Plant growth and solute accumulation and distribution in two sorghum genotypes, under NaCl stress

Abstract

-Seedlings of two sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) genotypes with differential tolerance to salinity were exposed to 0 and 100 mM NaCl, gradually added in increments of 25 mM every 12 hours, in nutrient solution. Seven days after starting the salt treatment the growth of the shoot and root system and the inorganic and organic solutes contents were determined. Salinity reduced the dry matter yield and length of the shoot and root system in both sorghum genotypes, specially in the sensitive one. In general, it was observed an increase in Na + and Cl -transfer to the shoot, in Na + and Cl -accumulation and in the Na + /Cl -ratio but a decrease in the K + and Ca 2+ transfer to shoot and in the K + and Ca 2+ contents in the shoot, always with higher intensity in sensitive genotype. Apparently, the tolerance to high saline concentrations in sorghum seems to be related to the genotype ability to avoid accumulation of harmful levels of Na + and Cl -and, or to maintain adequate levels of K + and Ca 2+ , specially in the shoot. The soluble carbohydrates and amino acids constituted together over 98% of the total organic solutes and showed the greatest absolute increase in concentration during saline stress. Probably, the soluble carbohydrates were the most important organic solutes to contribute to the osmotic adjustment in the leaves and the amino acids in the roots. Under saline stress there was an expressive increase in proline contents, specially in the oldest leaves of sensitive genotype. The proline contents, however, even under salt stress, did not reach the levels of other organic solutes. Contrary to the general acceptance, proline does not seem to have an important role in the mechanism of salt tolerance, at least for these genotypes and under the experimental conditions applied here. ADDITIONAL INDEX TERMS:

Compostos nitrogenados e carboidratos em sorgo submetido à salinidade e combinações de nitrato e amônio

“…O maior acúmulo de carboidratos solúveis totais nas plantas tratadas com NaCl pode ter sido devido a uma menor utilização deste soluto como sugerido por Lacerda et al (2003) ou este acúmulo foi utilizado no ajustamento osmótico celular (LACERDA et al, 2001).…”

“…Aminoácidos e carboidratos solúveis são considerados os principais solutos orgânicos para o ajustamento osmótico de plantas submetidas a estresse hídrico e salino (AZEVEDO-NETO et al, 2004;LACERDA et al, 2001). …”

Influência do cálcio sobre o crescimento e solutos em plântulas de sorgo estressadas com cloreto de sódio

“…As reduções na produção de matéria seca da parte aérea e das raízes causadas pelo estresse salino foram de 33 e 41 % e de 8 e 14 % nos genótipos tolerante e sensível, respectivamente. Esses resultados confirmam as diferenças no grau de tolerância à salinidade entre os dois genótipos estudados, as quais são crescentes com o tempo de exposição ao estresse, e evidenciam a maior sensibilidade da parte aérea à salinidade, conforme demonstrado por Lacerda et al (2001Lacerda et al ( e 2003.…”

“…Dois genótipos de sorgo forrageiro (Sorghum bicolor (L) Moench), um tolerante (CSF 20) e outro sensível (CSF 18) à salinidade (Lacerda et al, 2001), obtidos do banco de germoplasma da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária, foram utilizados nos experimentos. As sementes, selecionadas quanto ao tamanho e forma, foram esterilizadas superficialmente com solução de hipoclorito de sódio 2 % durante 10 minutos.…”

“…As sementes, selecionadas quanto ao tamanho e forma, foram esterilizadas superficialmente com solução de hipoclorito de sódio 2 % durante 10 minutos. Depois de lavadas em água corrente e desmineralizada, foram colocadas para germinar em rolos de papel 'germtest', mergulhados parcialmente em solução de Clark (Clark, 1975), pH 5,5, com um quinto de sua força iônica original (Lacerda et al, 2001). Após sete dias, as plântulas foram transferidas para vasos de polietileno que continham 2,5 L das soluções de tratamento e mantidas em uma sala de crescimento com temperatura de 25 ± 3 °C, fluxo de fótons de 230 µmol m -2 s -1 e fotoperíodo de 16 h, sob arejamento contínuo.…”