Effects of soil water deficit and nitrogen nutrition on water relations and photosynthesis of pot-grown Coffea canephora Pierre

Coffea canephora plants (clone INCAPER-99) were submitted to low N (LN) or high N (HN) applications and two watering regimes (daily irrigation and irrigation every 5 days for a month). Although water potential was not altered significantly by N, HN plants showed higher relative water content than did LN plants under water deficit. Only HN plants exhibited some ability for osmotic adjustment. Plants from both N treatments increased their cell wall rigidity under drought, with a more pronounced augmentation in HN plants. In well-watered plants, carbon assimilation rate increased with increasing N while stomatal conductance did not respond to N supply. Under drought conditions, carbon assimilation decreased by 68-80% compared to well-watered plants, whereas stomatal conductance and transpiration rate declined by 35% irrespective of the N applications. Stable carbon isotope analysis, combined with leaf gas exchange measurements, indicated that regardless of the watering treatments, N increased the long-term water use efficiency through changes in carbon assimilation with little or no effect on stomatal behaviour.

Drought tolerance of two field-grown clones of Coffea canephora

We compared tolerance to soil drought of two field-grown clones of Coffea canephora (clone 46, drought-sensitive; and clone 120, drought-tolerant). Under irrigation, there were no marked differences between the clones in water relation parameters, gas exchange and total leaf area. Under rainfed conditions, clone 46 showed osmotic adjustment and increased tissue rigidity. These adjustments, however, were incapable of preventing substantial decreases in xylem pressure potential. By contrast, clone 120 did not exhibit osmotic adjustment, but was able to increase tissue elasticity and to maintain xylem pressure potentials to a greater extent than clone 46 (despite having twice the total leaf area of this clone). Stomatal conductance was lowered by drought in clone 120 but not in clone 46. Carbon assimilation per unit leaf area in both clones remained unaffected under stress. Long-term water use efficiency (WUE), as estimated through carbon isotope discrimination, was consistently greater in clone 120 than in clone 46. Because of these traits, clone 120 was better able to postpone dehydration and to maintain whole-tree photosynthesis. It is proposed that these features should decisively contribute to buffer its productivity in drought-prone areas. © 2002 Elsevier Science Ireland Ltd. All rights reserved.

Aspectos fisiológicos e bioquímicos de cultivares de soja submetidos a déficit hídrico induzido por peg 6000

In soybean culture water deficit is one of the most limiting factors to the maximum yield obtained. Genotypes identification with drought tolerance capacity is fundamental to solve this problem. The objective in this paper was analyze the physiological quality and physiological and biochemical responses of soybeans cultivars (MG/BR 46 Conquista, UFUS Carajás, UFUS Impacta, UFUS Riqueza and UFUS Xavante) submitted to water stress with PEG 6000 solutions in different levels of osmotic potentials (0; -0,1; -0,2; -0,3 and -0,4 MPa). Physiological quality of cultivars were evaluated by seedling length test and fresh and dry biomass. The biochemical responses were evaluated by detection of indol-acetic acid (IAA), by saccharose content and seedling water transportation. UFUS Riqueza presented the best performance in physiological quality tests, saccharose content, absorption and water absorption velocity in seedling. UFUS Xavante showed the highest IAA's concentration and the greater weight of seedling in water transportation test.

Interação estresse salino e aplicação exógena de espermidina nos teores de glicina betaína de Guandu

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mecanismos fisiológicos de cana-de-açúcar sob efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Resposta fisiológica e molecular de dois genótipos de milho à limitação hídrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effects of potassium and sodium supply on drought-adaptive mechanisms in Eucalyptus grandis plantations

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

Avaliação do crescimento de plantas de milho em função de doses de potássio e estresse hídrico

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

Estresse térmico no acúmulo de prolina livre de plântulas de guandu oriundas de sementes tratadas com poliaminas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Foliar or soil applications of silicon alleviate water-deficit stress of potato plants

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

Exogenous ornithine is an effective precursor and the delta-ornithine amino transferase pathway contributes to proline accumulation under high N recycling in salt-stressed cashew leaves

The role of the delta-ornithine amino transferase (OAT) pathway in proline synthesis is still controversial and was assessed in leaves of cashew plants subjected to salinity. The activities of enzymes and the concentrations of metabolites involved in proline synthesis were examined in parallel with the capacity of exogenous ornithine and glutamate to induce proline accumulation. Proline accumulation was best correlated with OAT activity, which increased 4-fold and was paralleled by NADH oxidation coupled to the activities of OAT and Delta(1)-pyrroline-5-carboxylate reductase (P5CR), demonstrating the potential of proline synthesis via OAT/P5C. Overall, the activities of GS. GOGAT and aminating GDH remained practically unchanged under salinity. The activity of P5CR did not respond to NaCl whereas Delta(1)-pyrroline-5-carboxylate dehydrogenase was sharply repressed by salinity. We suggest that if the export of P5C from the mitochondria to the cytosol is possible, its subsequent conversion to proline by P5CR may be important. In a time-course experiment, proline accumulation was associated with disturbances in amino acid metabolism as indicated by large increases in the concentrations of ammonia, free amino acids, glutamine, arginine and ornithine. Conversely, glutamate concentrations increased moderately and only within the first 24 h. Exogenous feeding of ornithine as a precursor was very effective in inducing proline accumulation in intact plants and leaf discs, in which proline concentrations were several times higher than glutamate-fed or salt-treated plants. Our data suggest that proline accumulation might be a consequence of salt-induced increase in N recycling, resulting in increased levels of ornithine and other metabolites involved with proline synthesis and OAT activity. Under these metabolic circumstances the OAT pathway might contribute significantly to proline accumulation in salt-stressed cashew leaves. (C) 2011 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Tolerancia a la salinidad en dos portainjertos de citrus : crecimiento, composición mineral y ajuste osmótico

El objetivo de este trabajo fue evaluar la tolerancia al estrés salino en el portainjerto Citrumelo cultivar 75 AB (Citrus paradisi x Poncirus trifoliata), en comparación con Mandarino Cleopatra (Citrus retuculata), conocido por su elevada tolerancia. Se incubaron plántulas entre toallas de papel, humedecidas con agua destilada o soluciones de NaCl 30 mM. El diseño experimental fue completamente aleatorizado con 3 repeticiones, y los datos se analizaron mediante ANOVA y Test de Tukey. Luego de 41 días de ensayo se determinó el peso fresco, contenido relativo de agua (CRA), concentración de prolina y composición mineral. El crecimiento de Cleopatra fue más sensible a la salinidad que el de Citrumelo cultivar 75 AB. El CRA se mantuvo constante en ambos portainjertos. El ajuste osmótico se realizó mediante la acumulación de prolina en hojas; su concentración fue mayor en Citrumelo 75 AB. Este último excluyó los iones Na+ y Cl- de la parte aérea, restringiéndolos al sistema radicular, mientras que en Cleopatra se observó lo opuesto. Se concluye que Citrumelo cultivar 75 AB es más tolerante a la salinidad que Cleopatra, y excluye los iones Na+ y Cl- de la parte aérea.

Regulación de la hidratación y la turgencia foliares por mecanismos evitadores del estrés, y resistencia a déficit hídrico en vid

El transporte del agua en las plantas es impulsado por diferencias de energía libre entre el suelo y la atmósfera, y está regulado por mecanismos biológicos evitadores, como el cierre estomático. La hidratación y la turgencia foliares resultan del equilibrio entre ΨL del apoplasto, el potencial osmótico del simplasto y la elasticidad de los tejidos. Sobre esta base se conjeturó que las interacciones de los mecanismos evitadores del estrés hídrico de la planta tienen un rol clave en la definición de su resistencia a déficit hídrico. Para probar esta hipótesis se construyó un modelo mecanístico basado en las leyes del flujo de savia de Van de Honert, de difusión de Fick, de elasticidad de Hooke, la ecuación de Gardner para el flujo del agua en la rizósfera y el modelo de conductancia estomática (gs) de Buckley. Mediante el modelo se demostró teóricamente que la hidratación y la turgencia foliares dependen de la oferta de agua edáfica (representada por el potencial hídrico del suelo) y de la demanda evaporativa de la atmósfera (representada por la radiación absorbida, la temperatura del aire, la velocidad del viento y el déficit de presión de vapor de la atmósfera). También que los mecanismos evitadores del estrés hídrico -i.e., conductancia hidráulica de la planta, conductancia estomática, elasticidad del tejido y potencial osmótico a turgencia máxima- son todos necesarios para determinar la hidratación y la turgencia foliares. El modelo también demostró que la conductancia hidráulica suelo-hoja (kL) depende de la fracción de agua edáfica transpirable (FTSW) con un patrón de decaimiento sigmoide, a medida que el suelo se seca. Esto implica que las variables que dependen en parte de kL (i.e., gs, transpiración, fotosíntesis y superficie foliar) también dependen de FTSW con el mismo patrón. El modelo se probó experimentalmente a distintos niveles de humedad edáfica (desde déficit hídrico nulo, hasta severo) en cinco variedades de vid y mostró un poder predictivo superior al 90%. En todas las variedades las gs se asociaron linealmente con las kL observadas, al considerar todas las situaciones de déficit hídrico en conjunto, si bien la pendiente de estas relaciones fueron distintas en cada variedad. La contrastación experimental mostró que, en una escala de tiempo de varios meses, las variedades más evitadoras -i.e., Grenache y Cereza- mantuvieron mayor kL, ajuste osmótico y rigidez de los tejidos y una menor pendiente de la relación de gs vs. kL, que las variedades menos evitadoras -i.e., Malbec y Syrah-. La menor pendiente de la relación entre gs y kL, en las variedades más evitadoras, estuvo asociada a una mayor cantidad de estomas, en relación con la cantidad de células epidérmicas. Los variedades más evitadoras bajo déficit hídrico moderado -i.e., con una fracción de agua edáfica transpirable entre 0,6 y 0,4- tuvieron mayor superficie foliar y produjeron más biomasa, favoreciendo raíces profundas y densas, y ahorrando agua. Chardonnay mantuvo una alta hidratación y turgencia a expensas de un alto gasto de agua debido a que privilegiaba una alta kL por sobre el ajuste estomático, por lo que no podría considerarse en forma estricta como muy evitadora.

Respuestas fisiológicas a la suplementación con calcio de plántulas de vinal (Prosopis ruscifolia G.) estresadas con NaCl

Vinal (Prosopis ruscifolia G.) es una especie de importancia forestal, nativa de la Región Fitogeográfica del Chaco Occidental, altamente tolerante al estrés salino. El objetivo de este trabajo fue poner a prueba la hipótesis de que la suplementación con CaSO4 disminuye la concentración de iones tóxicos en plántulas de vinal, e incrementa la concentración de prolina, permitiendo un ajuste osmótico. Las plántulas se cultivaron en solución nutritiva de Hoagland al 25%, con o sin la adición de 0,4 mol L-1 de NaCl, y con o sin suplementación de 5 ó 10 mmol L-1 de CaSO4. Se determinó la materia seca, composición mineral, contenido relativo de agua y concentraciones de prolina y azúcares solubles. Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorizado con cinco repeticiones, y los resultados se analizaron con ANOVA y test de Tukey. Los resultados obtenidos en este trabajo confirman el rol protector del Ca+2, a través de la manutención de las concentraciones de Ca+2, K+ y Mg+2 en los tejidos, la inhibición de la absorción de Na+ y el ajuste osmótico mediante la síntesis de solutos osmocompatibles.

Evidence That Auxin-Induced Growth of Tobacco Leaf Tissues Does Not Involve Cell Wall Acidification1

Interveinal strips (10 × 1.5 mm) excised from growing tobacco (Nicotiana tabacum L. cv Xanthi) leaves have an auxin-specific, epinastic growth response that is developmentally regulated and is not the result of ethylene induction (C.P. Keller, E. Van Volkenburgh [1997] Plant Physiol 113: 603–610). We report here that auxin (10 μm naphthalene acetic acid) treatment of strips does not result in plasma membrane hyperpolarization or detectable proton efflux. This result is in contrast to the expected responses elicited by 1 μm fusicoccin (FC) treatment, which in other systems mimics auxin growth promotion through stimulation of the plasma membrane H+-ATPase and resultant acid wall loosening; FC produced both hyperpolarization and proton efflux in leaf strips. FC-induced growth was much more inhibited by a strong neutral buffer than was auxin-induced growth. Measurements of the osmotic concentration of strips suggested that osmotic adjustment plays no role in the auxin-induced growth response. Although cell wall loosening of some form appears to be involved, taken together, our results suggest that auxin-induced growth stimulation of tobacco leaf strips results primarily from a mechanism not involving acid growth.