Effects of Water Stress on Photosynthesis of Crops and the Biochemical Mechanism

Lawlor, D. W.; Uprety, D. C.

doi:10.1007/978-94-011-2708-0_17

Cited by 28 publications

(23 citation statements)

References 72 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…As the topic has been reviewed many times (Chaves 1991;Lawlor & Uprety 1991;Cornic 1994;Lawlor 1995;Cornic & Massacci 1996), the approach is selective in its consideration of the literature. We assess the current state of knowledge and views about stomatal versus metabolic determination of A, where there are conflicting concepts (Lawlor 1995;Tezara et al .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants

Lawlor

Cornic

2002

Plant Cell & Environment

Self Cite

1,597

964

View full text Add to dashboard Cite

SUMMARYExperimental studies on CO 2 assimilation of mesophytic C3 plants in relation to relative water content (RWC) are discussed. Decreasing RWC slows the actual rate of photosynthetic CO 2 assimilation (A) and decreases the potential rate (A pot ). Generally, as RWC falls from c . 100 to c. 75%, the stomatal conductance (g s ) decreases, and with it A. However, there are two general types of relation of A pot to RWC, which are called Type 1 and Type 2. Type 1 has two main phases. As RWC decreases from 100 to c. 75%, A pot is unaffected, but decreasing stomatal conductance (g s ) results in smaller A, and lower CO 2 concentration inside the leaf (C i ) and in the chloroplast (C c ), the latter falling possibly to the compensation point. Down-regulation of electron transport occurs by energy quenching mechanisms, and changes in carbohydrate and nitrogen metabolism are considered acclimatory, caused by low C i and reversible by elevated CO 2 . Below 75% RWC, there is metabolic inhibition of A pot , inhibition of A then being partly (but progressively less) reversible by elevated CO 2 ; g s regulates A progressively less, and C i and CO 2 compensation point, Γ Γ Γ Γ rise. It is suggested that this is the true stress phase, where the decrease in A pot is caused by decreased ATP synthesis and a consequent decreased synthesis of RuBP. In the Type 2 response, A pot decreases progressively at RWC 100 to 75%, with A being progressively less restored to the unstressed value by elevated CO 2 . Decreased g s leads to a lower C i and C c but they probably do not reach compensation point: g s becomes progressively less important and metabolic limitations more important as RWC falls. The primary effect of low RWC on A pot is most probably caused by limited RuBP synthesis, as a result of decreased ATP synthesis, either through inhibition of Coupling Factor activity or amount due to increased ion concentration. Carbohydrate synthesis and accumulation decrease. Type 2 response is considered equivalent to Type 1 at RWC below c. 75%, with A pot inhibited by limited ATP and RuBP synthesis, respiratory metabolism dominates and C i and Γ Γ Γ Γ rise. The importance of inhibited ATP synthesis as a primary cause of decreasing A pot is discussed. Factors determining the Type 1 and Type 2 responses are unknown. Electron transport is maintained (but down-regulated) in Types 1 and 2 over a wide range of RWC, and a large reduced/oxidized adenylate ratio results. Metabolic imbalance results in amino acid accumulation and decreased and altered protein synthesis. These conditions profoundly affect cell functions and ultimately cause cell death. Type 1 and 2 responses may reflect differences in g s and in sensitivity of metabolism to decreasing RWC.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants

Lawlor

Cornic

2002

Plant Cell & Environment

Self Cite

1,597

964

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Conforme Lawlor & Uprety (1993), a principal causa da perda de produção sob estresse hídrico é a redução na área foliar, em virtude da redução do número e tamanho de folhas, produzindo menores taxas fotossintéticas por unidade de área. Esta condição de restrição hídrica também afeta negativamente o rendimento, sobremaneira interferir no número de grãos por área (Sousa & Lima, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Cultivares de trigo submetidas a déficit hídrico no início do florescimento, em casa de vegetação

Santos¹,

Guimarães

Klein

et al. 2012

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

View full text Add to dashboard Cite

A restrição hídrica pode prejudicar o desempenho das culturas, em especial quando ocorre no período de florescimento. Desta forma, objetivou-se com esta pesquisa avaliar a resposta de genótipos de trigo submetidos a déficit hídrico no início do florescimento. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3 x 2, com cinco repetições, cujos fatores foram: três cultivares de trigo (Coodetec (CD) 105, 108 e 111) e dois manejos de irrigação (com e sem déficit hídrico). Durante o período de imposição do déficit hídrico, avaliaram-se a umidade gravimétrica do solo e o teor relativo de água das folhas enquanto no momento da reidratação foram avaliadas variáveis biométricas. Os componentes de produção foram avaliados ao final do ciclo. Constatou-se redução na umidade gravimétrica do solo, no teor relativo de água e em todas as variáveis biométricas, em função do déficit hídrico. A produção de grãos mostrou-se diferente apenas entre os regimes hídricos, em que a cultivar CD 111 é mais eficiente na manutenção do potencial produtivo em condições de déficit hídrico, mediante a rápida recuperação no teor relativo de água das folhas.

show abstract

“…A disponibilidade hídrica é considerada o fator climá-tico de maior efeito sobre a produtividade agrícola, sendo o fator que rege a distribuição das espécies nas diferentes zonas climáticas do globo (Lawlor & Uprety, 1993). A produtividade de plantas cultivadas em ambientes com restrição hídrica é, frequentemente, afetada por características da planta que permitem a manutenção do status hídrico durante o dessecamento do solo (Blum, 2005).…”

Section: Introductionunclassified

Comportamento de genótipos de soja submetidos a déficit hídrico intenso em casa de vegetação

Fioreze¹,

Pivetta²,

Fano³

et al. 2011

Rev. Ceres

View full text Add to dashboard Cite

Performance of soybean genotypes under high intensity drought stress in greenhouse conditionsThe objective of this study was to evaluate the performance and the traits involved in the responses of three soybean genotypes to high intensity drought stress under greenhouse conditions. The experiment was carried out at the Greenhouse and Horticulture Station Professor Mario César Lopes, NEE/UNIOESTE -Marechal Cândido Rondon, PR, Brazil, in 2007. Were evaluated three soybean genotypes (CD 201, CD 202 and CD 217) subjected to a high intensity and short drought stress period. The experiment was arranged in a (3x2) factorial completely randomized design with five replications. Drought stress was induced at the beginning of the reproductive stage by watering suspension. Soil moisture content (Ug) and relative leaf water content (RWC) were measured during drought stress and rehydration period. Protoplasmic tolerance was evaluated before rehydration and the biometric parameters were determined after (CD 201, CD 202 e CD 217) e dois regimes hídricos (irrigação satisfatória e déficit hídrico), em delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. O déficit hídrico foi imposto por meio de suspensão da rega, no início da fase reprodutiva da cultura. Foram avaliados a umidade gravimétrica do solo (Ug) e o conteúdo relativo de água nas folhas (CRA), durante o período de déficit hídrico; a liberação de eletrólitos de discos foliares, no momento da reidratação; as variáveis biométricas, no final do período de recuperação e os componentes da produção e produção por planta, no final do ciclo da cultura. O déficit hídrico aplicado afetou de maneira distinta os genótipos testados, quanto à manutenção do status hídrico, da área foliar e, por consequência, do potencial produtivo. A diferenciação no comportamento dos genótipos foi possível, mesmo em condições de déficit hídrico intenso, sendo o CD 202 o que apresentou melhor comportamento. A manutenção do CRA e da área foliar devem ser consideradas como características de interesse no desenvolvimento de materiais adaptados a condições de restrição hídrica. Palavras-chave:Glycine max (L.) Merr., disponibilidade hídrica, conteúdo relativo de água, área foliar, tolerância protoplasmática.

show abstract

Effects of Water Stress on Photosynthesis of Crops and the Biochemical Mechanism

Cited by 28 publications

References 72 publications

Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants

Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants

Cultivares de trigo submetidas a déficit hídrico no início do florescimento, em casa de vegetação

Comportamento de genótipos de soja submetidos a déficit hídrico intenso em casa de vegetação

Contact Info

Product

Resources

About