Much research has been conducted on the changes in gene expression of the model plant Arabidopsis to low-oxygen stress. Flooding results in a low oxygen environment in the root zone. However, there is ample evidence that tolerance to soil flooding is more than tolerance to low oxygen alone. In this study, we investigated the physiological response and differential expression of root-related transcription factors (TFs) associated with the tolerance of soybean plants to soil flooding. Differential responses of PI408105A and S99-2281 plants to ten days of soil flooding were evaluated at physiological, morphological and anatomical levels. Gene expression underlying the tolerance response was investigated using qRT-PCR of root-related TFs, known anaerobic genes, and housekeeping genes. Biomass of flood-sensitive S99-2281 roots remained unchanged during the entire 10 days of flooding. Flood-tolerant PI408105A plants exhibited recovery of root growth after 3 days of flooding. Flooding induced the development of aerenchyma and adventitious roots more rapidly in the flood-tolerant than the flood-sensitive genotype. Roots of tolerant plants also contained more ATP than roots of sensitive plants at the 7th and 10th days of flooding. Quantitative transcript analysis identified 132 genes differentially expressed between the two genotypes at one or more time points of flooding. Expression of genes related to the ethylene biosynthesis pathway and formation of adventitious roots was induced earlier and to higher levels in roots of the flood-tolerant genotype. Three potential flood-tolerance TFs which were differentially expressed between the two genotypes during the entire 10-day flooding duration were identified. This study confirmed the expression of anaerobic genes in response to soil flooding. Additionally, the differential expression of TFs associated with soil flooding tolerance was not qualitative but quantitative and temporal. Functional analyses of these genes will be necessary to reveal their potential to enhance flooding tolerance of soybean cultivars.
Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar aspectos fisiológicos do desenvolvimento de mudas de café, cultivadas sob telas com diferentes características espectrais. Mudas de Catucaí Amarelo 2SL, no estádio "orelha de onça", foram dispostas em blocos ao acaso, com cinco repetições, sob estruturas cobertas individualmente com telas nas cores azul, branca, cinza, preta e vermelha, com sombreamento de 50%. Quatro meses depois, foram avaliados: o crescimento das mudas, os teores de pigmentos nas folhas, e os de açúcares solúveis totais e o amido das folhas e raízes. A tela vermelha foi a mais eficiente em promover o crescimento em quatro das sete características estudadas: altura das plantas, área e massa de matéria seca foliar e massa de matéria seca total. Para as demais características, não houve diferença entre as telas. A análise dos pigmentos mostrou que, à exceção da tela cinza, as demais não diferiram entre si quanto a esta característica. Nas folhas, a tela vermelha proporcionou maior teor de açúcar e de amido. Na raiz, os teores de carboidratos foram mais elevados com as telas vermelha e preta. Entre as cinco colorações de tela, a vermelha foi a mais eficiente na produção de mudas de café com maior vigor e qualidade, em que se destacam os teores de carboidrato e a fitomassa.Termos para indexação: Coffea arabica, carboidratos, crescimento, pigmentos, qualidade da radiação, viveiro. Physiological aspects of seedling development of coffee grown under colored screensAbstract -The objective of this work was to evaluate the physiological aspects of the development of coffee seedlings grown under colored screens with different spectral characteristics. Seedlings of Catucaí Amarelo 2SL, in the stage known as "orelha de onça", were arranged in a randomized block design, with five replicates, under structures individually covered with blue, white, gray, black or red screens with 50% shade. Four months after, evaluations were done for seedling growth, pigment content of the leaves, total soluble sugars and starch contents of the leaves and roots. The red screen was the most effective in promoting growth in four out of the seven studied traits: plant height, leaf area and leaf dry weight and total dry matter. For the other characteristics, there was no difference among the screens. The pigment analysis showed that, except for the gray screen, the other ones did not differ for this trait. In leaves, the red screen promoted higher levels of carbohydrates and starch. At the root, carbohydrate contents were higher under the red and black screens. Among the five screen colors, the red one was the most efficient in the production of coffee seedlings with higher vigor and quality, with outstanding carbohydrate contents and biomass.
Este trabalho teve por objetivo relacionar aspectos histoquímicos e morfológicos de grãos secos de café com a qualidade destes classificadas como bebida mole, dura e rio. Paralelamente a esses estudos, foram realizadas em cada lote de grãos a lixiviação de potássio, a condutividade elétrica e a atividade da polifenol oxidase. Uma maior lixiviação de potássio, com o conseqüente aumento na condutividade elétrica, mostrou ser um forte indicador de danos na membrana e parede celular. Este dano foi confirmado por fotomicrografias em estudos histoquímicos e morfológicos de grãos de café. Estes estudos mostraram que no café bebida mole havia corpos lipídicos globulares bem definidos no interior dos protoplastos. Com a perda da qualidade da bebida para dura e rio, verificou-se que os lipídeos não mais se apresentaram em corpos lipídicos bem definidos, estavam localizados nas regiões periféricas do protoplasto e algumas vezes extravasados no tecido devido à degradação da parede celular.
Sesbania virgata (Cav.) Pers. is a bush, pioneer and occurs naturally in Brazil. It belongs to the Fabaceae family and it is indicated for recovery of degraded areas because of its rusticity and capacity to tolerate flooding. The present research was carried out to investigate the ability of S. virgata plants to adapt to flooding conditions. Plants containing six expanded leaves were placed in masonry tanks and were subjected to the following conditions: control (well watered), soil-waterlogging (water to the setup level of 1 cm above the soil surface – roots and parts of the stems flooded) and complete submergence (whole plant flooded). The evaluations were conducted on the day of the stress induction and after 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49 and 56 days of the treatment. After 15 days of return to normoxic environment, plant survival was assessed. Growth (height, dry mass of shoots and roots), vigour, carbohydrate content and the activity of enzymes involved in anaerobic metabolism (lactate dehydrogenase, pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase) were also evaluated. Our results suggested that sesbania plants are tolerant to flooding, because they can survive being submerged for 56 days. The reasons for this tolerance include the accumulation and use of carbohydrates in the leaves and roots, maintenance of growth and the activation of anaerobic metabolism, particularly in steps catalysed by the enzymes pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase.
RESUMOA soja é um dos produtos agrícolas de maior importância no Brasil, e segundo maior produtor mundial. A tolerância ao excesso de umidade do solo e da rápida recuperação com o término do alagamento são características desta cultura, porém, a deficiência de oxigênio, causada pelo excesso de água, é um dos fatores determinantes que pode reduzir sua produtividade. O objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento de três cultivares de soja ao alagamento em diferentes estádios de desenvolvimento, por meio de análise da produção de massa seca, metabolismo de carboidratos e atividade das enzimas do metabolismo anaeróbio. O experimento foi desenvolvido na Universidade Federal de Lavras (MG), em 2007. As cultivares BRS 267, BRS 257 e BRS 213 foram submetidas a 15 dias de alagamento, nos estádios V6 e V8 e 11 dias no estádio R4. Os resultados revelaram redução na produção de massa seca nos tratamentos alagados no estádio V8 para a cultivar BRS 267 e no estádio V6 para BRS 257 e BRS 213; esta última foi a mais tolerante ao alagamento, pois obteve o menor decréscimo de massa seca em relação ao controle. O alagamento também induziu aumento nos teores de amido e açúcares solúveis totais nas folhas, assim como maior atividade das enzimas álcool desidrogenase e piruvato descarboxilase para as três cultivares, quando comparadas a seus respectivos controles. Já para a enzima lactato desidrogenase, essa diferença foi menos expressiva. Esses resultados revelam comportamentos distintos comparando as três cultivares.Palavras-chave: Glycine max, hipoxia, teor de carboidratos, enzimas anaeróbicas.
RESUMO-Esta revisão tem por objetivo discutir mecanismos de tolerância desenvolvidos por plântulas da variedade de milho "Saracura" (BRS 4154), que possui, como principal característica, tolerância a períodos intermitentes de encharcamento do solo. Os primeiros estudos de análise de tolerância à baixa disponibilidade de oxigênio no meio, sob condições controladas, em sala de crescimento, confirmaram essa característica, ao revelar que as plântulas suportam até quatro dias de hipoxia sem nenhum dano aparente. A partir daí, apresentaram, na região do mesocótilo, uma região translúcida, característica de lise celular, a qual evoluiu para uma constrição, com o prolongamento do estresse, causando murcha, tombamento e morte das plântulas. Estudos posteriores revelaram que a deficiência de oxigênio provocou uma intensa e irreversível degradação da parede, como resultado de uma elevação na ação, principalmente, das enzimas poligalacturonase e celulase. As causas da tolerância do milho "Saracura" foram atribuídas a uma resistência ao ataque de enzimas de degradação da parede celular, ao desenvolvimento de aerênquimas tanto no colmo quanto nas raízes e a uma alta capacidade de recuperação da fotossíntese após períodos de alagamento. Foi observado que, na germinação, o cálcio diminuiu o tamanho das plântulas e aumentou a sua tolerância ao alagamento, retardando o aparecimento da constrição no mesocótilo. Durante a germinação, na presença desse elemento, as reservas de carboidratos ficaram preservadas na cariopse, atrasando o desenvolvimento das plântulas e, quando em condição de alagamento, essas foram alocadas e utilizadas, permitindo a manutenção do metabolismo celular por mais tempo. Ficou constatado, também, que o cálcio aumentou a estabilidade da parede celular e induziu um ajustamento osmótico, pelo aumento na concentração de aminoácidos, principalmente a prolina.
Características fisiológicas e anatômicas de plantas de sibipiruna submetidas à hipoxia Physiological
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