Variabilidade genética e herança da tolerância à toxicidade do alumínio em aveia

Vinte e um genótipos de aveia (Avena sativa L.) do programa de melhoramento da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foram avaliados quanto à reação ao alumínio (Al) tóxico em solução nutritiva. Os níveis de Al testados foram 5, 10, 15, 20 e 30 g kJ-1, e o recrescimento da raiz foi medido depois de 48 horas sob a ação do metal. A variabilidade fenotípica foi observada a partir de 10 g kJ-1; em 20 g kJ-1 foram discriminados genótipos tolerantes e sensíveis. As bases genéticas da tolerância ao Al foram estudadas nas gerações P1, P2, F1 e F2, em nove cruzamentos entre genótipos tolerantes x sensíveis. Foi observado nas populações segregantes que a tolerância foi condicionada por um gene, de efeito dominante. A herdabilidade no sentido amplo foi moderada a elevada, permitindo que a seleção de indivíduos homozigotos tolerantes possa ser realizada em gerações precoces, acompanhada de teste de progênie. Por ser um método de relativa facilidade e rapidez, a seleção de germoplasma tolerante ao Al pode ser parte integrante da rotina dos programas de melhoramento de aveia.

Parâmetros morfológicos para estabelecer tolerância diferencial à toxicidade de alumínio em cultivares de arroz

Dois experimentos em casa de vegetação foram conduzidos visando identificar parâmetros morfológicos ligados à tolerância ao alumínio (Al) e estabelecer a concentração de Al e o tempo de cultivo suficientes para a expressão da tolerância ao Al, em duas cultivares de arroz, em solução nutritiva. Plantas de determinado comprimento radicular máximo foram transferidas para solução nutritiva com quatro concentrações de Al (0, 80, 160 e 320 mimol L-¹), a pH 4,0. Em cada coleta, foram medidos o comprimento máximo radicular, área radicular, área foliar e massa seca de raízes e parte aérea. Apenas os parâmetros morfológicos ligados ao sistema radicular possibilitaram o reconhecimento da tolerância diferencial das cultivares; a elongação radicular relativa foi a medida mais sensível. Quatro dias de exposição ao Al foram suficientes para a detecção da tolerância diferencial por meio da elongação radicular relativa. Os procedimentos estabelecidos nos experimentos podem ser utilizados para a avaliação de um número maior de cultivares.

Interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio em guandu cultivado em hidroponia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio no crescimento inicial e teores de prolina livre em duas cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga, cultivadas em hidroponia. As plântulas foram submetidas aos estresses em solução nutritiva (pH 3,8), nos potenciais osmóticos de 0, -0,004, -0,006, -0,008 e -0,010 MPa, com 0, 0,25, 0,50, 0,75 e 1 mmol dm-3 de Al3+. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, sob luminária com irradiância média de 190 mmol m-2 s-1 , fotoperíodo de 12 horas e temperatura de 25+1ºC. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5x5 (duas cultivares de guandu, cinco potenciais osmóticos e cinco níveis de alumínio), com quatro repetições. Os dados foram submetidos às análises de regressão polinomial, agrupamento e componentes principais. A deficiência hídrica causa redução do crescimento da parte aérea do guandu, e a toxicidade do alumínio provoca diminuição do crescimento radicular. Houve aumento nos teores de prolina livre nas duas cultivares sob deficiência hídrica, e apenas na IAC Fava Larga sob toxicidade de alumínio. Na análise multivariada, foi observada alta correlação no crescimento e no acúmulo de prolina na cultivar IAC Fava Larga, o que evidencia provável tolerância aos estresses associados.

Interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio em guandu cultivado em hidroponia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio no crescimento inicial e teores de prolina livre em duas cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga, cultivadas em hidroponia. As plântulas foram submetidas aos estresses em solução nutritiva (pH 3,8), nos potenciais osmóticos de 0, -0,004, -0,006, -0,008 e -0,010 MPa, com 0, 0,25, 0,50, 0,75 e 1 mmol dm-3 de Al3+. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, sob luminária com irradiância média de 190 mmol m-2 s-1 , fotoperíodo de 12 horas e temperatura de 25+1ºC. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5x5 (duas cultivares de guandu, cinco potenciais osmóticos e cinco níveis de alumínio), com quatro repetições. Os dados foram submetidos às análises de regressão polinomial, agrupamento e componentes principais. A deficiência hídrica causa redução do crescimento da parte aérea do guandu, e a toxicidade do alumínio provoca diminuição do crescimento radicular. Houve aumento nos teores de prolina livre nas duas cultivares sob deficiência hídrica, e apenas na IAC Fava Larga sob toxicidade de alumínio. Na análise multivariada, foi observada alta correlação no crescimento e no acúmulo de prolina na cultivar IAC Fava Larga, o que evidencia provável tolerância aos estresses associados.

Nutrição mineral de seringueira: IX. alumínio no substrato afetando o desenvolvimento, a sintomatologia de toxicidade e a concentração em seringueira (Hevea spp)

Com o propósito de comparar os efeitos de doses crescentes de alumínio sobre o desenvolvimento de plantas de seringueira e distinguir o grau de tolerância do grau de toxicidade desse elemento sobre a planta, conduziu-se um experimento usando-se separadamente solução nutritiva de BOLLE-JONES (1957) e soluções de doses de alumínio que se constituíram de 0, 5, 10, 15, 20 e 25ppm de alumínio, em que as plantas passaram vinte e quatro horas na solução nutritiva (sem alumínio) e vinte e quatro horas nas soluções de alumínio correspondentes aos tratamentos acima. As plantas foram coletadas e separadas em raíz, caule, folhas dos verticilos inferiores e folhas do último verticilo. Determinaram-se os acúmulos de alumínio e as concentrações em função das doses de alumínio em cada parte da planta. Os sintomas visuais de toxicidade de alumínio foram identificados e descritos. Concluiu-se que: - o desenvolvimento de plantas de seringueira é afetado a partir de 15ppm de alumínio na solução; - Sinais de excesso de alumínio aparecem primeiro no sistema radicular. Na parte aérea, é difícil identificar efeito tóxico de alumínio dado a sua semelhança com sintomas visuais de deficiência de fósforo; - A seringueira é planta acumuladora e tolerante a presença de concentrações de alumínio no substrato inferior a 15ppm. Níveis superiores de alumínio provocam distúrbios nutricionais na planta.

Herança da tolerância ao alumínio em populações híbridas de trigo

Plântulas originárias de populações híbridas, em geração F2, de 26 cruzamentos entre cultivares de trigo tolerantes (BH-1146, IAC-227, IAC-24, IAC-60, C-3, IAC-5, IAC-18 e IAC-21) e sensíveis (Anahuac 75, IAC-287, IAC-289, Siete Cerros e Veery "S") à toxicidade de alumínio e de 18 cruzamentos entre cultivares tolerantes (BH-1146, IAC-227, IAC-24, IAC-60, C-3, IAC-5, IAC-21, C-17, IAC-74 e IAC-18) foram avaliadas em relação à tolerância a 3 mg/L de Al3+, empregando soluções nutritivas. A tolerância à toxicidade de alumínio foi medida pela capacidade de crescimento da raiz primária central em solução nutritiva completa, após um tratamento de 48 horas em solução contendo 3 mg/L de Al3+. Avaliando-se as plântulas das populações F2 provindas de cruzamentos entre cultivares tolerantes e sensíveis, verificou-se que a tolerância à toxicidade de Al3+ foi dominante, e que em 24 dos cruzamentos, as cultivares tolerantes diferiram das sensíveis por um par de genes. Não foi detectada diferença entre as cultivares tolerantes em relação ao par de genes dominantes em relação à tolerância. Qualquer uma dessas cultivares poderá ser utilizada como fonte de tolerância num programa de cruzamentos em que essa característica for desejada.

Herança genética e mapeamento molecular da tolerância à toxidade do alumínio em aveia (Avena sativa L.)

A toxicidade do alumínio é um fator limitante para a obtenção de maior produtividade na cultura da aveia (Avena sativa L.). O desenvolvimento de genótipos tolerantes a altos níveis de toxidez ao alumínio é uma alternativa mais barata e viável para o cultivo em solos com subsolo ácidos. Os objetivos deste estudo foram avaliar genótipos de aveia quanto à reação ao alumínio tóxico em três soluções nutritivas, bem como, determinar a ação gênica, o número de genes, a herdabilidade do caráter e identificar marcadores moleculares associados a tolerância ao alumínio tóxico em genótipos de aveia. Oito genótipos foram avaliados em soluções nutritivas quanto à tolerância ao alumínio tóxico. A utilização de solução nutritiva foi eficiente para a discriminação dos genótipos de aveia quanto à tolerância ao alumínio. Os genótipos apresentaram variabilidade, sendo classificados como tolerantes, intermediários e sensíveis. A ação gênica aditiva foi a de maior importância, tanto na análise de média de gerações de oito cruzamentos, quanto na análise de um dialélico parcial envolvendo quatro genótipos. Em oito cruzamentos para determinação do número de genes envolvidos no caráter, através da análise do recrescimento da raiz principal de plantas em solução nutritiva, a segregação foi de apenas um gene com alelos múltiplos, sendo dois para tolerância (A1 e A2) e um para sensibilidade (a). A herdabilidade da característica foi alta, evidenciando que este caráter pode ser selecionado em programas de melhoramento, nas gerações iniciais. Na análise por microssatélites e AFLP, considerando as condições avaliadas, não foram identificados marcadores moleculares associados ao caráter.

Herança da tolerância à toxidade ao alumínio (Al³+) em milho e identificação de regiões cromossomicas associadas ao caráter

A toxicidade por alumínio é uma das principais limitações para produção de plantas em áreas cultiváveis, incluindo a cultura do milho. Existe elevada variabilidade genética para o caráter tolerância ao alumínio nesta espécie, porém, a seleção é trabalhosa devido à dificuldade de avaliação a campo. Os objetivos do presente trabalho foram caracterizar a tolerância à toxicidade ao alumínio em cinco linhagens de milho e identificar marcadores moleculares ligados aos genes que determinam essa tolerância. Foi realizado um experimento dialélico entre três linhagens tolerantes e duas sensíveis ao alumínio utilizando o método de recrescimento da raiz principal (DIF). Houve superioridade das populações híbridas em relação aos genitores e, pelo desdobramento dos efeitos de heterose, houve significância nos efeitos de heterose de variedade e heterose específica. As linhagens L06 e L09 obtiveram maior capacidade geral de combinação e o cruzamento L10xL08 foi a melhor combinação específica. Para fenotipagem, realizada em famílias F3 dos cruzamentos L09xL06 e L10xL08 foi utilizado DIF e o método coloração com hematoxilina (HEM). Para análise molecular foram utilizados marcadores SSR. Foram obtidos 37 marcadores polimórficos. A análise de regressão mostrou significância em marcadores localizados nos cromossomos 4, 5, 6, 8 e 10. Os QTLs identificados explicaram 41% e 37% da variação para as variáveis DIF e HEM, respectivamente. Foi encontrada associação entre os experimentos a campo e trabalhos realizados em solução mínima para os híbridos testemunha, entretanto não houve correlação nos dados gerados pelas famílias F3 dos cruzamentos estudados. Os resultados sugerem o envolvimento de diversos genes, tratando-se de uma característica de herança complexa determinada por efeitos genéticos aditivos e nãoaditivos.

Germinação de sementes de guandu sob efeito da disponibilidade hídrica e de doses subletais de alumínio

O objetivo deste trabalho foi verificar a germinação de sementes das cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga, sob efeito da disponibilidade hídrica e de doses subletais de alumínio. Os experimentos foram instalados na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias-UNESP, em Jaboticabal (SP), no período de março a maio de 2002. As sementes foram colocadas em caixas de germinação, previamente esterilizadas, revestidas com uma folha de papel germitest umedecido com diferentes concentrações de PEG 6000 (0,0; -0,6; -0,9; -1,2 e -1,5 MPa) e de sulfato de alumínio (0,0; 2,5; 5,0; 7,5; e 10,0 mmol.dm-3). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em arranjo fatorial 2 x 5 x 5 (cultivares x disponibilidades hídricas x alumínio), com quatro repetições de 50 sementes. Para complementar a análise estatística foram realizadas análises multivariadas de agrupamento e componentes principais. O experimento foi desenvolvido em câmara de germinação, na temperatura de 25 ºC. A porcentagem de germinação foi verificada no 4.º e 10.º dias após a semeadura. No 10.º dia, as plântulas foram separadas em plúmulas e raízes primárias, para determinar a massa seca. A disponibilidade hídrica foi limitante para a germinação e o crescimento inicial. O efeito do alumínio associado ao estresse hídrico foi evidenciado somente até -0,9 MPa. As concentrações menos elevadas de alumínio estimularam o desenvolvimento das plântulas em condições de estresse hídrico até -0,6 MPa. Os efeitos simultâneos da disponibilidade hídrica e do alumínio reduziram a germinação de sementes da cv. IAC Fava Larga e o crescimento das raízes da cv. IAPAR 43-Aratã.

Interação silício e alumínio em plantas de arroz de terras altas e mamona

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Produção de matéria seca, crescimento radicular e absorção de cálcio, fósforo e alumínio em mudas de palma de óleo em latossolo amarelo da Amazônia.

A ocorrência de toxicidade de alumínio (Al) em plantas cultivadas é frequente em muitos solos brasileiros, geralmente associada aos solos lixiviados, com baixa fertilidade e elevada acidez. Para prever o efeito do Al na disponibilidade e absorção dos nutrientes em mudas de palma de óleo (Elaeis guineensis Jacq.), foi instalado experimento em casa de vegetação na Embrapa Amazônia Ocidental, utilizando o híbrido Tenera BRS C-2501, melhorado pela Embrapa.

Antioxidative responses of cell suspension cultures of two Coffea arabica varieties to low aluminum levels at pH 5.8

The effects of aluminum (Al) on the activities of antioxidant enzymes and ferritin expression were studied in cell suspension cultures of two varieties of Coffea arabica, Mundo Novo and Icatu, in medium with pH at 5.8. The cells were incubated with 300 µM Al3+, and the Al speciation as Al3+ was 1.45% of the mole fraction. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione S-transferase (GST) were increased in Mundo Novo, whereas glutathione reductase (GR) and guaiacol peroxidase (GPOX) activities remained unchanged. SOD, GR, and GST activities were increased in Icatu, while CAT activity was not changed, and GPOX activity decreased. The expression of two ferritin genes (CaFer1 and CaFer2) were analyzed by Real-Time PCR. Al caused a downregulation of CaFER1 expression and no changes of CaFER2 expression in both varieties. The Western blot showed no alteration in ferritin protein levels in Mundo Novo and a decrease in Icatu. The differential enzymes responses indicate that the response to Al is variety-dependent.

Solos e vegetação nativa remanescente no Município de Campinas

O objetivo deste trabalho foi identificar atributos e classes de solos associados à ocorrência de remanescentes de cerrado e de floresta nativa em Campinas, SP, e identificar espécies indicadoras desses ambientes. Vinte e sete fragmentos de vegetação nativa foram estudados. Foi realizada a caracterização morfológica, classificação e coleta do solo para análises, bem como o levantamento florístico-fitossociológico do estrato arbóreo. A análise de correspondência canônica identificou as variáveis mais bem correlacionadas com a distribuição das espécies e identificou 15 variáveis que explicaram 31% da variância nos dois primeiros eixos. A classificação dos solos discriminou as fitofisionomias estudadas, Argissolos associados às matas e Latossolos aos cerrados, indício de que baixa fertilidade, baixa retenção de água e drenagem acentuada do solo favorecem o estabelecimento de cerrado. Parâmetro "n" da curva de retenção de água, densidade, H+Al, Ca, Al, K e Mg trocáveis, macroporos e matéria orgânica do solo foram os atributos dos solos mais efetivos nessa diferenciação fitofisionômica. A barreira química imposta pelo excesso de Al e deficiência de Ca no horizonte B e a baixa retenção de água nos solos sob cerrado favorecem as espécies Luehea grandiflora, Persea willdenovii, Xylopia aromatica e Erythroxylum daphnites, abundantes e exclusivamente encontradas nos fragmentos de cerrado.

Indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar os indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em plantas jovens de cana-de-açúcar. As plantas foram submetidas a três tratamentos de disponibilidade hídrica, medidos em percentagem de capacidade de campo (CC) - sem estresse (70% CC), estresse moderado (55% CC) e estresse severo (40% CC); e três tratamentos de acidez no solo, medidos em termos de saturação por bases (V) - baixa acidez (V = 55%), média acidez (V = 33%) e alta acidez (V = 23%). O experimento foi realizado em casa de vegetação a 29,7±4,3ºC e 75±10% UR. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias, foram determinados os teores de solutos compatíveis - trealose, glicina betaína e prolina - na folha diagnóstico e o crescimento inicial da parte aérea. Os solutos compatíveis trealose, glicina betaína e prolina são indicadores do efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. O acúmulo dos solutos compatíveis nos tecidos foliares das plantas não é capaz de impedir a redução na produção de matéria seca da cana-de-açúcar, resultante do agravamento nas condições de disponibilidade hídrica e de acidez no solo.

Indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar os indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em plantas jovens de cana-de-açúcar. As plantas foram submetidas a três tratamentos de disponibilidade hídrica, medidos em percentagem de capacidade de campo (CC) - sem estresse (70% CC), estresse moderado (55% CC) e estresse severo (40% CC); e três tratamentos de acidez no solo, medidos em termos de saturação por bases (V) - baixa acidez (V = 55%), média acidez (V = 33%) e alta acidez (V = 23%). O experimento foi realizado em casa de vegetação a 29,7±4,3ºC e 75±10% UR. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias, foram determinados os teores de solutos compatíveis - trealose, glicina betaína e prolina - na folha diagnóstico e o crescimento inicial da parte aérea. Os solutos compatíveis trealose, glicina betaína e prolina são indicadores do efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. O acúmulo dos solutos compatíveis nos tecidos foliares das plantas não é capaz de impedir a redução na produção de matéria seca da cana-de-açúcar, resultante do agravamento nas condições de disponibilidade hídrica e de acidez no solo.