress, populations from Muzaffargarh and Dingarh Fort had greater K+ accumulation in their leaves. During progressive drought, non-Cholistani populations showed complete leaf rolling after 23 days of drought, and these populations could not withstand with more water stress condition while Cholistani populations tolerated more water stress condition for 31 days. Moreover, progressive drought caused PSII damages after 19 days and it became severe after 23 days in non-Cholistani populations of P. antidotale than in Cholistani populations.

Resumo O crescimento das plantas é severamente reduzido devido ao estresse hídrico, afetando a fotossíntese, incluindo a atividade do fotossistema II (PSII) e o transporte de elétrons. Este estudo enfatizou as mudanças comparativas e prioritárias na atividade do PSII devido à seca progressiva em sete populações de Panicum antidotale (P. antidotale) coletadas no Deserto do Cholistão e regiões fora do Cholistão. Perfilhos de igual crescimento de sete populações de P. antidotale cultivadas em vasos de plástico cheios de solo foram submetidos à seca progressiva, retendo a irrigação com água por três semanas. A seca progressiva reduziu o teor de umidade do solo, teor de água relativo nas folhas, pigmentos fotossintéticos e biomassa fresca e seca dos brotos em todas as sete populações. Populações de Dingarh Fort, Dingarh Grassland e Haiderwali tiveram maior crescimento do que as de outras populações. As populações de Cholistani, especialmente em Dingarh Grassland e Haiderwali, apresentaram maior capacidade de ajuste osmótico, refletido pelo potencial osmótico e maior acúmulo de proteínas solúveis totais. H2O2 máximo sob estresse hídrico foi observado em populações de Muzaffargarh e Khanewal, mas estas foram intermediárias no conteúdo de MDA. Sob estresse hídrico, as populações de Muzaffargarh e Dingarh Fort tiveram maior acúmulo de K+ em suas folhas. Durante a seca progressiva, as populações não cholistanesas mostraram rolagem completa das folhas após 23 dias de seca, e essas populações não conseguiram suportar mais condições de estresse hídrico, enquanto as populações cholistani toleraram mais condições de estresse hídrico por 31 dias. Além disso, a seca progressiva causou danos ao PSII após 19 dias e tornou-se severa após 23 dias em populações não cholistanesas de P. antidotale do que em populações cholistanesas.

Curvas pressão-volume e expansão foliar em cultivares de algodoeiro submetidos à défcit hídrico

The response of two cotton cultivars to water deficit was studied using leaf expansion and pressure-volume curves method to compare their ability in relation to osmotic adjustment. The osmotic potential at full saturation and at the turgor loss point, for 'IAC 13-1', were 0.1 MPa lower than for `IAC 20' under later stress. Osmotic adjustment at full saturation was 0.15 and 0.03 MPa, and at turgor loss point was 0.18 and 0.07 MPa for 'IAC 13-1'and 'IAC 20', respectively. The low osmotic potential values observed for 'IAC 13-1' suggests that the tissues support water deficit longer, before cells reach plasmolysis. The values for bulk modulus of elasticity were higher when both cultivars were under water deficit, and at 'IAC 13-1' seems to have cell walls greater elasticity. Leaf expansion stopped at water potential, before sunrise, at -1.04 and -0.98 MPa for 'IAC 13-1' and 'IAC 20', respectively.

Foi avaliado o comportamento de dois cultivares de algodoeiro em resposta ao déficit hídrico, utilizando-se a expansão foliar como parâmetro discriminatório, bem como a metodologia das curvas pressão-volume para comparar suas habilidades com relação ao ajustamento osmótico. Nos tratamentos estressados, os valores dos FONT FACE="Symbol">Y /font>s em plena turgescência e em turgescência zero obtidos para 'IAC 13-1' foram 0,1 MPa menores do que os obtidos para 'IAC 20'. O ajustamento osmótico em plena turgescência foi de 0.15 e 0.03 MPa, e em turgescência zero foi de 0.18 e 0.07 MPa, respectivamente para os dois cultivares. Os menores valores obtidos para o cultivar 'IAC 13-1' parecem indicar que seus tecidos suportam o estresse por um tempo maior antes das células atingirem o estado de plasmólise. Os valores do módulo volumétrico de elasticidade aumentaram quando os dois cultivares foram submetidos ao estresse hídrico, sendo que o cultivar 'IAC 13-1' parece apresentar paredes celulares com maior elasticidade. Os valores de FONT FACE="Symbol">Y /font>a, antes do amanhecer, em que ocorreu a paralização do crescimento da folha foram -1,04 MPa e -0,98 MPa para os cultivares 'IAC 13-1' e 'IAC 20', respectivamente, mas não detectou-se diferenças significativas entre os dois cultivares.

Curvas pressão-volume e expansão foliar em cultivares de algodoeiro submetidos à défcit hídrico

The response of two cotton cultivars to water deficit was studied using leaf expansion and pressure-volume curves method to compare their ability in relation to osmotic adjustment. The osmotic potential at full saturation and at the turgor loss point, for 'IAC 13-1', were 0.1 MPa lower than for `IAC 20' under later stress. Osmotic adjustment at full saturation was 0.15 and 0.03 MPa, and at turgor loss point was 0.18 and 0.07 MPa for 'IAC 13-1'and 'IAC 20', respectively. The low osmotic potential values observed for 'IAC 13-1' suggests that the tissues support water deficit longer, before cells reach plasmolysis. The values for bulk modulus of elasticity were higher when both cultivars were under water deficit, and at 'IAC 13-1' seems to have cell walls greater elasticity. Leaf expansion stopped at water potential, before sunrise, at -1.04 and -0.98 MPa for 'IAC 13-1' and 'IAC 20', respectively.

Foi avaliado o comportamento de dois cultivares de algodoeiro em resposta ao déficit hídrico, utilizando-se a expansão foliar como parâmetro discriminatório, bem como a metodologia das curvas pressão-volume para comparar suas habilidades com relação ao ajustamento osmótico. Nos tratamentos estressados, os valores dos FONT FACE="Symbol">Y /font>s em plena turgescência e em turgescência zero obtidos para 'IAC 13-1' foram 0,1 MPa menores do que os obtidos para 'IAC 20'. O ajustamento osmótico em plena turgescência foi de 0.15 e 0.03 MPa, e em turgescência zero foi de 0.18 e 0.07 MPa, respectivamente para os dois cultivares. Os menores valores obtidos para o cultivar 'IAC 13-1' parecem indicar que seus tecidos suportam o estresse por um tempo maior antes das células atingirem o estado de plasmólise. Os valores do módulo volumétrico de elasticidade aumentaram quando os dois cultivares foram submetidos ao estresse hídrico, sendo que o cultivar 'IAC 13-1' parece apresentar paredes celulares com maior elasticidade. Os valores de FONT FACE="Symbol">Y /font>a, antes do amanhecer, em que ocorreu a paralização do crescimento da folha foram -1,04 MPa e -0,98 MPa para os cultivares 'IAC 13-1' e 'IAC 20', respectivamente, mas não detectou-se diferenças significativas entre os dois cultivares.