Fenotipagem de genótipos de feijão (Phaseolus vulgaris L.) e mecanismos de tolerância ao déficit hídrico na fase de germinação

Abstract

A produção de alimentos atualmente é ameaçada pelas mudanças climáticas que a cada dia potencializam episódios de seca em diversas regiões agrícolas do mundo. O futuro dos cultivos de diversas culturas em sistema de sequeiro, assim como o feijão comum dependem da busca por genótipos mais tolerantes a seca. O objetivo do trabalho foi identificar variabilidade para tolerância ao déficit hídrico em germoplasma de feijão comum nas fases de germinação e crescimento de plântulas; e investigar os mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos na resposta diferencial em plântulas de genótipos de feijão comum contrastantes para tolerância a seca. Sementes de 33 genótipos de feijão comum com potencial fisiológico semelhante foram submetidas ao déficit hídrico durante a germinação e crescimento de plântulas. Os genótipos BAT477 e CAR80 foram utilizados como tolerante e sensível ao estresse por déficit hídrico, respectivamente. O déficit hídrico foi imposto por meio do uso de polietilenoglicol (PEG) 6000 no potencial de -0,3 MPa. Com base nas avaliações de germinação, crescimento de plântulas e análises do sistema radicular das plântulas, os genótipos BAT477, G12C, G629 e G13D foram destacados com maior nível de tolerância ao déficit hídrico e CAR80 e G11C com menor nível de tolerância. Esses genótipos foram avaliados quanto ao potencial fisiológico (germinação, primeira contagem de germinação e crescimento de plântulas), atividade enzimática (enzimas SOD, CAT, POX, APX) e conteúdo de prolina sob deficiência hídrica durante a germinação e crescimento inicial das plântulas. A análise fisiológica apontou maior desempenho germinativo para BAT477 e G13D sob déficit hídrico. Genótipos com maior desempenho sob déficit hídrico apresentam como estratégia de tolerância ao estresse sistema radicular mais profundo e proliferativo, maior atividade de enzimas do sistema antioxidante e maior conteúdo de prolina. Os genótipos mostraram diferentes estratégias para tolerância ao déficit hídrico, enquanto BAT477 aumenta a atividade da CAT, G12C investe em maior atividade da APX. Palavras-chave: Sistema radicular. Sementes. Qualidade fisiológica. Enzimas antioxidantes

Food production is currently threatened by climate change that every day potentiate episodes of drought in various agricultural regions of the world. The future of the cultivation of several agricultural crops in rainfed systems, as well as the common bean, depends on the search for more drought tolerant genotypes. The objective of this work was to identify variability for tolerance to water deficit in common bean germplasm in the germination and seedling growth stages; and to investigate the physiological and biochemical mechanisms involved in the differential response in plants of contrasting common bean genotypes for drought tolerance. Seeds of 33 common bean genotypes with similar physiological potential were maintained in water deficit during germination and seedling growth. The BAT477 and CAR80 genotypes were used as tolerant and sensitive to water deficit stress, respectively. Water deficit was imposed using polyethylene glycol (PEG) 6000 at a potential of -0.3 MPa. Based on germination potential, seedling growth and analysis of the root system of seedlings, genotypes BAT477, G12C, G629 and G13D were highlighted with the highest level of tolerance to water deficit and CAR80 and G11C with the lowest level of tolerance. These genotypes were evaluated for their physiological (germination, first count of germination and seedling growth), enzymatic activity (SOD, CAT, POX, APX) and proline content under water deficit during germination and initial seedling growth. The physiological analysis showed better germination performance for BAT477 and G13D under water deficit. Genotypes with better performance under water deficit presented a deeper and more proliferative root system, higher enzyme activity of the antioxidant system and higher proline content. The genotypes showed different strategies for tolerance to water deficit, while BAT477 increases CAT activity, G12C invests in greater APX activity. Keywords: Root system. Seeds. Physiological quality. Antioxidant enzymes