Analysis of gene expression profiles under water stress in tolerant and sensitive sugarcane plants

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Comparison between climatological and field water balances for a coffee crop

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Free proline accumulation in sugarcane under water restriction and spittlebug infestation

A cigarrinha-das-raízes Mahanarva fimbriolata (Stål) (Hemiptera: Cercopidae) tornou-se uma praga importante da cultura da cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Estratégias de controle têm sido desenvolvidas, mas os danos promovidos por essa praga e sua interação com a cana-de-açúcar ainda são pouco caracterizados. em altos níveis de infestação da praga, os sintomas nas plantas são muito semelhantes à restrição hídrica severa. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de determinar se o estresse promovido pela infestação de ninfas de cigarrinha-das-raízes resulta em acúmulo de prolina livre, além de comparar dois genótipos de cana-de-açúcar quanto à tolerância ao déficit hídrico. Dois experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 2 x 4 com duas cultivares (SP80-1816 e RB72454), dois níveis de estresse (controle e dez ninfas por planta ou 50% de restrição hídrica) e quatro épocas. O déficit hídrico promovido por M. fimbriolata não resultou em acúmulo de prolina, ilustrando a existência de mecanismos distintos para a percepção do estresse hídrico promovido pela praga e pela variação no potencial osmótico nas células das raízes. A cultivar RB72454 acumula maiores teores de prolina livre, e o acúmulo de massa seca e o crescimento dos colmos são menos afetados nessa cultivar sob restrição hídrica. Os teores de solutos compatíveis provavelmente não podem ser utilizados para quantificar o estresse promovido por M. fimbriolata em cana-de-açúcar. A cultivar RB72454 é mais tolerante ao déficit hídrico do que a cultivar SP80-1816.

Why is it so difficult to identify a single indicator of water stress in plants? A proposal for a multivariate analysis to assess emergent properties

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Classification of Eucalyptus urograndis hybrids under different water availability based on biometric traits

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Weather variables, water balance, growth, and agro industrial yield of sugarcane

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chlorophyll a fluorescence in Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer plants subjected to water stress and after rehydration

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influence of soil water potential in the action of herbicides on goosegrass (Eleusine indica (L) Gaertn)

Currently, the use of herbicides is essential in a practical and common in agricultural areas, but efficiency of these herbicides can be compromised when applied on plants that thrive in water deficit conditions, due to low uptake and translocation of the product. Therefore, the aim of this study was to compare the efficiency of control ACCase inhibiting herbicides applied post-emergence in plants of Eleusine indica under different soil water contents. The experiment was conducted in a greenhouse and the experimental design was completely randomized design with four replications, consisting of a 9x4 factorial, with the combination of three soil water potentials (-0.03, -0.07 and -1.5 MPa) three herbicides (fluazifop-p -butyl, haloxyfop-methyl and sethoxydim + oil) and four doses (0, 25, 50, and 100 % of the recommended dose). Herbicide application was made in plants in vegetative stage 2-3 tillers. The soil water potential was initiated in the development stage of two leaves, and the water was supplemented until the soil reaches the potential of -0.01 MPa, when it came to minimum pre-determined for each water management. The physiological parameters evaluated were: photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration leaf temperature and plant dry mass. The visual assessments of phytotoxicity were performed at 7 and 14 days after application. The herbicides behaved in different ways according to the used water management. In severe water stress conditions (soil moisture at 8%) only fluazifop-p-butyl herbicide achieved satisfactory control (> 90%) in E. indica plants.

Photomorphogenic modulation of water stress in tomato (Solanum lycopersicum L.): the role of phytochromes A, B1, and B2

Phytochromes are red/far-red light photoreceptors that mediate a variety of photomorphogenic processes in plants, from germination to flowering. In addition, there is evidence that phytochromes are also part of the stress signalling response, especially in response to water deficit stress, which is the major abiotic factor limiting plant growth and crop productivity worldwide. In this study, we used the phyA (far red-insensitive; fri), phyB1 (temporary red-insensitive; tri) and phyB2 mutants of tomato (Solanum lycopersicum L.) to study the roles of these three phytochromes in drought stress responses. Compared to wild type (WT) plants grown under water-deficit stress conditions, the fri, tri, and phyB2 mutants did not exhibit altered dry weights, leaf areas, stomatal densities, or stomatal opening. The stomatal conductance of all three mutants was severely reduced under both fully-hydrated and water-deficit conditions. Although relative water contents did change after drought stress in each mutant, the most significant reduction in water potential during water stress was observed in the fri mutant. However, this mutant returned its water status to WT levels during rehydration. Although the phyB2 mutant lost more water from detached leaves during abscisic acid (ABA) treatment, phyB2 behaved like WT plants, indicating that this mutant was not insensitive to ABA. Overall, these results indicate that the phytochromes phyA, phyB1, and phyB2 modulate drought stress responses in tomato.

Aspectos germinativos de capim-camalote (Rottboellia cochinchinensis)

O capim-camalote (Rottboellia cochinchinensis), originário da Índia, é encontrado em várias regiões do mundo, sendo uma espécie temida pelos agricultores devido ao seu difícil controle e avanço crescente. Objetivou-se com este trabalho estudar os fatores que afetam a germinação das sementes dessa espécie. Foram avaliados os métodos de superação de dormência: 1 - escarificação mecânica, 2 - escarificação química, 3 - tratamento pré-semeadura, 4 - tratamento químico, 5 - tratamento hormonal e 6 - sementes não tratadas. Foram estudados os efeitos da temperatura (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 e 40 ºC), do fotoperíodo (6, 8, 10, 12, 14 e 16 horas de luz), da qualidade da luz incidente (branca, vermelha, vermelha distante, amarela, verde, azul e ausência de luz), da disponibilidade de água (0,0, -0,2, -0,3, -0,4, -0,5, -0,6, -1,2 e -2,4 MPa) e da viabilidade de suas sementes quando armazenadas sob condições de câmara fria e seca e sob condições naturais. Todos os ensaios foram conduzidos por 30 dias em câmara de germinação, com os tratamentos arranjados em delineamento experimental inteiramente casualizado, em quatro repetições. Verificou-se que as sementes apresentaram elevado índice de germinação, praticamente não apresentaram dormência e não se mostraram fotoblásticas. A disponibilidade de água foi indispensável para a germinação, com temperatura ideal de 25 °C. As sementes recém-coletadas são inviáveis para o estudo da germinação, apresentando redução na germinação quando armazenadas sob condição de câmara fria e seca.

Efeito simultâneo da deficiência hídrica e do alumínio tóxico no solo na cultivar IAC91-5155 de cana-de-açúcar

Sugarcane is a very important economic crop in Brazil. The effects of abiotic stresses cause negative reduction of the productivity in the sugarcane industry. In order to identify indicators of stresses tolerance, two physiological variables were evaluated, nitrate reductase activity and chlorophyll contents in young plants of sugarcane, cv. IAC91-5155. The simultaneous effect of abiotic stresses of high occurrence in Brazilian soils are, water deficiency and aluminum toxicity. The plants were submitted to three treatments of water availability (% field capacity, FC): no stress (70% FC), moderate stress (55% FC), and extreme stress (40% FC); and three acidity treatments in the soil (base saturation, V%): no acidity (V=55%), average acidity (V=33%), and high acidity (V=23%). The experiment was carried out in greenhouse, with 29.7 +/- 4.3 degrees C and 75 +/- 10% RH. The experimental design was in randomized blocks, in 3x3 factorial arrangement, with four replicates. After 60 days, nitrate reductase activity and chlorophyll contents were evaluated in the diagnostic leaf. The results demonstrate that the response of plants to a combination of drought and aluminum toxicity, similar to the conditions in many natural environments, is different from the response of plants to each of these stresses applied individually, as typically tested in the laboratory. The nitrate reductase activity can be used as a biochemical-physiological marker of water deficiency while chlorophyll contents can be used as a biochemical-physiological marker of both of them, water deficiency or aluminum toxicity in soil. Both parameters can not be as a biochemical-physiological marker for acclimation of young plants of sugarcane cv. IAC91-5155, under the combined stresses.

Efeito de diferentes períodos de irrigação no desenvolvimento, produção e qualidade de sementes na cultura do milho (Zea mays L.)

O presente trabalho foi realizado em área demonstrativa de irrigação do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, da Universidade Estadual Paulista (FCAV/UNESP), Jaboticabal - SP, tendo como objetivo avaliar os efeitos da deficiência hídrica no desenvolvimento da planta, na produção e na qualidade fisiológica de sementes da cultura do milho (Zea mays L.). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com os tratamentos em esquema fatorial 2 x 3, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram da utilização de sementes de milho híbrido BR201 e DINA-70, com três períodos de irrigação: 1) durante todo o ciclo; 2) após o período vegetativo (após a emissão da 12ª folha), e 3) até 20 dias após o florescimento (antes do período de enchimento dos grãos). Concluiu-se que a deficiência hídrica durante o período vegetativo (irrigação após a emissão da 12ª folha) foi a mais prejudicial à cultura e à produção; essa deficiência hídrica não afetou a qualidade fisiológica das sementes produzidas, e o híbrido DINA-70 apresentou melhores resultados para os parâmetros fisiológicos e de produção que o híbrido BR201.

Effects of Silicon and Drought Stress on Tuber Yield and Leaf Biochemical Characteristics in Potato

Silicon has beneficial effects on many crops, mainly under biotic and abiotic stresses. Silicon can affect biochemical, physiological, and photosynthetic processes and, consequently, alleviates drought stress. However, the effects of Si on potato (Solanum tuberosum L.) plants under drought stress are still unknown. The objective of this study was to evaluate the effect of Si supply on some biochemical characteristics and yield of potato tubers, either exposed or not exposed to drought stress. The experiment was conducted in pots containing 50 dm(3) of a Typic Acrortox soil (33% clay, 4% silt, and 63% sand). The treatments consisted of the absence or presence of Si application (0 and 284.4 mg dm(-3)), through soil amelioration with dolomitic lime and Ca and Mg silicate, and in the absence or presence of water deficit (-0.020 MPa and -0.050 MPa soil water potential, respectively), with eight replications. Silicon application and water deficit resulted in the greatest Si concentration in potato leaves. Proline concentrations increased under lower water availability and higher Si availability in the soil, which indicates that Si may be associated with plant osmotic adjustment. Water deficit and Si application decreased total sugars and soluble proteins concentrations in the leaves. Silicon application reduced stalk lodging and increased mean tuber weight and, consequently, tuber yield, especially in the absence of water stress.

Influência de silicato e calcário na nutrição, produtividade e qualidade da batata sob deficiência hídrica

A aplicação de silicato de Ca e Mg pode diminuir a acidez do solo e aumentar a disponibilidade de Ca, Mg, P e Si às plantas. O Si, mesmo não sendo essencial do ponto de vista fisiológico, traz inúmeros benefícios para o crescimento e o desenvolvimento vegetal, especialmente sob estresse. Este trabalho teve por objetivo avaliar a nutrição, a produtividade e a qualidade de tubérculos e batata cultivada em solo corrigido com calcário ou silicato sob dois níveis de umidade no solo. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de calcário dolomítico ou silicato de Ca e Mg, visando elevar a saturação por bases do solo a 60 %, e por duas tensões de água no solo: 0,020 MPa (sem deficiência hídrica) e 0,050 MPa (com deficiência hídrica). O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em vasos contendo 50 kg dm-3 de Latossolo Vermelho de textura média. O delineamento foi inteiramente ao acaso em fatorial 2 x 2, com oito repetições. A deficiência hídrica teve pouca influência na nutrição da batateira, porém reduziu a produção de tubérculos comercializáveis. O silicato de Ca e Mg proporcionou os mesmos níveis de correção do solo e de fornecimento desses nutrientes que o calcário dolomítico, além de maior disponibilidade de P e Si no solo e maior absorção desses elementos pelas plantas de batata, podendo ser utilizado em substituição ao calcário. O fornecimento de Si à cultura da batata, mediante a aplicação de silicato, proporcionou maior altura de plantas, menor acamamento das hastes e maior produção de tubérculos comercializáveis.

Produção de massa seca e nutrição de cultivares de arroz de terras altas sob condição de déficit hídrico e adubação silicatada

Although silicon has not been considered an essential element for plant growth and development, it has provided several benefits for the rice crop, especially under biotic and abiotic stress. The objective of this work was to evaluate macronutrient and silicon levels in upland rice cultivars cropped under water deficit and silicon fertilization. The experiment was carried out in greenhouse and the design was the completely randomized block, analyzed as a 2 x 2 x 2 factorial, which consisted of two cultivars, 'Maravilha' (modern group) and 'Caiapo' (traditional group), two silicon rates (0 and 350 kg ha(-1)) and two soil water tensions (-0.025 MPa and -0.050 MPa). Plant dry matter of the 'Maravilha' cultivar was higher compared to the other material. Higher soil water tensions decreased plant dry matter and macronutrient levels. Upland rice cultivars respond distinctively to soil water tensions and silicon rates.