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

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 preliminary approach to embryonic development of Austrolebias wolterstorffi, an endangered neotropical annual fish species / Desenvolvimento embrionário de Austrolebias wolterstorffi, uma espécie de peixe anual neotropical criticamente ameaçada de extinção

Annual fish live exclusively in temporary wetlands and are among the shortest-lived vertebrates in the world. These fish persist in these habitats due to drought-resistant eggs, that which, through diapauses are able to detect stimuli from the environment to start the development processes. They are also able to direct their embryonic development in different trajectories with different development times. Our objective in this paper was to describe the different stages of embryonic development of Austrolebias wolterstorffi, a critically endangered annual fish. A total of 27 stages of embryonic development were identified for the two observed developmental pathways (direct and diapause 2). Of these 27 developmental stages observed, 24 were identical between the two types of trajectories and three different. A total of 90% of the embryos that completed their development proceeded normally, without pauses. One embryo had a different development from the others, entering diapause 2, with a pause in development for 48 h. Although the embryonic development of A. wolterstorffi is similar to that of other Neotropical annual fish species, the diapause 2 occurs when the embryo has a large body size and a well-developed brain, indicating that the lack of embryonic information of the genus Austrolebias may hide characteristics still undescribed or even different survival strategies than what has been observed for other annual fish.

Os peixes anuais vivem exclusivamente em áreas úmidas temporárias e estão entre os vertebrados de vida mais curta do mundo. Esses peixes persistem nesses habitats devido a ovos resistentes à seca, que, por meio de diapausas, são capazes de detectar estímulos do ambiente para iniciar os processos de desenvolvimento embrionário. Eles também são capazes de direcionar seu desenvolvimento embrionário em diferentes trajetórias com diferentes tempos de desenvolvimento. O objetivo deste trabalho foi descrever os diferentes estágios do desenvolvimento embrionário de Austrolebias wolterstorffi, um peixe anual criticamente ameaçado. Um total de 27 estágios de desenvolvimento embrionário foram identificados para as duas trajetórias de desenvolvimento observadas (direto e diapausa 2). Desses 27 estágios de desenvolvimento observados, 24 eram idênticos entre os dois tipos de trajetórias e três diferentes. Um total de 90% dos embriões que completaram seu desenvolvimento seguiu normalmente, sem pausas. Um embrião teve um desenvolvimento diferente dos demais, entrando na diapausa 2, com pausa no desenvolvimento de 48h. Embora o desenvolvimento embrionário de A. wolterstorffi seja semelhante ao de outras espécies de peixes anuais neotropicais, a diapausa 2 ocorre quando o embrião tem um corpo grande e um cérebro bem desenvolvido, indicando que a falta de informação embrionária do gênero Austrolebias pode escondem características ainda não descritas ou mesmo estratégias de sobrevivência diferentes das observadas para outros peixes anuais.

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.

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)

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

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.

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)

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)

Growth of provenances of Cryptocarya alba during water stress and after rewatering in the nursery

ABSTRACT: Intensification of drought in Mediterraneantype climates has limited seedling establishment. The knowledge of the ecology of selected species and its intraspecific variation to water stress at the seedling stage should be considered in order to overcome limitations. We investigated variations in growth, survival, and leaflevel physiology in four provenances of the endemic Cryptocarya alba (Mol.) during water stress and after rewatering. Seedlings were cultured in the nursery during 23 months and then subjected to two watering treatments based on soil water content (wellwatered and water restriction, 0.38 and 0.17 cm3 cm3, respectively) for 45 days. At the end of the watering treatments, seedling growth, above and belowground biomass, survival, and leaf gas exchange were measured. Right after the watering treatments, the surviving seedlings were submitted to a recovery period of 21 days, in which all seedlings were rewatered at 0.38 cm3 cm3 of soil water content and measured for leaf gas exchange. Provenances differed in growth and biomass allocation. Unlike growth and biomass, interaction between provenance and watering treatments was found for photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, and water use efficiency of northern provenances, exhibiting the highest performance under water restriction. However, most variations observed occurred before the rewatering period and only a few occurred after this period. The four provenances under study exhibited similar photosynthesis and stomatal conductance after rewatering. Our study demonstrated phenotypic variation of C. alba and the capability of the species to withstand and recover from water stress.

Growth of provenances of Cryptocarya alba during water stress and after re–watering in the nursery

Intensification of drought in Mediterranean–type climates has limited seedling establishment. The knowledge of the ecology of selected species and its intraspecific variation to water stress at the seedling stage should be considered in order to overcome limitations. We investigated variations in growth, survival, and leaf–level physiology in four provenances of the endemic Cryptocarya alba (Mol.) during water stress and after re–watering. Seedlings were cultured in the nursery during 23 months and then subjected to two watering treatments based on soil water content (well–watered and water restriction, 0.38 and 0.17 cm3 cm−3, respectively) for 45 days. At the end of the watering treatments, seedling growth, above– and belowground biomass, survival, and leaf gas exchange were measured. Right after the watering treatments, the surviving seedlings were submitted to a recovery period of 21 days, in which all seedlings were re–watered at 0.38 cm3 cm−3 of soil water content and measured for leaf gas exchange. Provenances differed in growth and biomass allocation. Unlike growth and biomass, interaction between provenance and watering treatments was found for photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, and water use efficiency of northern provenances, exhibiting the highest performance under water restriction. However, most variations observed occurred before the re–watering period and only a few occurred after this period. The four provenances under study exhibited similar photosynthesis and stomatal conductance after re–watering. Our study demonstrated phenotypic variation of C. alba and the capability of the species to withstand and recover from water stress.

Growth of provenances of Cryptocarya alba during water stress and after re–watering in the nursery

Intensification of drought in Mediterranean–type climates has limited seedling establishment. The knowledge of the ecology of selected species and its intraspecific variation to water stress at the seedling stage should be considered in order to overcome limitations. We investigated variations in growth, survival, and leaf–level physiology in four provenances of the endemic Cryptocarya alba (Mol.) during water stress and after re–watering. Seedlings were cultured in the nursery during 23 months and then subjected to two watering treatments based on soil water content (well–watered and water restriction, 0.38 and 0.17 cm3 cm−3, respectively) for 45 days. At the end of the watering treatments, seedling growth, aboveand belowground biomass, survival, and leaf gas exchange were measured. Right after the watering treatments, the surviving seedlings were submitted to a recovery period of 21 days, in which all seedlings were re–watered at 0.38 cm3 cm−3 of soil water content and measured for leaf gas exchange. Provenances differed in growth and biomass allocation. Unlike growth and biomass, interaction between provenance and watering treatments was found for photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, and water use efficiency of northern provenances, exhibiting the highest performance under water restriction. However, most variations observed occurred before the re–watering period and only a few occurred after this period. The four provenances under study exhibited similar photosynthesis and stomatal conductance after re–watering. Our study demonstrated phenotypic variation of C. alba and the capability of the species to withstand and recover from water stress.(AU)

A short review: Comparisons of high-throughput phenotyping methods for detecting drought tolerance

Drought is a major threat worldwide for crop production, especially due to the rapid climate changes. Current drought solutions involve improving irrigation system, rainwater harvesting, damming, cloud seeding, and changes of cultivation methods. Despite effective, each solution has economic, environmental, and temporal drawbacks. Among all solutions, the most effective, inexpensive and manageable method is the use of drought-tolerant cultivars via plant breeding. However, conventional plant breeding is a time-consuming and laborious task, especially for phenotypic data acquisition of target traits of numerous progenies. High-throughput phenotyping (HTP) is a recently developed method and has potential to overcome the mentioned issues. HTP offers massive, accurate, rapid, and automatic data acquisition in the breeding procedure and can be a breakthrough for developing drought resistant/tolerant cultivars. This study introduces various methods of HTP to detect drought stress, which can accelerate the breeding processes of drought-tolerant cultivars to provide helpful guidelines for breeders and researchers to choose appropriate methods.(AU)

A short review: Comparisons of high-throughput phenotyping methods for detecting drought tolerance

Drought is a major threat worldwide for crop production, especially due to the rapid climate changes. Current drought solutions involve improving irrigation system, rainwater harvesting, damming, cloud seeding, and changes of cultivation methods. Despite effective, each solution has economic, environmental, and temporal drawbacks. Among all solutions, the most effective, inexpensive and manageable method is the use of drought-tolerant cultivars via plant breeding. However, conventional plant breeding is a time-consuming and laborious task, especially for phenotypic data acquisition of target traits of numerous progenies. High-throughput phenotyping (HTP) is a recently developed method and has potential to overcome the mentioned issues. HTP offers massive, accurate, rapid, and automatic data acquisition in the breeding procedure and can be a breakthrough for developing drought resistant/tolerant cultivars. This study introduces various methods of HTP to detect drought stress, which can accelerate the breeding processes of drought-tolerant cultivars to provide helpful guidelines for breeders and researchers to choose appropriate methods.

Seed discontinuous hydration does not benefit germination, but improves drought tolerance of Triplaris gardneriana seedlings

The discontinuous seed hydration enables the acquisition of tolerance to environmental stresses, causing a stress imprint. It may modify metabolic patterns and lead to improved stress responses. This study aims to evaluate the effects of discontinuous hydration on germination and on seedling growth of Triplaris gardneriana Wedd. under intermittent drought. The seeds have gone through cycles (0, 1, 2 and 3) of hydration and dehydration (HD). The seedlings produced were subjected to water deficit (daily watering and intervals of seven and fourteen days between watering). Seed germinability parameters and, relative growth rate (RGR) of seedling, leaf area, dry matter yield and leaf relative water content (RWC) were evaluated. The HD cycles did not benefit germination, but two HD cycles induced a better biomass accumulation and increased leaf area in seedlings under moderate water deficit, while three HD cycles promoted an increase in RGR and influenced the RWC values. Severe stress affects seedling growth, but subjection to HD cycles minimizes the deleterious effects of drought, suggesting discontinuous hydration acts leading stress imprint in plants.

Seed discontinuous hydration does not benefit germination, but improves drought tolerance of Triplaris gardneriana seedlings

The discontinuous seed hydration enables the acquisition of tolerance to environmental stresses, causing a stress imprint. It may modify metabolic patterns and lead to improved stress responses. This study aims to evaluate the effects of discontinuous hydration on germination and on seedling growth of Triplaris gardneriana Wedd. under intermittent drought. The seeds have gone through cycles (0, 1, 2 and 3) of hydration and dehydration (HD). The seedlings produced were subjected to water deficit (daily watering and intervals of seven and fourteen days between watering). Seed germinability parameters and, relative growth rate (RGR) of seedling, leaf area, dry matter yield and leaf relative water content (RWC) were evaluated. The HD cycles did not benefit germination, but two HD cycles induced a better biomass accumulation and increased leaf area in seedlings under moderate water deficit, while three HD cycles promoted an increase in RGR and influenced the RWC values. Severe stress affects seedling growth, but subjection to HD cycles minimizes the deleterious effects of drought, suggesting discontinuous hydration acts leading stress imprint in plants.(AU)

Genetic divergence based on leaf vegetative and anatomical traits of Coffea canephora clones / Divergência genética com base em características vegetativas e anatômicas foliares de clones de Coffea canephora

Knowledge of the expression of traits associated with drought tolerance is important to mitigate impacts on coffee production in a climate change scenario. This study aimed to understand the genetic divergence between Coffea canephora genotypes grown in the Western Amazon based on leaf vegetative and anatomical traits. For this, fifteen high-performance genotypes were evaluated in a randomized block design with five replications of one plant per plot to analyze three leaf vegetative traits (leaf area index, root volume, and total dry mass) and five leaf anatomical traits (polar and equatorial diameter, density and number of stomata, and stomatal area). The data were interpreted using analysis of variance and the Scott-Knott mean cluster test (p ≤ 0.05). The Tocher optimization method and principal component analysis with reference points were used to quantify the genetic divergence. Tocher clustering separated the fifteen clones into five groups, and the scatter in the plane into three groups. Stomatal density was the trait that most contributed to the dissimilarity between genotypes with the potential to be used in future studies for the selection of water deficit-tolerant genotypes. The BRS 3213 genotype showed the greatest genetic dissimilarity and composed a group isolated from the other genotypes in terms of anatomical characteristics. Hybrids 12 and 15 have leaf anatomical traits with higher drought tolerance potential.

O conhecimento da expressão de características associadas a tolerância a seca é importante para mitigar os impactos na produção cafeeira em um cenário de mudanças climáticas. Objetivou-se com o presente trabalho entender a divergência de natureza genética entre genótipos de Coffea canephora cultivados na Amazônia Ocidental, com base em características vegetativas e anatômicas foliares. Para isso, quinze genótipos foram avaliados em delineamento de blocos casualizados com cinco repetições de uma planta por parcela, para análise de três características vegetativas (área foliar, volume de raiz, massa seca total) e cinco características anatômicas foliares (diâmetro polar e equatorial; densidade e número de estômatose área estomática). Os dados foram interpretados utilizando análise de variância e o teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). Para quantificar a divergência genética foi interpretado o agrupamento estimado pelo método de otimização de Tocher e a dispersão no plano obtida utilizando a técnica de componentes principais. O agrupamento de Tocher separou os 15 clones em cinco grupos, e a dispersão no plano em três grupos. A densidade estomática foi a característica que mais contribuiu para a dissimilaridade entre os genótipos com potencial para ser utilizada em estudos futuros de seleção de genótipos tolerantes ao déficit hídrico. O genótipo BRS 3213 apresentou maior dissimilaridade genética, constituindo um grupo isolado dos demais genótipos quanto as características anatômicas. Os Híbridos 12 e 15 apresentam características anatômicas foliares com maior potencial de tolerância a seca.

Genetic divergence based on leaf vegetative and anatomical traits of Coffea canephora clones / Divergência genética com base em características vegetativas e anatômicas foliares de clones de Coffea canephora

Knowledge of the expression of traits associated with drought tolerance is important to mitigate impacts on coffee production in a climate change scenario. This study aimed to understand the genetic divergence between Coffea canephora genotypes grown in the Western Amazon based on leaf vegetative and anatomical traits. For this, fifteen high-performance genotypes were evaluated in a randomized block design with five replications of one plant per plot to analyze three leaf vegetative traits (leaf area index, root volume, and total dry mass) and five leaf anatomical traits (polar and equatorial diameter, density and number of stomata, and stomatal area). The data were interpreted using analysis of variance and the Scott-Knott mean cluster test (p ≤ 0.05). The Tocher optimization method and principal component analysis with reference points were used to quantify the genetic divergence. Tocher clustering separated the fifteen clones into five groups, and the scatter in the plane into three groups. Stomatal density was the trait that most contributed to the dissimilarity between genotypes with the potential to be used in future studies for the selection of water deficit-tolerant genotypes. The BRS 3213 genotype showed the greatest genetic dissimilarity and composed a group isolated from the other genotypes in terms of anatomical characteristics. Hybrids 12 and 15 have leaf anatomical traits with higher drought tolerance potential.(AU)

O conhecimento da expressão de características associadas a tolerância a seca é importante para mitigar os impactos na produção cafeeira em um cenário de mudanças climáticas. Objetivou-se com o presente trabalho entender a divergência de natureza genética entre genótipos de Coffea canephora cultivados na Amazônia Ocidental, com base em características vegetativas e anatômicas foliares. Para isso, quinze genótipos foram avaliados em delineamento de blocos casualizados com cinco repetições de uma planta por parcela, para análise de três características vegetativas (área foliar, volume de raiz, massa seca total) e cinco características anatômicas foliares (diâmetro polar e equatorial; densidade e número de estômatose área estomática). Os dados foram interpretados utilizando análise de variância e o teste de Scott-Knott (p ≤ 0,05). Para quantificar a divergência genética foi interpretado o agrupamento estimado pelo método de otimização de Tocher e a dispersão no plano obtida utilizando a técnica de componentes principais. O agrupamento de Tocher separou os 15 clones em cinco grupos, e a dispersão no plano em três grupos. A densidade estomática foi a característica que mais contribuiu para a dissimilaridade entre os genótipos com potencial para ser utilizada em estudos futuros de seleção de genótipos tolerantes ao déficit hídrico. O genótipo BRS 3213 apresentou maior dissimilaridade genética, constituindo um grupo isolado dos demais genótipos quanto as características anatômicas. Os Híbridos 12 e 15 apresentam características anatômicas foliares com maior potencial de tolerância a seca.(AU)

Morphological and morphometric characteristics, drying rate, and chemical composition of forage grasses grown for hay production / Caracterização morfológica, desidratação e composição química de gramíneas forrageiras para produção de feno

The objective of this study is to characterize six forage grass cultivars used for hay production. The morphological and morphometric characteristics of these cultivars were determined using a completely randomized block design, and the rates of loss of dry matter and crude protein (CP) were evaluated using a completely randomized design with a 6 x 5 factorial scheme (six cultivars vs. five drying periods [0, 1, 2, 3 and 4 hours]) and three repetitions. Morphological and morphometric characteristics and the chemical composition of the cultivars were analyzed using the Scott-Knott test, and the drying time was assessed using linear regression analysis at a level of significance of 5%. There was a significant effect (p < 0.05) of morphological and morphometric characteristics, except for stem thickness (p=0.1) and the live-to-dead biomass ratio (p=0.27). The Massai cultivar presented a higher leaf to stem ratio (1.23 ± 0.60). There was an increased linear response (p < 0.05) for the rate of water loss in the six evaluated cultivars. The Massai cultivar had a safe storage moisture content (80% dry matter) after 3 hours and 11 minutes of sun exposure, and the drying rate was 10.34% per hour of sun exposure. The cultivars Paredão and Marandú showed a decreasing linear effect of CP content across the harvest period, corresponding to 22.07% and 21.38 ± 0.55% in fresh plants, respectively, and 20.13% and 18.11 ± 0.55% after 4 hours of sun exposure, respectively. The Massai cultivar had the most efficient rate of water loss, reaching a safe storage moisture content in 3 hours and 6 minutes, with a CP content of 18.63%.

Este trabalho objetiva a caracterização de seis cultivares de gramíneas forrageiras para a produção de feno. Na determinação dos componentes morfológicos e morfométricos dos seis cultivares de gramíneas forrageiras foi utilizado delineamento inteiramente casualizado, e para curva de desidratação da matéria seca e da perda de proteína bruta utilizou-se delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 6 x 5, onde os fatores corresponderam aos seis cultivares e cinco tempos de desidratação (0, 1, 2, 3 e 4 horas), ambos utilizaram três repetições. Para análise dos dados das características morfogênicas, morfométricas e composição química dos cultivares foi utilizado o teste de Scott Knott e para análise no tempo de desidratação foi utilizado análise de regressão linear, todos a 5% de probabilidade. Houve efeito significativo (P < 0,05) para as análises morfométricas e morfológicas, exceto para as variáveis espessura de colmo (EC) (P=0,1) e relação matéria verde/matéria morta (P=0,27). Para relação lâmina foliar/colmo o capim-massai apresentou maior valor de lâmina foliar em relação ao colmo de 1,23±0,60. É possível observar resposta linear crescente (p < 0,05) para curva de desidratação dos 6 cultivares estudados neste experimento. O capim-massai atingiu ponto de feno (80% matéria seca) após 3 horas e 11 minutos de exposição ao sol, e taxa de desidratação com aumento de 10,34% de matéria seca por hora. Em relação ao teor de proteína bruta (PB) na desidratação, os capins paredão e marandú apresentam efeito linear decrescente para os períodos de coleta, onde o material in natura apresentaram 22,07 e 21,38±0,55% e após 4 horas de exposição ao sol apresentaram 20,13 e 18,11±0,55% respectivamente. O capim-massai foi o mais eficiente para desidratação, atingindo o ponto de feno em 3 horas e 6 minutos, com teor de PB de 18,63%.