Tolerância de cultivares e seleções clonais de porta-enxertos de pessegueiro ao excesso de alumínio
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2023v44n3p1127Palavras-chave:
Alumínio em tecidos, Morfologia radicular, Prunus, Resistência do alumínio, Toxicidade de alumínio.Resumo
Formas de alumínio (Al) presentes na solução de solos tropicais e subtropicais podem causar toxicidade em porta-enxertos e cultivares de pessegueiro, prejudicando o crescimento e a produtividade. Isso pode ser minimizado pelo cultivo de porta-enxertos e cultivares tolerantes ao Al. Porém, isso não é suficientemente conhecido, principalmente porque os programas de melhoramento vegetal nem sempre consideram a tolerância como uma variável de seleção de materiais genéticos. O estudo teve como objetivo (a) selecionar cultivares e seleções clonais de porta-enxertos de pessegueiro tolerantes ao Al, (b) identificar variáveis que confiram tolerância ao Al para uso em programas de melhoramento genético e (c) propor níveis críticos (NC) e faixas de toxicidade (FT) do Al em relação às variáveis morfológicas do sistema radicular. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, compreendendo fatorial 13 (cultivares e seleções clonais) x 2 (com e sem Al) com três repetições. Mudas de pessegueiro 'BRS Mandinho' autoenraizadas (sem porta-enxerto) e mudas enxertadas de 'BRS Mandinho' em diferentes cultivares e seleções de porta-enxertos clonais foram cultivadas em sistema hidropônico, compondo dois níveis para o fator Al (ausência e presença a 100 mg L−1). Foram avaliadas as variáveis morfológicas da parte aérea e do sistema radicular, acúmulo de Al nos tecidos, fator de translocação, NC e FT do Al nas raízes. Os porta-enxertos FB-SM-09-43, JB-ESM-09-13, SAS-SAU-09-71, SS-CHI-09-40, 'Sharpe' e VEH-GRA-09-55 foram tolerantes a altas concentrações de Al. O NC do Al nas raízes em relação à área radicular dos porta-enxertos de pessegueiro foi de 1400 mg Al kg−1, e o FT ficou entre 1200 e 1500 mg Al kg−1.
Downloads
Referências
Alva, A. K., Edwards, D. G., Asher, C. J., & Blamey, F. P. C. (1986). Effects of phosphorus/aluminum molar ratio and calcium concentration on plant response to aluminum toxicity. Soil Science Society of America Journal, 50(1), 133-137. doi: 10.2136/sssaj1986.03615995005000010026x DOI: https://doi.org/10.2136/sssaj1986.03615995005000010026x
Badia, M. B., Maurino, V. G., Pavlovic, T., Arias, C. L., Pagani, M. A., & Andreo, C. S. (2020). Loss of function of Arabidopsis NADP-malic enzyme 1 results in enhanced tolerance to aluminum stress. The Plant Journal, 101(1), 653-665. doi: 10.1111/ tpj.14571 DOI: https://doi.org/10.1111/tpj.14571
Bahmani, R., Kim, D. G., Modareszadeh, M., Thompson, A. J., Park, J. H., Yoo, H. H., & Hwang, S. (2020). The mechanism of root growth inhibition by the endocrine disruptor bisphenol A (BPA). Environmental Pollution, 257(10), 1-13. doi: 10.1016/j.envpol.2019.113516 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113516
Banhos, O. F. A. A., Brenda, M. D. O., Carvalho, B. M., Veiga, E. B. da, Bressan, A. C. G., Tanaka, F. A. O., & Habermann, G. (2016). Aluminum-induced decrease in CO2 assimilation in ‘Rangpur’ lime is associated with low stomatal conductance rather than low photochemical performances. Scientia Horticulturae, 205(1), 133-140. doi: 10.1016/j.scienta.2016.04.021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2016.04.021
Baquy, M. A. A., Li, J. Y., Xu, C. Y., Mehmood, K., & Xu, R. K. (2017). Determination of critical pH and Al concentration of acidic Ultisols for wheat and canola crops. Solid Earth, 8(11), 149-159. doi: 10.5194/se-8-149-2017 DOI: https://doi.org/10.5194/se-8-149-2017
Beckman, T. G., Chaparro, J. X., & Sherman, W. B. (2008). ‘Sharpe’, a clonal plum rootstock for peach. HortScience, 43(7), 2236-2237. doi: 10.21273/HORTSCI.43.7.2236 DOI: https://doi.org/10.21273/HORTSCI.43.7.2236
Betemps, D. L., Paula, B. V., Parent, S. E., Galarca, S. P., Mayer, N. A., Marodin, G. A. B., Rozane, D. E., Natale, W., Melo, G. W. B., Parent, L., & Bruneto, G. (2020). Humboldtian diagnosis of peach tree (Prunus persica) nutrition using machine-learning and compositional methods. Agronomy, 10(6), 900. doi: 10.3390/agronomy10060900 DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy10060900
Bojórquez-Quintal, E., Escalante-Magaña, C., Echevarría-Machado, I., & Martínez-Estévez, M. (2017). Aluminum, a friend or foe of higher plants in acid soils. Frontiers in Plant Science, 8(1767), 1-18. doi: 10.3389/fpls.2017.01767 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01767
Dorneles, A. O. S., Pereira, A. S., Rossato, L. V., Possebom, G., Sasso, V. M., Bernardy, K., Sandri, R. Q., Nicoloso, F. T., Ferreira, P. A. A., & Tabaldi, L. A. (2016). Silicon reduces aluminum content in tissues and ameliorates its toxic effects on potato plant growth. Ciência Rural, 46(3), 506-512. doi: 10.1590/0103-8478cr20150585 DOI: https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20150585
Du, H., Huang, Y., Qu, M., Li, Y., Hu, X., Yang, W., Li, H., He, W., Ding, J., Liu, C., Gao, S., Cao, M., Lu, Y., & Zhang, S. (2020). A maize ZmAT6 gene confers aluminum tolerance via reactive oxygen species scavenging. Frontiers in Plant Science, 11(1016), 1-12. doi: 10.3389/fpls.2020.01016 DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.01016
Eldem, V. C., Akcay, U. C., Ozhuner, E., Bakır, Y., Uranbey, S., & Unver, T. (2012). Genome-wide identification of miRNAs responsive to drought in peach (Prunus persica) by high-throughputdeepsequencing. PLoS ONE, 7(12), 1-14. doi: 10.1371/journal.pone.0050298 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0050298
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (2009). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes (2a ed.). EMBRAPA.
Gelman, A., & Hill, J. (2007). Data analysis using regression and multilevel/hierarchical models. Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511790942
He, H., Li, Y., & He, L. F. (2019). Aluminum toxicity and tolerance in Solanaceae plants. South African Journal of Botany, 123(1), 23-29. doi: 10.1016/j.sajb.2019.02.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.sajb.2019.02.008
Hoagland, D. R., & Arnon D. I. (1950). The waterculture method for growing plants without soil. (Circ. 347). Agric. Exp. Stn., Univ. Of California.
Kyveryga, P., Caragea, P. C., Kaiser, M. S., & Blackmer, T. M. (2013). Predicting risk of reduced nitrogen fertilization using hierarchical models and on-farm data. Agronomy Journal, 105(1), 85-94. doi: 10.2134/agronj2012.0218 DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2012.0218
Mahdavian, K. (2021). Effect of citric acid on antioxidant activity of red bean (Phaseolus calcaratus L.) under Cr+6 stress. South African Journal of Botany, 139(12), 83-91. doi: 10.1016/j.sajb.2021.02.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.sajb.2021.02.002
Mayer, N. A, & Ueno, B. (2021). Peach tree short life in Rio Grande do Sul State, Brazil. Agrociencia Uruguay, 25(395), 1-17. doi: 10.31285/AGRO.25.395 DOI: https://doi.org/10.31285/AGRO.25.395
Mayer, N. A., Ueno, B., & Antunes, L. E. C. (2009). Seleção e clonagem de porta enxertos tolerantes à morte-precoce do pessegueiro. (Comunicado Técnico, 209). EMBRAPA Clima Temperado.
Mayer, N. A., Ueno, B., Rickes, T. B., & Resende, M. V. L. A. (2020). Cloning of rootstock selections and Prunus spp. cultivars by softwood cuttings. Scientia Horticuturae, 273(1), 1-11. doi: 10.1016/j.scienta.2020.109609 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109609
Mayer, N. A., Ueno, B., Silva, V. A. L., Valgas, R. A., & Silveira, C. A. P. (2015). A morte precoce do pessegueiro associada à fertilidade do solo. Revista Brasileira de Fruticultura, 37(3), 773-778. doi: 10.1590/0100-2945-156/14 DOI: https://doi.org/10.1590/0100-2945-156/14
Nava, G., Reisser, C., Jr., Parent, L.-É., Brunetto, G., Moura-Bueno, J. M., Navroski, R., Benati, J. A., & Barreto, C. F. (2022). Esmeralda peach (Prunus persica) fruit yield and quality response to nitrogen fertilization. Plants, 11(3), 352. doi: 10.3390/ plants11030352 DOI: https://doi.org/10.3390/plants11030352
Padarian, J., Minasny B., & McBratney, A. B. (2020). Machine learning and soil sciences: a review aided by machine learning tools. Soil, 6(1), 35-52. doi: 10.5194/soil-6-35-2020 DOI: https://doi.org/10.5194/soil-6-35-2020
Paula, B. V., Sete, P. B., Trapp, T., Vitto, B., Zalamena, J., Melo, G. W. B., Rozane, D. E., Baldi, E., Toselli, M., & Bruneto, G. (2021). Annual and residual urea nitrogen contribution to the nutrition of peach trees (Prunus persica L.) grown under subtropical climate. Scientia Horticulturae, 284(10), 1-6. doi: 10.1016/j.scienta.2021.110099 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110099
Plummer, M. (2016). Rjags: bayesian graphical models using MCMC.
R Core Team (2022). R: a language and environment for statistical computing.
Rahman, M. A., Lee, S. H., Ji, H. C., Kabir, A. H., Jones, C. S., & Lee, K. W. (2018). Importance of mineral nutrition for mitigating aluminum toxicity in plants on acidic soils: current status and opportunities. International Journal of Molecular, 19(10), 1-28. doi: 10.3390/ijms19103073 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms19103073
Raj, D., Kumar, A., & Maiti, S. K. (2020). Mercury remediation potential of Brassica juncea (L.) Czern. For clean-up of flyash contaminated sites. Chemosphere, 248(1), 1-9. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.125857 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.125857
Ranjan, A., Sinha, R., Sharma, T. R., Pattanayak, A., & Singh, A. K. (2021). Alleviating aluminum toxicity in plants: implications of reactive oxygen species signaling and crosstalk with other signaling pathways. Physiologia Plantarum, 173(4), 1-20. doi: 10.1111/ppl.13382 DOI: https://doi.org/10.1111/ppl.13382
Raseira, M. C. B., Scaranari, C., Franzon, R. C., Feldberg, N. P., & Nakasu, B. H. (2016). ‘BRS Mandinho’: the first platycarpa peach cultivar released in Brazil. Revista Brasileira de Fruticultura, 38(3), 1-4. doi: 10.1590/0100-29452016616 DOI: https://doi.org/10.1590/0100-29452016616
Reighard, G. L., & Loreti, F. (2008). Rootstock development. In D. R. Layne, & D. Bassi, The peach: botany, production and uses (pp. 193-220). Oxfordshire. DOI: https://doi.org/10.1079/9781845933869.0193
Reis, A. R., Lisboa, L. A. M., Reis, H. P. G., Barcelos, J. P. de Q., Santos, E. F., Santini, J. M. K., & Lavres, J. (2018). Depicting the physiological and ultrastructural responses of soybean plants to Al stress conditions. Plant Physiology and Biochemistry, 130(1), 377-390. doi: 10.1016/j.plaphy.2018.07.028 DOI: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2018.07.028
Ribeiro, A. P., Vinecky, F., Duarte, K. E., Santiago, T. R., Casari, R. A. C. N., Hell, A. F., & Molinari, H. B. C. (2021). Enhanced aluminum tolerance in sugarcane: evaluation of SbMATE overexpression and genome-wide identification of ALMTs in Saccharum spp. BMC Plant Biology, 21(300), 1-15. doi: 10.1186/s12870-021-02975-x DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-021-02975-x
Rodrigues, A. A., Vasconcelos, S. C., Fº., Müller, C., Rodrigues, D. A., Sales, J. F., Zuchi, J., & Barbosa, D. P. (2019). Tolerance of Eugenia dysenterica to aluminum: germination and plant growth. Plants, 8(9), 1-15. doi: 10.3390/plants8090317 DOI: https://doi.org/10.3390/plants8090317
Shetty, R., Vidya, C. S., Prakash, N. B., Lux, A., & Vaculík, M. (2021). Aluminum toxicity in plants and its possible mitigation in acid soils by biochar: a review. Science of the Total Environment, 65(1), 1-11. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.142744 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142744
Sun, L., Zhang, M., Liu, X., Mao, Q., Shi, C., Kochian, L. V., & Liao, H. (2020). Aluminum is essential for root growth and development of tea plants (Camellia sinensis). Journal of Integrative Plant Biology, 62(7), 984-987. doi: 10.1111/jipb.12942 DOI: https://doi.org/10.1111/jipb.12942
Theobald, C. M., & Talbot, M. (2002). The Bayesian choice of crop variety and fertilizer dose. Applied Statistics, 51(1), 23-26. doi: 10.1111/1467‐9876.04863 DOI: https://doi.org/10.1111/1467-9876.04863
Wei, Y., Han, R., Xie, Y., Jiang, C., & Yu, Y. (2021). Recent advances in understanding mechanisms of plant tolerance and response to aluminum toxicity. Sustainability, 13(4), 1-22. doi: 10.3390/su13041782 DOI: https://doi.org/10.3390/su13041782
Yan, L., Riaz, M., Liu, J., Yu, M., & Cuncang, J. (2021). The aluminum tolerance and detoxification mechanisms in plants; recent advances and prospects. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 52(9), 1-37. doi: 10.1080/10643389.2020.1859306. DOI: https://doi.org/10.1080/10643389.2020.1859306
Zhang, H., Li, Xy., Lin, M., Hu, P., Lai, N., Huang, Z., & Chen, L. (2022). The aluminum distribution and translocation in two citrus species difering in aluminum tolerance. BMC Plant Biology, 22(93), 1-11. doi: 10.1186/s12870-022-03472-5 DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-022-03472-5
Zhang, X., Long, Y., Huang, J., & Xia, J. (2019). Molecular mechanisms for coping with al toxicity in plants. International Journal of Molecular Sciences, 20(7), 1-16. doi: 10.3390/ijms20071551 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms20071551
Zhu, C. Q., Cao, X. C., Zhu, L. F., Hu, W. J., Hu, A. Y., Abliz, B., Bai, Z. G., Huang, J., Liang, Q. D., Sajid, H., Li, Y. F., Wang, L. P., Jin, Q. Y., & Zhang, J. H. (2019). Boron reduces cell wall aluminum content in rice (Oryza sativa) roots by decreasing H2O2 accumulation. Plant Physiology and Biochemistry, 138(10), 80-90. doi: 10.1016/j. plaphy.2019.02.022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.02.022
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Semina: Ciências Agrárias
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Semina: Ciências Agrárias adota para suas publicações a licença CC-BY-NC, sendo os direitos autorais do autor, em casos de republicação recomendamos aos autores a indicação de primeira publicação nesta revista.
Esta licença permite copiar e redistribuir o material em qualquer meio ou formato, remixar, transformar e desenvolver o material, desde que não seja para fins comerciais. E deve-se atribuir o devido crédito ao criador.
As opiniões emitidas pelos autores dos artigos são de sua exclusiva responsabilidade.
A revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua e a credibilidade do veículo. Respeitará, no entanto, o estilo de escrever dos autores. Alterações, correções ou sugestões de ordem conceitual serão encaminhadas aos autores, quando necessário.
