Os reguladores de crescimento vegetal têm sido utilizados como estratégia para reduzir o estresse térmico em diversas culturas.

A produção de arroz está diminuindo devido às mudanças e à variabilidade climáticas na Colômbia.Reguladores de crescimento vegetalO estresse térmico tem sido utilizado como estratégia para reduzir o estresse térmico em diversas culturas. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos fisiológicos (condutância estomática, teor de clorofila total, relação Fv/Fm de dois genótipos comerciais de arroz submetidos a estresse térmico combinado (altas temperaturas diurnas e noturnas), temperatura do dossel e teor relativo de água) e variáveis ​​bioquímicas (teor de malondialdeído (MDA) e ácido prolínico) e variáveis ​​bioquímicas. O primeiro e o segundo experimentos foram conduzidos utilizando plantas dos genótipos de arroz Federrose 67 (“F67”) e Federrose 2000 (“F2000”), respectivamente. Ambos os experimentos foram analisados ​​em conjunto, como uma série de experimentos. Os tratamentos estabelecidos foram os seguintes: controle absoluto (CA) (plantas de arroz cultivadas em temperaturas ótimas (temperatura diurna/noturna de 30/25 °C)) e controle de estresse térmico (CE) (plantas de arroz submetidas apenas ao estresse térmico combinado (40/25 °C)). 30°C)], e plantas de arroz foram submetidas a estresse térmico e pulverizadas com reguladores de crescimento vegetal (estresse + AUX, estresse + BR, estresse + CK ou estresse + GA) duas vezes (5 dias antes e 5 dias depois do estresse térmico). A pulverização com SA aumentou o teor total de clorofila em ambas as variedades (peso fresco das plantas de arroz “F67” e “F2000” foi de 3,25 e 3,65 mg/g, respectivamente) em comparação com as plantas SC (peso fresco das plantas “F67” foi de 2,36 e 2,56 mg/g). g-1)” e arroz “F2000”, a aplicação foliar de CK também melhorou geralmente a condutância estomática das plantas de arroz “F2000” (499,25 vs. 150,60 mmol m-2 s) em comparação com o controle de estresse térmico. Sob estresse térmico, a temperatura da coroa da planta diminui em 2–3 °C e o teor de MDA nas plantas diminui. O índice de tolerância relativa demonstra que a aplicação foliar de CK (97,69%) e BR (60,73%) pode ajudar a atenuar o problema do estresse térmico combinado, principalmente em plantas de arroz da variedade F2000. Em conclusão, a pulverização foliar de BR ou CK pode ser considerada uma estratégia agronômica para auxiliar na redução dos efeitos negativos do estresse térmico combinado sobre o comportamento fisiológico das plantas de arroz.
O arroz (Oryza sativa) pertence à família Poaceae e é um dos cereais mais cultivados no mundo, juntamente com o milho e o trigo (Bajaj e Mohanty, 2005). A área cultivada com arroz é de 617.934 hectares, e a produção nacional em 2020 foi de 2.937.840 toneladas, com uma produtividade média de 5,02 toneladas/ha (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
O aquecimento global está afetando as plantações de arroz, levando a vários tipos de estresse abiótico, como altas temperaturas e períodos de seca. As mudanças climáticas estão causando o aumento das temperaturas globais; projeta-se que as temperaturas subam de 1,0 a 3,7 °C no século XXI, o que pode aumentar a frequência e a intensidade do estresse térmico. O aumento das temperaturas ambientais afetou o arroz, causando uma queda de 6 a 7% na produtividade. Por outro lado, as mudanças climáticas também levam a condições ambientais desfavoráveis ​​para as culturas, como períodos de seca severa ou altas temperaturas em regiões tropicais e subtropicais. Além disso, eventos de variabilidade climática, como o El Niño, podem causar estresse térmico e agravar os danos às plantações em algumas regiões tropicais. Na Colômbia, projeta-se que as temperaturas nas áreas produtoras de arroz aumentem de 2 a 2,5 °C até 2050, reduzindo a produção de arroz e afetando o fluxo de produtos para os mercados e as cadeias de suprimentos.
A maioria das plantações de arroz são cultivadas em áreas onde as temperaturas estão próximas da faixa ideal para o crescimento da cultura (Shah et al., 2011). Foi relatado que as temperaturas médias diurnas e noturnas ideais paracrescimento e desenvolvimento do arrozAs temperaturas máximas de desenvolvimento do arroz são geralmente de 28°C e 22°C, respectivamente (Kilasi et al., 2018; Calderón-Páez et al., 2021). Temperaturas acima desses limiares podem causar períodos de estresse térmico moderado a severo durante estágios sensíveis do desenvolvimento do arroz (perfilhamento, antese, floração e enchimento de grãos), afetando negativamente a produtividade. Essa redução na produtividade deve-se principalmente a longos períodos de estresse térmico, que afetam a fisiologia da planta. Devido à interação de diversos fatores, como a duração do estresse e a temperatura máxima atingida, o estresse térmico pode causar uma série de danos irreversíveis ao metabolismo e ao desenvolvimento da planta.
O estresse térmico afeta diversos processos fisiológicos e bioquímicos em plantas. A fotossíntese foliar é um dos processos mais suscetíveis ao estresse térmico em plantas de arroz, visto que a taxa fotossintética diminui em 50% quando as temperaturas diurnas excedem 35°C. As respostas fisiológicas das plantas de arroz variam dependendo do tipo de estresse térmico. Por exemplo, as taxas fotossintéticas e a condutância estomática são inibidas quando as plantas são expostas a altas temperaturas diurnas (33–40°C) ou altas temperaturas diurnas e noturnas (35–40°C durante o dia, 28–30°C durante a noite) (Lü et al., 2013; Fahad et al., 2016; Chaturvedi et al., 2017). Altas temperaturas noturnas (30°C) causam inibição moderada da fotossíntese, mas aumentam a respiração noturna (Fahad et al., 2016; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Independentemente do período de estresse, o estresse térmico também afeta o teor de clorofila foliar, a razão entre a fluorescência variável da clorofila e a fluorescência máxima da clorofila (Fv/Fm) e a ativação da Rubisco em plantas de arroz (Cao et al. 2009; Yin et al. 2010). (Sanchez Reynoso et al., 2014).
Alterações bioquímicas são outro aspecto da adaptação das plantas ao estresse térmico (Wahid et al., 2007). O teor de prolina tem sido utilizado como indicador bioquímico de estresse em plantas (Ahmed e Hassan, 2011). A prolina desempenha um papel importante no metabolismo vegetal, atuando como fonte de carbono ou nitrogênio e como estabilizador de membrana em condições de alta temperatura (Sánchez-Reinoso et al., 2014). Altas temperaturas também afetam a estabilidade da membrana por meio da peroxidação lipídica, levando à formação de malondialdeído (MDA) (Wahid et al., 2007). Portanto, o teor de MDA também tem sido utilizado para compreender a integridade estrutural das membranas celulares sob estresse térmico (Cao et al., 2009; Chavez-Arias et al., 2018). Por fim, o estresse térmico combinado [37/30 °C (dia/noite)] aumentou a porcentagem de extravasamento de eletrólitos e o teor de malondialdeído no arroz (Liu et al., 2013).
O uso de reguladores de crescimento vegetal (RCVs) tem sido avaliado para mitigar os efeitos negativos do estresse térmico, visto que essas substâncias estão ativamente envolvidas nas respostas das plantas ou nos mecanismos de defesa fisiológica contra esse estresse (Peleg e Blumwald, 2011; Yin et al., 2011; Ahmed et al., 2015). A aplicação exógena de recursos genéticos tem apresentado efeito positivo na tolerância ao estresse térmico em diversas culturas. Estudos têm demonstrado que fitormônios como giberelinas (GA), citocininas (CK), auxinas (AUX) ou brassinosteroides (BR) levam ao aumento de diversas variáveis ​​fisiológicas e bioquímicas (Peleg e Blumwald, 2011; Yin et al., 2011; Mitler et al., 2012; Zhou et al., 2014). Na Colômbia, a aplicação exógena de recursos genéticos e seu impacto na cultura do arroz ainda não foram totalmente compreendidos e estudados. Entretanto, um estudo anterior mostrou que a pulverização foliar de BR pode melhorar a tolerância do arroz, melhorando as características de troca gasosa, o teor de clorofila ou prolina das folhas das plântulas de arroz (Quintero-Calderón et al., 2021).
As citocininas mediam as respostas das plantas a estresses abióticos, incluindo o estresse térmico (Ha et al., 2012). Além disso, foi relatado que a aplicação exógena de citocininas pode reduzir os danos térmicos. Por exemplo, a aplicação exógena de zeatina aumentou a taxa fotossintética, o teor de clorofila a e b e a eficiência do transporte de elétrons em grama-bent (Agrotis estolonifera) durante o estresse térmico (Xu e Huang, 2009; Jespersen e Huang, 2015). A aplicação exógena de zeatina também pode melhorar a atividade antioxidante, aumentar a síntese de várias proteínas, reduzir os danos causados ​​por espécies reativas de oxigênio (ROS) e a produção de malondialdeído (MDA) nos tecidos vegetais (Chernyadyev, 2009; Yang et al., 2009; Kumar et al., 2020).
O uso de ácido giberélico também demonstrou resposta positiva ao estresse térmico. Estudos mostraram que a biossíntese de GA modula diversas vias metabólicas e aumenta a tolerância a altas temperaturas (Alonso-Ramirez et al., 2009; Khan et al., 2020). Abdel-Nabi et al. (2020) constataram que a pulverização foliar com GA exógeno (25 ou 50 mg*L) pode aumentar a taxa fotossintética e a atividade antioxidante em laranjeiras submetidas a estresse térmico, em comparação com plantas controle. Observou-se também que a aplicação exógena de HA aumenta o teor de umidade relativa, clorofila e carotenoides, além de reduzir a peroxidação lipídica em tamareiras (Phoenix dactylifera) sob estresse térmico (Khan et al., 2020). A auxina também desempenha um papel importante na regulação das respostas adaptativas de crescimento a altas temperaturas (Sun et al., 2012; Wang et al., 2016). Este regulador de crescimento atua como um marcador bioquímico em vários processos, como a síntese ou degradação da prolina sob estresse abiótico (Ali et al., 2007). Além disso, o AUX também aumenta a atividade antioxidante, o que leva a uma diminuição do MDA em plantas devido à redução da peroxidação lipídica (Bielach et al., 2017). Sergeev et al. (2018) observaram que, em plantas de ervilha (Pisum sativum) sob estresse térmico, o teor de prolina – dimetilaminoetoxicarbonilmetil)naftilclorometil éter (TA-14) aumenta. No mesmo experimento, eles também observaram níveis mais baixos de MDA em plantas tratadas em comparação com plantas não tratadas com AUX.
Os brassinosteroides são outra classe de reguladores de crescimento utilizados para mitigar os efeitos do estresse térmico. Ogweno et al. (2008) relataram que a pulverização exógena de BR aumentou a taxa fotossintética líquida, a condutância estomática e a taxa máxima de carboxilação da Rubisco em plantas de tomate (Solanum lycopersicum) sob estresse térmico por 8 dias. A pulverização foliar de epibrassinosteroides pode aumentar a taxa fotossintética líquida em plantas de pepino (Cucumis sativus) sob estresse térmico (Yu et al., 2004). Além disso, a aplicação exógena de BR retarda a degradação da clorofila e aumenta a eficiência do uso da água e o rendimento quântico máximo da fotoquímica do PSII em plantas sob estresse térmico (Holá et al., 2010; Toussagunpanit et al., 2015).
Devido às alterações climáticas e à variabilidade, as culturas de arroz enfrentam períodos de altas temperaturas diárias (Lesk et al., 2016; Garcés, 2020; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Na fenotipagem de plantas, o uso de fitonutrientes ou bioestimulantes tem sido estudado como estratégia para mitigar o estresse térmico em áreas de cultivo de arroz (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderón et al., 2021). Além disso, o uso de variáveis ​​bioquímicas e fisiológicas (temperatura foliar, condutância estomática, parâmetros de fluorescência da clorofila, teor de clorofila e de água relativa, síntese de malondialdeído e prolina) é uma ferramenta confiável para a triagem de plantas de arroz sob estresse térmico em âmbito local e internacional (Sánchez-Reynoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017). No entanto, pesquisas sobre o uso de pulverizações foliares de fitohormônios em arroz em nível local ainda são escassas. Portanto, o estudo das reações fisiológicas e bioquímicas da aplicação de reguladores de crescimento vegetal é de grande importância para a proposição de estratégias agronômicas práticas que visem os efeitos negativos de um período de estresse térmico complexo no arroz. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos fisiológicos (condutância estomática, parâmetros de fluorescência da clorofila e teor de água relativa) e bioquímicos da aplicação foliar de quatro reguladores de crescimento vegetal (AUX, CK, GA e BR). Variáveis ​​nos teores de pigmentos, malondialdeído e prolina em dois genótipos comerciais de arroz submetidos a estresse térmico combinado (temperaturas diurnas e noturnas elevadas).
Neste estudo, foram realizados dois experimentos independentes. Os genótipos Federrose 67 (F67: um genótipo desenvolvido em altas temperaturas durante a última década) e Federrose 2000 (F2000: um genótipo desenvolvido na última década do século XX que apresenta resistência ao vírus do branqueamento da folha) foram utilizados pela primeira vez no primeiro experimento e no segundo experimento, respectivamente. Ambos os genótipos são amplamente cultivados por agricultores colombianos. As sementes foram semeadas em bandejas de 10 L (comprimento 39,6 cm, largura 28,8 cm, altura 16,8 cm) contendo solo franco-arenoso com 2% de matéria orgânica. Cinco sementes pré-germinadas foram plantadas em cada bandeja. Os paletes foram colocados na estufa da Faculdade de Ciências Agrárias da Universidade Nacional da Colômbia, campus de Bogotá (43°50′56″ N, 74°04′051″ O), a uma altitude de 2556 m acima do nível do mar (m.a.n.m.) e foram conduzidos de outubro a dezembro de 2019. Um experimento (Federroz 67) e um segundo experimento (Federroz 2000) na mesma estação de 2020.
As condições ambientais na estufa durante cada estação de plantio foram as seguintes: temperatura diurna e noturna de 30/25°C, umidade relativa de 60 a 80%, fotoperíodo natural de 12 horas (radiação fotossinteticamente ativa de 1500 µmol (fótons) m⁻² s⁻¹). As plantas foram fertilizadas de acordo com o teor de cada elemento 20 dias após a emergência das sementes (DAE), segundo Sánchez-Reinoso et al. (2019): 670 mg de nitrogênio por planta, 110 mg de fósforo por planta, 350 mg de potássio por planta, 68 mg de cálcio por planta, 20 mg de magnésio por planta, 20 mg de enxofre por planta, 17 mg de silício por planta, 10 mg de boro por planta, 17 mg de cobre por planta e 44 mg de zinco por planta. As plantas de arroz foram mantidas por até 47 DAE em cada experimento, quando atingiram o estádio fenológico V5 durante esse período. Estudos anteriores demonstraram que este estágio fenológico é um momento apropriado para conduzir estudos de estresse térmico no arroz (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Em cada experimento, foram realizadas duas aplicações separadas do regulador de crescimento foliar. A primeira aplicação foliar do fitohormônio foi realizada 5 dias antes do tratamento de estresse térmico (42 DAE) para preparar as plantas para o estresse ambiental. Uma segunda aplicação foliar foi realizada 5 dias após a exposição das plantas às condições de estresse (52 DAE). Quatro fitohormônios foram utilizados e as propriedades de cada ingrediente ativo aplicado neste estudo estão listadas na Tabela Suplementar 1. As concentrações dos reguladores de crescimento foliar utilizadas foram as seguintes: (i) Auxina (ácido 1-naftilacético: AAN) na concentração de 5 × 10−5 M; (ii) giberelina (ácido giberélico: AAN); GA3 na concentração de 5 × 10–5 M. (iii) Citocinina (trans-zeatina) 1 × 10-5 M (iv) Brassinosteroides [espirostan-6-ona, 3,5-di-hidroxi-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5 M. Essas concentrações foram escolhidas porque induzem respostas positivas e aumentam a resistência das plantas ao estresse térmico (Zahir et al., 2001; Wen et al., 2010; El-Bassiony et al., 2012; Salehifar et al., 2017). As plantas de arroz sem qualquer aplicação de regulador de crescimento vegetal foram tratadas apenas com água destilada. Todas as plantas de arroz foram pulverizadas com um pulverizador manual. Aplique 20 ml de H2O na planta para umedecer as superfícies superior e inferior das folhas. Todas as pulverizações foliares utilizaram adjuvante agrícola (Agrotin, Bayer CropScience, Colômbia) a 0,1% (v/v). A distância entre o vaso e o pulverizador é de 30 cm.
Os tratamentos de estresse térmico foram administrados 5 dias após a primeira pulverização foliar (47 DAE) em cada experimento. As plantas de arroz foram transferidas da estufa para uma câmara de crescimento de 294 L (MLR-351H, Sanyo, IL, EUA) para induzir estresse térmico ou manter as mesmas condições ambientais (47 DAE). O tratamento combinado de estresse térmico foi realizado ajustando-se a câmara às seguintes temperaturas diurnas/noturnas: temperatura diurna elevada [40 °C por 5 horas (das 11:00 às 16:00)] e noturna [30 °C por 5 horas], durante 8 dias consecutivos (das 19:00 às 24:00). A temperatura e o tempo de exposição ao estresse foram selecionados com base em estudos anteriores (Sánchez-Reynoso et al. 2014; Alvarado-Sanabría et al. 2017). Por outro lado, um grupo de plantas transferidas para a câmara de crescimento foi mantido na estufa à mesma temperatura (30°C durante o dia/25°C à noite) durante 8 dias consecutivos.
Ao final do experimento, os seguintes grupos de tratamento foram obtidos: (i) condição de temperatura de crescimento + aplicação de água destilada [Controle absoluto (CA)], (ii) condição de estresse térmico + aplicação de água destilada [Controle de estresse térmico (CE)], (iii) condição de estresse térmico + aplicação de auxina (AUX), (iv) condição de estresse térmico + aplicação de giberelina (GA), (v) condição de estresse térmico + aplicação de citocinina (CK) e (vi) condição de estresse térmico + brassinosteroide (BR) (Apêndice). Esses grupos de tratamento foram utilizados para dois genótipos (F67 e F2000). Todos os tratamentos foram conduzidos em um delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições, cada uma consistindo de uma planta. Cada planta foi utilizada para a leitura das variáveis ​​determinadas ao final do experimento. O experimento teve duração de 55 dias após a emergência (DAE).
A condutância estomática (gs) foi medida utilizando um porosímetro portátil (SC-1, METER Group Inc., EUA) com faixa de 0 a 1000 mmol m-2 s-1 e abertura da câmara de amostra de 6,35 mm. As medições foram realizadas fixando-se uma sonda estomática em uma folha madura com o caule principal da planta totalmente expandido. Para cada tratamento, as leituras de gs foram obtidas em três folhas de cada planta entre 11:00 e 16:00 e a média foi calculada.
O teor relativo de água (RWC) foi determinado de acordo com o método descrito por Ghoulam et al. (2002). A folha totalmente expandida, utilizada para determinar a condutância estomática (g), também foi utilizada para medir o RWC. O peso fresco (PF) foi determinado imediatamente após a colheita, utilizando uma balança digital. As folhas foram então colocadas em um recipiente plástico com água e mantidas no escuro, à temperatura ambiente (22 °C), por 48 horas. Em seguida, foram pesadas em uma balança digital e o peso expandido (PE) foi registrado. As folhas inchadas foram secas em estufa a 75 °C por 48 horas e seu peso seco (PS) foi registrado.
O teor relativo de clorofila foi determinado utilizando um medidor de clorofila (atLeafmeter, FT Green LLC, EUA) e expresso em unidades atLeaf (Dey et al., 2016). As leituras da eficiência quântica máxima do PSII (razão Fv/Fm) foram registradas utilizando um fluorímetro de clorofila de excitação contínua (Handy PEA, Hansatech Instruments, Reino Unido). As folhas foram adaptadas ao escuro utilizando grampos foliares por 20 minutos antes das medições de Fv/Fm (Restrepo-Diaz e Garces-Varon, 2013). Após a aclimatação das folhas ao escuro, a fluorescência basal (F0) e a fluorescência máxima (Fm) foram medidas. A partir desses dados, foram calculados a fluorescência variável (Fv = Fm – F0), a razão entre a fluorescência variável e a fluorescência máxima (Fv/Fm), o rendimento quântico máximo da fotoquímica do PSII (Fv/F0) e a razão Fm/F0 (Baker, 2008; Lee et al., 2017). As leituras relativas de clorofila e fluorescência da clorofila foram obtidas nas mesmas folhas utilizadas para as medições de gs.
Aproximadamente 800 mg de peso fresco de folhas foram coletados para análise de variáveis ​​bioquímicas. As amostras de folhas foram homogeneizadas em nitrogênio líquido e armazenadas para análises posteriores. O método espectrométrico utilizado para estimar o teor de clorofila a, b e carotenoides nos tecidos baseia-se no método e nas equações descritas por Wellburn (1994). Amostras de tecido foliar (30 mg) foram coletadas e homogeneizadas em 3 ml de acetona a 80%. Em seguida, as amostras foram centrifugadas (modelo 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, EUA) a 5000 rpm por 10 min para remoção de partículas. O sobrenadante foi diluído para um volume final de 6 ml com a adição de acetona a 80% (Sims e Gamon, 2002). O teor de clorofila foi determinado em 663 nm (clorofila a) e 646 nm (clorofila b), e o de carotenoides em 470 nm, utilizando um espectrofotômetro (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, EUA).
O método do ácido tiobarbitúrico (TBA) descrito por Hodges et al. (1999) foi utilizado para avaliar a peroxidação lipídica da membrana (MDA). Aproximadamente 0,3 g de tecido foliar também foi homogeneizado em nitrogênio líquido. As amostras foram centrifugadas a 5000 rpm e a absorbância foi medida em um espectrofotômetro a 440, 532 e 600 nm. Finalmente, a concentração de MDA foi calculada utilizando o coeficiente de extinção (157 M mL−1).
O teor de prolina em todos os tratamentos foi determinado utilizando o método descrito por Bates et al. (1973). Adicionaram-se 10 ml de uma solução aquosa de ácido sulfossalicílico a 3% à amostra armazenada e filtrou-se através de papel de filtro Whatman (nº 2). Em seguida, 2 ml deste filtrado foram reagidos com 2 ml de ácido ninhídrico e 2 ml de ácido acético glacial. A mistura foi colocada em banho-maria a 90 °C durante 1 hora. A reação foi interrompida por incubação em gelo. Agitou-se vigorosamente o tubo utilizando um agitador vortex e dissolveu-se a solução resultante em 4 ml de tolueno. As leituras de absorbância foram determinadas a 520 nm utilizando o mesmo espectrofotômetro usado para a quantificação dos pigmentos fotossintéticos (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, EUA).
O método descrito por Gerhards et al. (2016) para calcular a temperatura do dossel e o CSI. Fotografias térmicas foram obtidas com uma câmera FLIR 2 (FLIR Systems Inc., Boston, MA, EUA) com precisão de ±2°C ao final do período de estresse. Uma superfície branca foi colocada atrás da planta para a fotografia. Novamente, duas plantas foram consideradas como modelos de referência. As plantas foram colocadas sobre uma superfície branca; uma delas foi revestida com um adjuvante agrícola (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Colômbia) para simular a abertura de todos os estômatos [modo úmido (Twet)], e a outra era uma folha sem qualquer aplicação [modo seco (Tdry)] (Castro-Duque et al., 2020). A distância entre a câmera e o vaso durante a filmagem foi de 1 m.
O índice de tolerância relativa foi calculado indiretamente usando a condutância estomática (gs) de plantas tratadas em comparação com plantas controle (plantas sem tratamentos de estresse e com reguladores de crescimento aplicados) para determinar a tolerância dos genótipos tratados avaliados neste estudo. O ITR foi obtido usando uma equação adaptada de Chávez-Arias et al. (2020).
Em cada experimento, todas as variáveis ​​fisiológicas mencionadas acima foram determinadas e registradas aos 55 dias após a emergência (DAE), utilizando folhas totalmente expandidas coletadas da parte superior da planta. Além disso, as medições foram realizadas em câmara de crescimento para evitar alterações nas condições ambientais de cultivo.
Os dados do primeiro e do segundo experimentos foram analisados ​​em conjunto como uma série de experimentos. Cada grupo experimental consistiu em 5 plantas, e cada planta constituiu uma unidade experimental. A análise de variância (ANOVA) foi realizada (P ≤ 0,05). Quando diferenças significativas foram detectadas, o teste comparativo post hoc de Tukey foi utilizado com P ≤ 0,05. Utilize a função arco-seno para converter os valores percentuais. Os dados foram analisados ​​utilizando o software Statistix v 9.0 (Analytical Software, Tallahassee, FL, EUA) e plotados utilizando o SigmaPlot (versão 10.0; Systat Software, San Jose, CA, EUA). A análise de componentes principais foi realizada utilizando o software InfoStat 2016 (Analysis Software, Universidade Nacional de Córdoba, Argentina) para identificar os melhores reguladores de crescimento vegetal em estudo.
A Tabela 1 resume a ANOVA mostrando os experimentos, os diferentes tratamentos e suas interações com os pigmentos fotossintéticos foliares (clorofila a, b, total e carotenoides), o teor de malondialdeído (MDA) e prolina, e a condutância estomática. Efeito da condutância estomática (gs), teor relativo de água (RWC), teor de clorofila, parâmetros de fluorescência da clorofila alfa, temperatura da coroa (PCT) (°C), índice de estresse da cultura (CSI) e índice de tolerância relativa das plantas de arroz aos 55 dias após a emergência (DAE).
Tabela 1. Resumo dos dados da ANOVA sobre as variáveis ​​fisiológicas e bioquímicas do arroz entre os experimentos (genótipos) e os tratamentos de estresse térmico.
As diferenças (P≤0,01) nas interações dos pigmentos fotossintéticos foliares, no teor relativo de clorofila (leituras Atleaf) e nos parâmetros de fluorescência da alfa-clorofila entre os experimentos e tratamentos são apresentadas na Tabela 2. Altas temperaturas diurnas e noturnas aumentaram os teores totais de clorofila e carotenoides. Plântulas de arroz sem aplicação foliar de fitormônios (2,36 mg g-1 para “F67” e 2,56 mg g-1 para “F2000”), em comparação com plantas cultivadas em condições ótimas de temperatura (2,67 mg g-1), apresentaram menor teor total de clorofila. Em ambos os experimentos, “F67” apresentou 2,80 mg g-1 e “F2000” também 2,80 mg g-1. Além disso, as plântulas de arroz tratadas com uma combinação de pulverizações de AUX e GA sob estresse térmico também apresentaram uma diminuição no teor de clorofila em ambos os genótipos (AUX = 1,96 mg g-1 e GA = 1,45 mg g-1 para “F67”; AUX = 1,96 mg g-1 e GA = 1,45 mg g-1 para “F67”; AUX = 2,24 mg g-1 e GA = 1,43 mg g-1 para “F2000”) sob condições de estresse térmico. Sob condições de estresse térmico, o tratamento foliar com BR resultou em um leve aumento dessa variável em ambos os genótipos. Por fim, a pulverização foliar CK apresentou os maiores valores de pigmentos fotossintéticos entre todos os tratamentos (AUX, GA, BR, SC e AC) nos genótipos F67 (3,24 mg g-1) e F2000 (3,65 mg g-1). O teor relativo de clorofila (unidade Atleaf) também foi reduzido pelo estresse térmico combinado. Os valores mais altos foram registrados em plantas pulverizadas com CC em ambos os genótipos (41,66 para “F67” e 49,30 para “F2000”). As razões Fv e Fv/Fm apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos e cultivares (Tabela 2). De modo geral, dentre essas variáveis, a cultivar F67 foi menos suscetível ao estresse térmico do que a cultivar F2000. As razões Fv e Fv/Fm sofreram maior impacto no segundo experimento. As plântulas de 'F2000' submetidas a estresse e que não receberam pulverização com fitormônios apresentaram os menores valores de Fv (2120,15) e razões Fv/Fm (0,59), mas a pulverização foliar com CK ajudou a restaurar esses valores (Fv: 2591,89, razão Fv/Fm: 0,73). , recebendo leituras semelhantes às registradas em plantas “F2000” cultivadas em condições ótimas de temperatura (Fv: 2955,35, relação Fv/Fm: 0,73:0,72). Não houve diferenças significativas na fluorescência inicial (F0), fluorescência máxima (Fm), rendimento quântico fotoquímico máximo do PSII (Fv/F0) e relação Fm/F0. Finalmente, BR apresentou uma tendência semelhante à observada com CK (Fv 2545,06, relação Fv/Fm 0,73).
Tabela 2. Efeito do estresse térmico combinado (40°/30°C dia/noite) sobre os pigmentos fotossintéticos foliares [clorofila total (Chl Total), clorofila a (Chl a), clorofila b (Chl b) e carotenoides Cx+c], conteúdo relativo de clorofila (unidade Atliff), parâmetros de fluorescência da clorofila (fluorescência inicial (F0), fluorescência máxima (Fm), fluorescência variável (Fv), eficiência máxima do PSII (Fv/Fm), rendimento quântico máximo fotoquímico do PSII (Fv/F0) e Fm/F0 em plantas de dois genótipos de arroz [Federrose 67 (F67) e Federrose 2000 (F2000)] 55 dias após a emergência (DAE)).
O teor relativo de água (TRA) das plantas de arroz submetidas a diferentes tratamentos apresentou diferenças (P ≤ 0,05) na interação entre os tratamentos experimentais e foliares (Fig. 1A). Quando tratadas com SA, os menores valores foram registrados para ambos os genótipos (74,01% para F67 e 76,6% para F2000). Sob condições de estresse térmico, o TRA das plantas de arroz de ambos os genótipos tratados com diferentes fitormônios aumentou significativamente. De modo geral, as aplicações foliares de CK, GA, AUX ou BR aumentaram o TRA para valores semelhantes aos das plantas cultivadas em condições ótimas durante o experimento. O controle absoluto e as plantas pulverizadas foliarmente apresentaram valores em torno de 83% para ambos os genótipos. Por outro lado, a condutância estomática (gs) também apresentou diferenças significativas (P ≤ 0,01) na interação experimento-tratamento (Fig. 1B). A planta controle absoluta (CA) também apresentou os maiores valores para cada genótipo (440,65 mmol m-2s-1 para F67 e 511,02 mmol m-2s-1 para F2000). As plantas de arroz submetidas apenas ao estresse térmico combinado apresentaram os menores valores de gs para ambos os genótipos (150,60 mmol m-2s-1 para F67 e 171,32 mmol m-2s-1 para F2000). O tratamento foliar com todos os reguladores de crescimento vegetal também aumentou o gs. Nas plantas de arroz F2000 pulverizadas com CC, o efeito da pulverização foliar com fitormônios foi mais evidente. Este grupo de plantas não apresentou diferenças em comparação com as plantas controle absolutas (CA 511,02 e CC 499,25 mmol m-2s-1).
Figura 1. Efeito do estresse térmico combinado (40°C/30°C dia/noite) no teor relativo de água (TRA) (A), condutância estomática (gs) (B), produção de malondialdeído (MDA) (C) e teor de prolina (D) em plantas de dois genótipos de arroz (F67 e F2000) aos 55 dias após a emergência (DAE). Os tratamentos avaliados para cada genótipo incluíram: controle absoluto (CA), controle de estresse térmico (CE), estresse térmico + auxina (AUX), estresse térmico + giberelina (GA), estresse térmico + mitógeno celular (CK) e estresse térmico + brassinosteroide (BR). Cada coluna representa a média ± erro padrão de cinco pontos de dados (n = 5). Colunas seguidas por letras diferentes indicam diferenças estatisticamente significativas de acordo com o teste de Tukey (P ≤ 0,05). Letras com sinal de igual indicam que a média não é estatisticamente significativa (≤ 0,05).
Os teores de MDA (P ≤ 0,01) e prolina (P ≤ 0,01) também apresentaram diferenças significativas na interação entre o experimento e os tratamentos com fitohormônios (Fig. 1C, D). Observou-se aumento da peroxidação lipídica com o tratamento SC em ambos os genótipos (Figura 1C), enquanto as plantas tratadas com a pulverização de regulador de crescimento foliar apresentaram diminuição da peroxidação lipídica em ambos os genótipos. De modo geral, o uso de fitohormônios (CA, AUC, BR ou GA) leva a uma diminuição da peroxidação lipídica (teor de MDA). Não foram encontradas diferenças entre as plantas AC dos dois genótipos e as plantas sob estresse térmico e pulverizadas com fitormônios (os valores de FW observados nas plantas “F67” variaram de 4,38 a 6,77 µmol g-1, e nas plantas FW “F2000” variaram de 2,84 a 9,18 µmol g-1). Por outro lado, a síntese de prolina nas plantas “F67” foi menor do que nas plantas “F2000” sob estresse combinado, o que levou a um aumento na produção de prolina. Em plantas de arroz submetidas a estresse térmico, em ambos os experimentos, observou-se que a administração desses hormônios aumentou significativamente o teor de aminoácidos nas plantas F2000 (AUX e BR foram 30,44 e 18,34 µmol g-1, respectivamente) (Fig. 1G).
Os efeitos da pulverização foliar com reguladores de crescimento vegetal e do estresse térmico combinado sobre a temperatura do dossel e o índice de tolerância relativa (ITR) são mostrados nas Figuras 2A e 2B. Para ambos os genótipos, a temperatura do dossel das plantas AC foi próxima de 27°C, enquanto a das plantas SC foi em torno de 28°C. Observou-se também que os tratamentos foliares com CK e BR resultaram em uma diminuição de 2–3°C na temperatura do dossel em comparação com as plantas SC (Figura 2A). O ITR apresentou comportamento semelhante ao de outras variáveis ​​fisiológicas, mostrando diferenças significativas (P ≤ 0,01) na interação entre experimento e tratamento (Figura 2B). As plantas SC apresentaram menor tolerância em ambos os genótipos (34,18% e 33,52% para as plantas de arroz “F67” e “F2000”, respectivamente). A adubação foliar com fitormônios melhora o ITR em plantas expostas a estresse térmico elevado. Esse efeito foi mais pronunciado nas plantas “F2000” pulverizadas com CC, nas quais o RTI foi de 97,69. Por outro lado, diferenças significativas foram observadas apenas no índice de estresse de rendimento (CSI) das plantas de arroz sob condições de estresse por pulverização foliar (P ≤ 0,01) (Fig. 2B). Somente as plantas de arroz submetidas a estresse térmico complexo apresentaram o maior valor de índice de estresse (0,816). Quando as plantas de arroz foram pulverizadas com vários fitormônios, o índice de estresse foi menor (valores de 0,6 a 0,67). Finalmente, a planta de arroz cultivada em condições ótimas apresentou um valor de 0,138.
Figura 2. Efeitos do estresse térmico combinado (40°C/30°C dia/noite) na temperatura do dossel (A), índice de tolerância relativa (RTI) (B) e índice de estresse da cultura (CSI) (C) de duas espécies de plantas. Genótipos comerciais de arroz (F67 e F2000) foram submetidos a diferentes tratamentos térmicos. Os tratamentos avaliados para cada genótipo incluíram: controle absoluto (AC), controle de estresse térmico (SC), estresse térmico + auxina (AUX), estresse térmico + giberelina (GA), estresse térmico + mitógeno celular (CK) e estresse térmico + brassinosteroide (BR). O estresse térmico combinado consiste na exposição das plantas de arroz a altas temperaturas diurnas e noturnas (40°C/30°C dia/noite). Cada coluna representa a média ± erro padrão de cinco pontos de dados (n = 5). Colunas seguidas por letras diferentes indicam diferenças estatisticamente significativas de acordo com o teste de Tukey (P ≤ 0,05). Letras com sinal de igual indicam que a média não é estatisticamente significativa (≤ 0,05).
A análise de componentes principais (PCA) revelou que as variáveis ​​avaliadas aos 55 DAE explicaram 66,1% das respostas fisiológicas e bioquímicas de plantas de arroz submetidas a estresse térmico e tratadas com pulverização de regulador de crescimento (Figura 3). Os vetores representam as variáveis ​​e os pontos representam os reguladores de crescimento vegetal (RCVs). Os vetores de gs, teor de clorofila, eficiência quântica máxima do PSII (Fv/Fm) e parâmetros bioquímicos (TChl, MDA e prolina) estão em ângulos próximos à origem, indicando uma alta correlação entre o comportamento fisiológico das plantas e suas variáveis. Um grupo (V) incluiu plântulas de arroz cultivadas na temperatura ótima (TA) e plantas F2000 tratadas com CK e BA. Ao mesmo tempo, a maioria das plantas tratadas com RCV formou um grupo separado (IV), e o tratamento com GA em F2000 formou um grupo separado (II). Em contraste, as plântulas de arroz submetidas a estresse térmico (grupos I e III) sem qualquer aplicação foliar de fitormônios (ambos os genótipos eram SC) localizaram-se em uma zona oposta ao grupo V, demonstrando o efeito do estresse térmico na fisiologia da planta.
Figura 3. Análise biográfica dos efeitos do estresse térmico combinado (40°/30°C dia/noite) em plantas de dois genótipos de arroz (F67 e F2000) aos 55 dias após a emergência (DAE). Abreviações: AC F67, controle absoluto F67; SC F67, controle de estresse térmico F67; AUX F67, estresse térmico + auxina F67; GA F67, estresse térmico + giberelina F67; CK F67, estresse térmico + divisão celular; BR F67, estresse térmico + brassinosteroide F67; AC F2000, controle absoluto F2000; SC F2000, controle de estresse térmico F2000; AUX F2000, estresse térmico + auxina F2000; GA F2000, estresse térmico + giberelina F2000; CK F2000, estresse térmico + citocinina, BR F2000, estresse térmico + esteroide de latão; F2000.
Variáveis ​​como teor de clorofila, condutância estomática, relação Fv/Fm, CSI, MDA, RTI e teor de prolina podem auxiliar na compreensão da adaptação de genótipos de arroz e na avaliação do impacto de estratégias agronômicas sob estresse térmico (Sarsu et al., 2018; Quintero-Calderon et al., 2021). O objetivo deste experimento foi avaliar o efeito da aplicação de quatro reguladores de crescimento sobre os parâmetros fisiológicos e bioquímicos de plântulas de arroz sob condições complexas de estresse térmico. O teste de plântulas é um método simples e rápido para a avaliação simultânea de plantas de arroz, dependendo do tamanho ou das condições da infraestrutura disponível (Sarsu et al., 2018). Os resultados deste estudo mostraram que o estresse térmico combinado induz diferentes respostas fisiológicas e bioquímicas nos dois genótipos de arroz, indicando um processo de adaptação. Esses resultados também indicam que as pulverizações foliares com reguladores de crescimento (principalmente citocininas e brassinosteroides) ajudam o arroz a se adaptar ao estresse térmico complexo, uma vez que o favor afeta principalmente a condutância estomática (gs), o teor relativo de água (RWC), a relação Fv/Fm, os pigmentos fotossintéticos e o teor de prolina.
A aplicação de reguladores de crescimento ajuda a melhorar o estado hídrico das plantas de arroz sob estresse térmico, o que pode estar associado a maior estresse e menores temperaturas da copa da planta. Este estudo mostrou que, entre as plantas da linhagem “F2000” (genótipo suscetível), as plantas de arroz tratadas principalmente com CK ou BR apresentaram valores de gs mais altos e valores de PCT mais baixos do que as plantas tratadas com SC. Estudos anteriores também mostraram que gs e PCT são indicadores fisiológicos precisos que podem determinar a resposta adaptativa das plantas de arroz e os efeitos de estratégias agronômicas no estresse térmico (Restrepo-Diaz e Garces-Varon, 2013; Sarsu et al., 2018; Quintero-Carr DeLong et al., 2021). A aplicação foliar de CK ou BR aumenta a g sob estresse porque esses hormônios vegetais podem promover a abertura estomática por meio de interações sintéticas com outras moléculas de sinalização, como o ABA (promotor do fechamento estomático sob estresse abiótico) (Macková et al., 2013; Zhou et al., 2013). 2013). ). , 2014). A abertura estomática promove o resfriamento das folhas e ajuda a reduzir as temperaturas do dossel (Sonjaroon et al., 2018; Quintero-Calderón et al., 2021). Por esses motivos, a temperatura do dossel das plantas de arroz pulverizadas com CK ou BR pode ser menor sob estresse térmico combinado.
O estresse por altas temperaturas pode reduzir o teor de pigmentos fotossintéticos nas folhas (Chen et al., 2017; Ahammed et al., 2018). Neste estudo, quando as plantas de arroz foram submetidas a estresse térmico e não receberam a aplicação de reguladores de crescimento vegetal, os pigmentos fotossintéticos tenderam a diminuir em ambos os genótipos (Tabela 2). Feng et al. (2013) também relataram uma diminuição significativa no teor de clorofila nas folhas de dois genótipos de trigo expostos ao estresse térmico. A exposição a altas temperaturas frequentemente resulta na diminuição do teor de clorofila, o que pode ser devido à redução da biossíntese de clorofila, à degradação dos pigmentos ou aos efeitos combinados de ambos sob estresse térmico (Fahad et al., 2017). No entanto, as plantas de arroz tratadas principalmente com CK e BA apresentaram aumento na concentração de pigmentos fotossintéticos nas folhas sob estresse térmico. Resultados semelhantes também foram relatados por Jespersen e Huang (2015) e Suchsagunpanit et al. (2015), que observaram um aumento no teor de clorofila foliar após a aplicação de zeatina e hormônios epibrassinosteróides em capim-bent e arroz, respectivamente, sob estresse térmico. Uma explicação plausível para o fato de CK e BR promoverem o aumento do teor de clorofila foliar sob estresse térmico combinado é que o CK pode intensificar o início da indução sustentada de promotores de expressão (como o promotor ativador da senescência (SAG12) ou o promotor HSP18) e reduzir a perda de clorofila nas folhas, retardando a senescência foliar e aumentando a resistência da planta ao calor (Liu et al., 2020). O BR pode proteger a clorofila foliar e aumentar seu teor, ativando ou induzindo a síntese de enzimas envolvidas na biossíntese de clorofila em condições de estresse (Sharma et al., 2017; Siddiqui et al., 2018). Finalmente, dois fitormônios (CK e BR) também promovem a expressão de proteínas de choque térmico e melhoram vários processos de adaptação metabólica, como o aumento da biossíntese de clorofila (Sharma et al., 2017; Liu et al., 2020).
Os parâmetros de fluorescência da clorofila a fornecem um método rápido e não destrutivo para avaliar a tolerância ou adaptação das plantas a condições de estresse abiótico (Chaerle et al., 2007; Kalaji et al., 2017). Parâmetros como a razão Fv/Fm têm sido utilizados como indicadores de adaptação das plantas a condições de estresse (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Chavez-Arias et al., 2020). Neste estudo, as plantas SC apresentaram os menores valores dessa variável, predominantemente as plantas de arroz “F2000”. Yin et al. (2010) também constataram que a razão Fv/Fm das folhas de arroz com maior perfilhamento diminuiu significativamente em temperaturas acima de 35 °C. De acordo com Feng et al. (2013), a menor razão Fv/Fm sob estresse térmico indica que a taxa de captura e conversão da energia de excitação pelo centro de reação do PSII é reduzida, sugerindo que o centro de reação do PSII se desintegra sob estresse térmico. Esta observação permite-nos concluir que as perturbações no aparelho fotossintético são mais pronunciadas em variedades sensíveis (Fedearroz 2000) do que em variedades resistentes (Fedearroz 67).
O uso de CK ou BR geralmente melhorou o desempenho do PSII sob condições complexas de estresse térmico. Resultados semelhantes foram obtidos por Suchsagunpanit et al. (2015), que observaram que a aplicação de BR aumentou a eficiência do PSII sob estresse térmico em arroz. Kumar et al. (2020) também descobriram que plantas de grão-de-bico tratadas com CK (6-benziladenina) e submetidas a estresse térmico aumentaram a razão Fv/Fm, concluindo que a aplicação foliar de CK, ao ativar o ciclo do pigmento zeaxantina, promoveu a atividade do PSII. Além disso, a pulverização foliar com BR favoreceu a fotossíntese do PSII sob condições de estresse combinado, indicando que a aplicação desse fitohormônio resultou na diminuição da dissipação da energia de excitação das antenas do PSII e promoveu o acúmulo de pequenas proteínas de choque térmico nos cloroplastos (Ogweno et al., 2008; Kothari e Lachowitz, 2021).
Os teores de MDA e prolina frequentemente aumentam quando as plantas estão sob estresse abiótico, em comparação com plantas cultivadas em condições ótimas (Alvarado-Sanabria et al., 2017). Estudos anteriores também demonstraram que os níveis de MDA e prolina são indicadores bioquímicos que podem ser utilizados para compreender o processo de adaptação ou o impacto de práticas agronômicas no arroz sob altas temperaturas diurnas ou noturnas (Alvarado-Sanabria et al., 2017; Quintero-Calderón et al., 2021). Esses estudos também mostraram que os teores de MDA e prolina tenderam a ser maiores em plantas de arroz expostas a altas temperaturas à noite ou durante o dia, respectivamente. No entanto, a pulverização foliar de CK e BR contribuiu para uma diminuição nos níveis de MDA e um aumento nos níveis de prolina, principalmente no genótipo tolerante (Federroz, 67). A pulverização de CK pode promover a superexpressão da citocinina oxidase/desidrogenase, aumentando assim o teor de compostos protetores como betaína e prolina (Liu et al., 2020). A BR promove a indução de osmoprotetores como betaína, açúcares e aminoácidos (incluindo prolina livre), mantendo o equilíbrio osmótico celular em muitas condições ambientais adversas (Kothari e Lachowiec, 2021).
O índice de estresse da cultura (CSI) e o índice de tolerância relativa (RTI) são usados ​​para determinar se os tratamentos avaliados ajudam a mitigar vários estresses (abióticos e bióticos) e têm um efeito positivo na fisiologia da planta (Castro-Duque et al., 2020; Chavez-Arias et al., 2020). Os valores de CSI podem variar de 0 a 1, representando condições sem estresse e com estresse, respectivamente (Lee et al., 2010). Os valores de CSI das plantas submetidas a estresse térmico (ST) variaram de 0,8 a 0,9 (Figura 2B), indicando que as plantas de arroz foram afetadas negativamente pelo estresse combinado. No entanto, a pulverização foliar de BC (0,6) ou CK (0,6) levou principalmente a uma diminuição desse indicador sob condições de estresse abiótico em comparação com as plantas de arroz ST. Em plantas F2000, o RTI apresentou um aumento maior com o uso de CA (97,69%) e BC (60,73%) em comparação com SA (33,52%), indicando que esses reguladores de crescimento vegetal também contribuem para melhorar a resposta do arroz à tolerância ao estresse hídrico. Esses índices têm sido propostos para o manejo de condições de estresse em diferentes espécies. Um estudo conduzido por Lee et al. (2010) mostrou que o CSI de duas variedades de algodão sob estresse hídrico moderado foi de aproximadamente 0,85, enquanto os valores de CSI de variedades bem irrigadas variaram de 0,4 a 0,6, concluindo que esse índice é um indicador da adaptação hídrica das variedades a condições estressantes. Além disso, Chavez-Arias et al. (2020) avaliaram a eficácia de elicitores sintéticos como uma estratégia abrangente de manejo do estresse em plantas de C. elegans e constataram que as plantas pulverizadas com esses compostos apresentaram maior RTI (65%). Com base no exposto, CK e BR podem ser considerados estratégias agronômicas destinadas a aumentar a tolerância do arroz ao estresse térmico complexo, uma vez que esses reguladores de crescimento vegetal induzem respostas bioquímicas e fisiológicas positivas.
Nos últimos anos, a pesquisa com arroz na Colômbia tem se concentrado na avaliação de genótipos tolerantes a altas temperaturas diurnas ou noturnas, utilizando características fisiológicas ou bioquímicas (Sánchez-Reinoso et al., 2014; Alvarado-Sanabria et al., 2021). No entanto, nos últimos anos, a análise de tecnologias práticas, econômicas e rentáveis ​​tem se tornado cada vez mais importante para propor o manejo integrado da cultura, visando mitigar os efeitos de períodos complexos de estresse térmico no país (Calderón-Páez et al., 2021; Quintero-Calderon et al., 2021). Assim, as respostas fisiológicas e bioquímicas das plantas de arroz ao estresse térmico complexo (40°C dia/30°C noite) observadas neste estudo sugerem que a pulverização foliar com CK ou BR pode ser um método de manejo adequado para mitigar os efeitos adversos. Efeito de períodos de estresse térmico moderado. Esses tratamentos melhoraram a tolerância de ambos os genótipos de arroz (baixo CSI e alto RTI), demonstrando uma tendência geral nas respostas fisiológicas e bioquímicas das plantas sob estresse térmico combinado. A principal resposta das plantas de arroz foi a diminuição do teor de GC, clorofila total, clorofilas α e β e carotenoides. Além disso, as plantas sofreram danos no PSII (diminuição dos parâmetros de fluorescência da clorofila, como a razão Fv/Fm) e aumento da peroxidação lipídica. Por outro lado, quando o arroz foi tratado com CK e BR, esses efeitos negativos foram atenuados e o teor de prolina aumentou (Fig. 4).
Figura 4. Modelo conceitual dos efeitos do estresse térmico combinado com a aplicação foliar de reguladores de crescimento vegetal em plantas de arroz. As setas vermelhas e azuis indicam os efeitos negativos ou positivos da interação entre o estresse térmico e a aplicação foliar de BR (brassinosteróide) e CK (citocinina) nas respostas fisiológicas e bioquímicas, respectivamente. gs: condutância estomática; Clorofila Total: teor total de clorofila; Clorofila α: teor de clorofila β; Cx+c: teor de carotenoides.
Em resumo, as respostas fisiológicas e bioquímicas deste estudo indicam que as plantas de arroz Fedearroz 2000 são mais suscetíveis a um período de estresse térmico complexo do que as plantas de arroz Fedearroz 67. Todos os reguladores de crescimento avaliados neste estudo (auxinas, giberelinas, citocininas ou brassinosteroides) demonstraram algum grau de redução do estresse térmico combinado. No entanto, a citocinina e os brassinosteroides induziram melhor adaptação das plantas, pois ambos os reguladores de crescimento vegetal aumentaram o teor de clorofila, os parâmetros de fluorescência da alfa-clorofila, a condutância estomática (gs) e o teor relativo de água (RWC) em comparação com as plantas de arroz sem qualquer aplicação, além de diminuírem o teor de MDA e a temperatura do dossel. Em suma, concluímos que o uso de reguladores de crescimento vegetal (citocininas e brassinosteroides) é uma ferramenta útil no manejo de condições de estresse em culturas de arroz causadas por estresse térmico severo durante períodos de altas temperaturas.
Os materiais originais apresentados no estudo estão incluídos no artigo, e quaisquer dúvidas adicionais podem ser encaminhadas ao autor correspondente.