Respostas biométricas,ecofisiológicas e nutricionais em genótipos diplóides de bananeira (Musa spp) submetidos à salinidade

Autor: SILVA JÚNIOR, Gilberto de Souza e
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2007
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPEUniversidade Federal Rural de PernambucoUFRPE.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The banana plant is cultivated in tropical and sub-tropical regions, encompassing over 100 countries throughout the world. In Brazil, banana cultivation constitutes the second largest volume of fruit produced and consumed in the country, ranking third in terms of area harvested. The Northeast region is responsible for 34% of the national banana production. Salinity in the region is one of the most serious factors limiting growth and productivity of this crop, especially in irrigated areas. Ten diploid genotypes of banana plants (Musa spp) from plant tissue cultures were cultivated in a nutrient solution with and without the addition of NaCl (0 and 100 mol.m-3). The experiment was carried out in the greenhouse of the Chemistry Department of the UFRPE, with an entirely randomized design, 3 replications and a 10 x 2 factorial arrangement. The aim of the study was to assess the effect of NaCl on biometric, eco-physical and nutritional variables. Throughout the experimental period, air temperature ranged from 27.7 to 30.4 oC, relative humidity ranged from 46.2 to 64.8 % and photosynthetically active radiation ranged from 24.54 to 109.57μmol.m-2.s-1. Samples were collected 21 days after initiating the treatments. Biometric variables (number of leaves, pseudostem diameter, plant height and leaf area) were measured weekly. Eco-physical variables (transpiration, diffusive resistance and leaf temperature) were determined at 20 days of the treatment differentiation. Upon collection, shoot fresh matter (leaf stalk and pseudostem) and roots + rhizome were determined. The fractioned parts (shoot and roots + rhizome) were conditioned separately in paper bags, duly identified and placed in a greenhouse for drying with forced aeration at 65oC until reaching a constant weight, in order to obtain the dry matter (shoot and roots + rhizome). Next, the allocation of biomass and succulence of the different organs, leaf area ratio, sclerophyll index, liquid assimilation rate, shoot/roots ratio and both relative and absolute growth rate were determined. After the drying of the plant material, the analyses of sodium, potassium, chloride, calcium and magnesium were carried out on the different parts of the plants. For most of the genotypes studied, salinity caused significant reductions in nearly all the biometricvariables analyzed, especially leaf area, dry matter (stalk, pseudostem and roots + rhizome), allocation of biomass in the different organs (stalk, pseudostem and roots + rhizome) and both absolute and relative growth rates. Salinity also caused areduction in transpiration and a tendency toward an increase in diffusive resistance and leaf temperature in all the genotypes subjected to salt stress. There was an increase in the Na+ and Cl- content in the different plant organs, triggering a reduction in the Ca2 content, especially in the roots + rhizome, and a consequent alteration in total dry matter, leaf area, absolute growth rate and relative growth rate. There was also an increase in the Mg2+ content only in the pseudostem and roots + rhizome, as well as an increase in the K+ content in the latter organ alone. The Tungia genotype presented the greatest sensitivity to stress in 48% of the biometric variables evaluated. The Lidi genotype presented tolerance in 60% of these variables. The remaining genotypes presented intermediate degrees of tolerance. Based on transpiration (E) and diffusive resistance (Rs) values of the contrasting genotypes, it can be inferred that the Tungia genotype presented lower transpiration and greater stomatic resistance, characterizing greater sensitivity to salt stress when compared to the Lidi genotype. The present study highlights the sensitivity of the Tungia genotype,especially in consequence of the high Na+ content in the leaf stem, though it is likely that there was compartmentalization of part of this cation in the vacuole, evidencing the magnitude of its content in the leaf stem. At any rate, the Na+ that was not compartmentalized possibly affected, through toxicity, metabolic processes such as assimilation of CO2, photosynthesis, protein synthesis and respiration due to enzymatic inactivation, reflecting this effect in the form of necrotic spots, chlorosis and burned edges of the leaf stem. The effect of salt stress on banana plant diploids can be better understood through the assessment of these variables, allowing the identification of promising genotypes with genes of interest that can be integrated to genetic improvement programs.
A bananeira é cultivada nas regiões localizadas nos trópicos e sub-trópicos, abrangendo mais de 100 países do mundo. No Brasil, a cultura da bananeira ocupa o segundo lugar em volume de frutas produzidas e consumidas no país e a terceira posição em área colhida. A região Nordeste é responsável por 34 % da produção nacional de banana. Nesta região, a salinidade representa um dos mais sérios fatores que limita o crescimento e a produtividade dessa cultura, sobretudo nos perímetros irrigados. Dez genótipos diplóides de bananeira (Musa spp), provenientes de cultura de tecidos, foram cultivados em solução nutritiva, acrescida ou não de NaCl (0 e 100 mol.m-3). O experimento foi conduzido em casa de vegetação do Departamento de Química da UFRPE, em delineamento inteiramente casualizado, com 3 repetições, em um arranjo fatorial 10 x 2. O objetivo do trabalho foi verificar o efeito do NaCl sobre variáveis biométricas, ecofisiológicas e nutricionais. Durante o período experimental, a temperatura do ar variou de 27,7 a 30,4 oC, a umidade relativa do ar de 46,2 a 64,8 % e a radiação fotossinteticamente ativa de 24,54 a 109, 57 μmol.m-2.s-1. O experimento foi coletado 21 dias após o início dos tratamentos. Semanalmente, foram determinadas as variáveis biométricas (númerode folhas, diâmetro do pseudocaule, altura de plantas e área foliar). As variáveis ecofisiológicas (transpiração, resistência difusiva e temperatura foliar) foram determinadas aos 20 dias da diferenciação dos tratamentos. Por ocasião da coleta do experimento foi determinada a biomassa fresca da parte aérea (limbo foliar e pseudocaule) e das raízes + rizoma. As partes fracionadas (parte aérea e raízes + rizoma) foram acondicionadas, separadamente, em sacos de papel devidamente identificados e postas para secar em estufa de aeração forçada a 65oC até peso constante, para obtenção da biomassa seca (parte aérea e raízes + rizoma). Em seguida, foi calculada a alocação da biomassa e suculência nos diferentes órgãos, razão de área foliar, índice de esclerofilia, taxa de assimilação líquida, razão parte aérea:raízes e taxas de crescimento absoluto e relativo. Efetuada a secagem do material vegetal, realizaram-se as análises de sódio, potássio, cloreto, cálcio e magnésio, nas diferentes partes das plantas. A salinidade provocou, na maioria dos genótipos estudados, reduções significativas em quase todas as variáveisbiométricas analisadas; destacando-se a área foliar, a biomassa seca (limbo,pseudocaule e raízes + rizoma), a alocação da biomassa nos diferentes órgãos (limbo, pseudocaule e raízes + rizoma) e as taxas de crescimento absoluto e relativo. Também provocou redução na transpiração e uma tendência ao aumento da resistência difusiva e temperatura foliar em todos os genótipos submetidos ao estresse salino. Houve incremento nos teores de Na+ e Cl- nos diferentes órgãos das plantas, acarretando redução no teor de Ca2+, principalmente nas raízes + rizoma e conseqüentemente alteração na biomassa seca total, área foliar e taxas de crescimento absoluto e relativo. Por outro lado, ocorreu incremento no teor de Mg2+ apenas no pseudocaule e raízes + rizoma e no teor de K+ apenas neste último órgão. O genótipo Tungia apresentou maior sensibilidade ao estresse salino observado em 48% das variáveis biométricas avaliadas em contraste com o genótipo Lidi que apresentou tolerância em 60% dessas variáveis. Os demais genótipos apresentaram grau de tolerância intermediário. Baseado nos valores de transpiração (E) e resistência difusiva (Rs) dos genótipos contrastantes, pode-se inferir que o genótipo Tungia apresentou uma menor transpiração e maior resistência estomática caracterizando uma maior sensibilidade ao estresse salino em relação ao genótipoLidi. Destaca-se neste trabalho a sensibilidade do genótipo Tungia, sobretudo em conseqüência do elevado teor de Na+ no limbo foliar, ainda que provavelmente tenha ocorrido compartimentalização de parte deste cátion no vacúolo, evidenciado pela magnitude do teor do mesmo no limbo foliar. De qualquer maneira, o Na+ que não foi compartimentalizado possivelmente afetou, por toxicidade, processos metabólicos, como assimilação de CO2, fotossíntese, síntese de proteína e respiração devido à inativação enzimática, refletindo-se esse efeito na forma de manchas necróticas, clorose e queima da borda do limbo foliar. O efeito do estresse salino sobre diplóides de bananeira pode ser mais bem compreendido mediante a avaliação dessas variáveis, permitindo identificar genótipos promissores com genes de interesse, que possam ser integrados aos programas de melhoramento genético.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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