Abstract Cenostigma pyramidale is a native legume of the Brazilian semiarid region which performs symbiotic association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), being an excellent model for studying genes associated with tolerance against abiotic and biotic stresses. In RT-qPCR approach, the use of reference genes is mandatory to avoid incorrect interpretation of the relative expression. This study evaluated the stability of ten candidate reference genes (CRGs) from C. pyramidale root tissues under salt stress (three collection times) and associated with AMF (three different times of salinity). The de novo transcriptome was obtained via RNA-Seq sequencing. Three algorithms were used to calculate the stability of CRGs under different conditions: (i) global (Salt, Salt+AMF, AMF and Control, and collection times), (ii) only non-inoculated plants, and (iii) AMF (only inoculated plants). HAG2, SAC1, aRP3 were the most stable CRGs for global and AMF assays, whereas HAG2, SAC1, RHS1 were the best for salt stress assay. This CRGs were used to validate the relative expression of two up-regulated transcripts in Salt2h (RAP2-3 and PIN8). Our study provides the first set of reference genes for C. pyramidale under salinity and AMF, supporting future researches on gene expression with this species.

ABSTRACT Studies addressing the physiological and anatomical responses of plants under different light intensities normally are performed in short term. Thus, the present study includes a long term analysis. This study aims to verify whether the phenotypic variability off attributes in two woody tropical specieis, Paquira aquatica and Sterculia foetida, are compatible both under short term exposure to different light availability levels (full-light and half-light local irradiance) and long-term exposure in the same conditions. The study was developed in two phases: phase I (short term) and phase II (long term). The variables measured were referent to CO2 assimilation responses to light intensity, chlorophyll a fluorescence, chlorophyll content, morpho-anatomical attributes and phenotypic variability. In phase I, P. aquatica had differences between treatments in Amax (maximum net photosynthesis) and LCP (light compensation point), without differences in these attributes in phase II. S. foetida plants had differences only in phase I in Amax. In anatomical attributes, P. aquatica had a higher palisade and spongy parenchyma and mesophyll thickness compared to S. foetida plants, without differences between light treatments. In S. foetida, the aforementioned cell layers were thicker in full-light treatment. Both species showed a higher phenotypic variability in the same physiological attributes in phase I and similar attributes for mesophyll thickness of the abaxial epidermis in phase II. The species showed different anatomical and physiological strategies, however with plastic responses in similar attributes, only observable after a longer period of exposure. The results indicated the importance of lengthy exposure to light, mainly in tropical species, wich are naturally exposed to elevated irradiance levels for an extended period of time in the field.

ABSTRACT The effects of water deficit on physiological and biochemical variables of young plants of two tropical woody species, Pachira aquatica and Sterculia foetida, and their recovery abilities were measured. Leaf water potential, gas exchange and selected carbon metabolism components were measured in a greenhouse experiment with control, moderate and severe water deficit treatments. Under severe drought stress, gas exchange and chlorophyll fluorescence decreased in both species compared to their respective controls. After rehydration, P. aquatica and S. foetida showed a partial and full recovery of the measured variables, respectively. In addition, a decrease and an increase in photosynthetic pigments were observed for P. aquatica and S. foetida, respectively, compared to their controls. In conclusion, the two species showed differing responses regarding photosynthetic pigment content dynamics for tolerating water deficit. Individuals of P. aquatica in the severe water deficit treatment showed a decrease in pigments, which may have impaired the recovery of metabolism (gas exchange) after rehydration, while S. foetida experienced an increase, favoring a full recovery of gas exchange and biochemical metabolism after rehydration.

Low water availability and high temperatures occur under field conditions and we hypothesize that the critical temperature for photochemical damage (TC) in common bean (Phaseolus vulgaris L.) plants is increased by the occurrence of previous water deficit in a genotype-dependent manner. Five common bean cultivars A320, A222, Carioca, BAT477 and Ouro Negro were evaluated. Thirty days after seedlings emergence, one group of plants was exposed to water deficit for ten days and rehydrated and another one was maintained well hydrated during the experimental period. The minimum chlorophyll fluorescence (FO) was monitored in leaf discs exposed to temperatures ranging from 25 to 45 oC and the TC values estimated. The previous water deficit did not affect TC, which varied between 38.8 and 43.8 oC when considering all cultivars and water regimes. Under well-watered conditions, BAT477 (41.9 oC) and Carioca (43.8 oC) presented higher TCthan Ouro Negro (38.8 oC). Our findings indicate a significant genotypic variation in thermal tolerance in Phaseolus vulgaris, an important crop trait to be considered in breeding programs.

O presente estudo avaliou o desempenho ecofisiológico das espécies Zea mays (milho), Sorghum bicolor (sorgo) e Brachiaria decumbens (braquiária) sob condições de déficit hídrico em casa de vegetação. O potencial hídrico foliar, trocas gasosas, fluorescência da clorofila a e variáveis bioquímicas do metabolismo fotossintético foram avaliados no máximo estresse e na reidratação. Aos 90 dias após a emergência e sob 21 dias com suspensão da irrigação o milho apresentou a maior redução do potencial hídrico (248%), condutância estomática (87%) e fotossíntese (53%) quando comparado às plantas bem hidratadas. O sorgo apresentou redução de 212%, 42% e 26%, enquanto a braquiária mostrou valores menores em 105%, 36% e 31%, respectivamente para os mesmos parâmetros. Entretanto, dois dias de reidratação foram o suficiente para todas as espécies recuperarem os valores apresentados pelos respectivos controles. A espécie que apresentou a menor queda relacionada aos parâmetros avaliados foi o sorgo, com redução em apenas 4 das 14 variáveis avaliadas, enquanto braquiária e milho reduziram 9 variáveis quando sob seca. O presente estudo destaca que, além da questão econômica, a tomada de decisão por parte de técnicos e pequenos agricultores de quais espécies devem ser utilizadas, sob baixa disponibilidade de tecnologia e alto risco de ocorrência de falta de água, deve-se levar em conta também o desempenho ecofisiológico.

The present study evaluated the ecophysiological performance of species Zea mays (maize), Sorghum bicolor (sorghum) and Brachiaria decumbens (Brachiaria) under water deficit conditions in a greenhouse. The leaf water potential, gas exchange, chlorophyll a fluorescence and biochemical variables of photosynthetic metabolism were assessed at maximum stress and rehydration. At 90 days after emergence and under 21 days under suspension of irrigation the maize showed the highest reduction of leaf water potential (248%), stomatal conductance (87%) and photosynthesis (53%) when compared to well watered plants. Sorghum decreased by 212%, 42% and 26%, while the brachiaria showed lower values in 105%, 36% and 31%, respectively for the same parameters. However, two days of water supply were enough for all species recover the values showed by the respective controls. The species with the smallest decrease related to the variables evaluated was sorghum, which reduced 4 among 14 variables evaluated, while brachiaria and maize decreased 9 variables when under drought. The present study highlights that beyond economics, decision making by small farmers and technicians, about which species should be used under low availability of technology and high risk of water shortages should take into account also the ecophysiological performance.

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da sazonalidade climática em pinhão‑manso (Jatropha curcas), sob condições de semiárido, em campo. Condutância estomática (g s), transpiração (E), carboidratos solúveis (SLC), aminoácidos livres (FAA) e proteína total (PT) foram mensurados em folhas, em plantio comercial, no Nordeste brasileiro, durante as estações de verão e outono. As plantas apresentaram altos valores de g s e E, bem como de SLC, FAA e PT no verão, que diminuíram gradualmente durante o outono, com o decréscimo da temperatura e da radiação fotossinteticamente ativa, apesar da alta disponibilidade hídrica. Mesmo em condições de adequada disponibilidade de água, a combinação de valores reduzidos de temperatura e luminosidade reduz drasticamente o metabolismo foliar.

The objective of this work was to determine the effect of climatic seasonality on physic nut (Jatropha curcas), in field, under semiarid climate conditions. Stomatal conductance (g s), transpiration (E), soluble leaf carbohydrates (SLC), free amino acids (FAA) and total proteins (TP) were measured in leaves, in a commercial plantation in Northeast Brazil, during the summer and autumn. Plants showed high g s and E, as well as SLC, FAA and TP contents in the summer, which gradually decreased with the lower temperatures and photosynthetically active radiation during the autumn, despite the higher water availability. Even in conditions of adequate water availability, the combination of low temperatures and reduced light drastically decreased foliar metabolism.

A análise in vivo da taxa de assimilação líquida de CO2 (A) em resposta à densidade de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos (DFFFA) e em resposta à concentração intercelular de CO2 da folha (Ci) permite uma avaliação detalhada do processo fotossintético. Com as curvas A/DFFFA, se estabelece a DFFFA máxima, em que a maior parte da energia absorvida é transferida para a formação de produtos fotoquímicos. Já com as curvas A/Ci, calculou-se a velocidade máxima de carboxilação da Rubisco (Vc,max) de 89,3 µmol m-2 s-1, a velocidade máxima de oxigenação da Rubisco (Vo,max) de 24,7 µmol m-2 s-1, a velocidade máxima de transporte de elétrons (Jmax) de 159,8 µmol m-2 s-1, do qual a regeneração de RuBP é dependente, a respiração mitocondrial (Rd) de 0,88 µmol m-2 s-1, e a condutância mesofílica (g m) de 0,47 mol m-2 s-1, para o feijoeiro comum cultivado no Brasil (Phaseolus vulgaris var. mexicanus).

The in vivo analysis of net CO2 assimilation rate (A) versus active photosynthetic photon flux density (DFFFA) and versus intercellular CO2 concentration (Ci), allows a more detailed evaluation of the photosynthetic process. The A/DFFFA curve can be used to establish the maximal DFFFA in which the absorbed light energy is quenched in the formation of photochemical products. Using the A/Ci curves, it was calculated the maximum rates of Rubisco carboxilation (Vc,max) of 89.3 µmol m-2 s-1, the maximum rates of Rubisco oxygenation (Vo,max) of 24.7 µmol m-2 s-1, the maximum rates of electron transport (Jmax) of 159.8 µmol m-2 s-1, from which the RuBP regeneration is dependent, the mitochondrial respiration (Rd) of 0.88 µmol m-2 s-1, and the mesophyll conductance (g m) of 0.47 mol m-2 s-1 for common bean cultivated in Brazil (Phaseolus vulgaris var. mexicanus).

Este trabalho teve por objetivo avaliar o crescimento de plantas jovens de nim-indiano (Azadirachta indica A. Juss.) submetidas a diferentes regimes hídricos. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com sete tratamentos (100, 80, 60, 40 e 20% da capacidade de pote, suspensão de rega e reirrigado). Avaliaram-se, semanalmente, a altura, número de folhas e diâmetro do caule. Ao final do experimento, as plantas tiveram seus órgãos separados e levados à estufa para obtenção da matéria seca das folhas, caule, raízes e total e, ainda, alocação de biomassa nas folhas, caule e raízes. Também foram calculadas a área foliar, a razão de área foliar e a área foliar específica. O déficit hídrico diminuiu a altura, número de folhas e diâmetro do caule das plantas nos tratamentos mais severos. Os efeitos do estresse também foram observados na redução da matéria seca das folhas, caule, raízes e total e na alocação de biomassa para as folhas. A área foliar também apresentou reduções, mas a razão de área foliar e a área foliar específica não diferiram entre os tratamentos. As plantas reirrigadas mostraram recuperação, principalmente evidenciada pela emissão de novas folhas. Desse modo, sugere-se que para máximo crescimento o nim deve ser cultivado, na fase inicial de desenvolvimento, com 80% da capacidade de pote.

This work was performed aiming to evaluate the growth of neem seedlings (Azadirachta indica A. Juss.) under water deficit. The experimental design was entirely randomized, with seven treatments (100, 80, 60, 40 and 20% of field capacity, without water and re-watering). The height, number of leaves and stem diameter were analyzed weekly. At the end of the experiment, dry matter of the leaves, shoots, roots, root to shoot ratio and biomass allocation in leaf, stem and roots were determined. Leaf area, leaf area ratio and specific leaf area were also calculated. Water stress reduced the height, number of leaves and shoot diameter in the plants of the several treatments. Water stress reduced leaf, stem and root dry matter. Only the biomass allocation to leaves was reduced. Leaf area was also reduced; however, there were not significant differences for leaf area ratio and specific leaf area. The recovery of the re-watering plants was evident by emitting new leaves. The results suggest that neem seedlings must be cultivated, in the initial phase of development, under 80% of field capacity, with maximum production.

A condutância estomática (g s), a assimilação de CO2 (A), a transpiração (E), a fluorescência da clorofila e o conteúdo foliar de (açúcares solúveis, proteínas e aminoácidos livres) de duas espécies frutíferas tropicais foram avaliados para determinar o efeito do déficit hídrico induzido sobre as plantas da jaqueira (Artocarpus heterophyllus Lam.) e da pinheira (Annona squamosa L.) de seis meses de idade foram cultivadas em potes com capacidade para 10,0 L e foram avaliadas após oito dias de suspensão da irrigação. A jaqueira quando bem hidratada, foi melhor do que a pinheira. Plantas de pinheira apresentaram comportamento diferente quanto à condutância estomática diária quando comparada com as plantas de jaqueira, ambas bem hidratadas. As trocas gasosas de ambas as espécies apresentaram alta sensibilidade ao déficit pressão de vapor (DPV). No entanto, sob déficit hídrico, a eficiência fotoquímica decresceu ao meio-dia em ambos os tratamentos (controle e déficit hídrico) e ambas as espécies apresentaram baixa tolerância ao alto DPV e intensidade da luz em casa de vegetação. Em contrapartida, algumas variáveis de fluorescência de clorofila mostraram boa estabilidade na hora de maior DPV (14:00 h), indicando estabilidade do fotossistema II. Os resultados envolvendo alterações metabólicas revelaram um acúmulo de açúcares solúveis, além disso, o conteúdo foliar de proteínas e aminoácidos livres em plantas bem hidratadas também aumentou. Estes resultados sugerem uma ausência de danos ao maquinário fotossintético durante ao período de déficit hídrico. A jaqueira revelou uma maior tolerância ao período de déficit hídrico do que a pinheira.

The predawn leaf water potential (Ψl), stomatal conductance (g s), CO2 assimilation (A), transpiration (E), chlorophyll a fluorescence and leaf metabolite contents (soluble sugars, proteins and free amino acids) of two tropical fruit species grown in a greenhouse were evaluated to determine the effect of induced water stress on young plants. Six month-old jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.) and sugar apple (Annona squamosa L.) plants were evaluated in 10.0 L pots after eight days of water withholding, imposed by suspension of irrigation. Jackfruit water status was better than sugar apple. Sugar apple plants showed different daily stomatal behavior when well hydrated, compared to jackfruit plants under the same conditions. The gas exchange of both species showed sensibility to high vapor pressure deficit (VPD). However, under water deficit, photochemical efficiency dropped at midday in both treatments (control and water deficit) and both species showed low tolerance to high VPD and light intensity under greenhouse conditions. In contrast, some chlorophyll fluorescence variables showed good photosystem II stability at highest VPD hour (14:00 h). The present results involving carbohydrate metabolic changes revealed an accumulation of soluble sugars; moreover, protein and free amino acid contents in water stressed leaves also increased. These findings suggest an absence of damage to photosynthetic machinery for water deficit period. Jackfruit revealed greater tolerance to water deficit than sugar apple an important feature for commercial crops in northeastern Brazil.

Este estudo foi conduzido para avaliar o efeito do suprimento extra de fósforo foliar nas trocas gasosas e produção de genótipos de feijoeiro submetidos a déficit hídrico moderado no estádio de pré-floração. No primeiro experimento, quando o suprimento extra de fósforo (10 g.L-1) foi aplicado durante o estresse hídrico ou na recuperação, não houve efeito significativo sobre as trocas gasosas ou produção nos genótipos A320, Carioca e Ouro Negro. Contudo, a assimilação líquida de CO2 (A) de A320 e Ouro Negro foi menos afetada, mas não significativamente, que o Carioca no final do período de estresse, quando o Pi foi suprido cinco dias antes do déficit hídrico. No segundo experimento, duas doses diferentes de Pi (10 e 20 g.L-1) foram aplicadas cinco dias antes do início da seca no genótipo Carioca. Nos últimos três dias da deficiência hídrica moderada, os valores de A foram significativamente maiores para o tratamento Pi20 quando comparado às plantas-controle sem suprimento extra de Pi. A eficiência intrínseca do uso da água das plantas que receberam Pi20 foi significativamente maior em relação aos outros tratamentos. Além disso, o peso seco de sementes por planta foi maior nas plantas do tratamento Pi20.

This study was conducted to evaluate the effect of foliar Pi application on gas exchange and yield of bean genotypes submitted to a mild water deficit at the pre-flowering stage. In the first experiment, when extra Pi (10 g.L-1) was sprayed on leaves during water stress or during recovery, there was no effect on gas exchange or yield in the A320, Carioca and Ouro Negro genotypes. However, net CO2 assimilation (A) of A320 and Ouro Negro was less affected, but not significantly, than Carioca at the end of the stress, when Pi was supplied five days before water deficit. In the second experiment, two different doses of Pi (10 and 20 g.Pi L-1) were sprayed five days before water deficit on the Carioca genotype. During the last three days of the mild water deficit, A values were significantly higher for the Pi20 treatment when compared to the control plants without extra Pi supply. The intrinsic water use efficiency for plants receiving Pi20 was significantly higher than for the other treatments. In addition, seed dry weight per plant was higher for plants receiving Pi20 dose than for plants with Pi10 and its control.

O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da variação da densidade de fluxo de fótons fotossintéticos (DFFF) nas trocas gasosas de Citrus limon, uma espécie lenhosa, e Nicotiana tabacum, uma espécie herbácea. Quando a DFFF foi aumentada de 50 para 350 mimol.m-2.s-1 durante 60 min, retornando em seguida a 50 mimol.m-2.s-1, a taxa de assimilação de CO2 (A) aumentou e estabilizou após 15 min, mas a condutância estomática (g s) continuou crescendo, em ambas as espécies. Quando se retornou à baixa DFFF, A diminuiu instantaneamente nas duas espécies, mas a g s do limoeiro diminuiu lentamente durante 60 min, enquanto em tabaco, a g s levou apenas 15 min para decrescer. Essa diferença nas respostas é provavelmente devida à hipersensibilidade dos estômatos de espécies lenhosas, como Citrus, quando submetidas à alta DFFF, retardando o seu fechamento, quando de volta à baixa DFFF. Além disso, quando o limoeiro, crescendo sob DFFF de 300 mimol.m-2.s-1, foi submetido subitamente a 600 mimol.m-2.s-1, iniciou-se uma flutuação de A e g s, levando 150 min para se estabilizar. As causas dessa oscilação são discutidas em função do ajuste da eficiência intrínseca no uso de água, devido ao controle estomático.

The objective of this study was to evaluate the effects of changes in the photosynthetic photon flux density (PPFD) on net gas exchange of Citrus limon, a woody species, and Nicotiana tabacum, an herbaceous species. When PPFD was increased from 50 to 350 mumol.m-2.s-1 and returned to 50 mumol.m-2.s-1 after 60 min, the CO2 assimilation rate (A) increased and stabilized after 15 min in both species. Stomatal conductance (g s), however, continued to increase. After returning to low PPFD, A immediately diminished to a low value for both lemon and tobacco. Stomatal conductance of lemon diminished slowly over 60 min, whereas g s for tobacco took only 15 min to decrease. This difference in behavior is probably due to over-sensitivity of stomata of woody species, such as Citrus, when exposed to high light, retarding stomatal closure on return to low PPFD. Furthermore, when lemon, growing at a PPFD of 300 mumol.m-2.s-1, was submitted to a step increase of 600 mumol.m-2.s-1, there was an oscillatory behavior of A and g s requiring 150 min to stabilize. The causes of this behavior are discussed with respect to improved intrinsic water use efficiency by stomatal closure.

Foram avaliadas as respostas fotossintéticas às variações diárias do ambiente nos genótipos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) 'Carioca', 'Ouro Negro' e Guarumbé. Curvas de resposta da assimilação de CO2 e condutância estomática (g s) à luz foram realizadas em condição ambiental controlada (ótima). Nessa condição a assimilação de CO2 de 'Carioca' não foi saturada mesmo a 2.000 µmol m-2 s-1, enquanto Guarumbé e 'Ouro Negro' apresentaram diferentes níveis de saturação lumínica. Os genótipos mostraram fotoinibição dinâmica e aumento reversível da fluorescência mínima da clorofila em condição natural, assim como menor capacidade fotosintética quando comparada à sob condição controlada. Uma vez que Guarumbé e 'Ouro Negro' apresentaram valores similares de g s em ambas condições ambientais, a menor capacidade fotossintética desses genótipos sob condição natural parece ser causada pelos efeitos da alta temperatura nas reações bioquímicas, como sugerido pelo aumento dos drenos alternativos de elétrons. Os maiores valores de g s em 'Carioca' foram observados em condição controlada, podendo a redução da capacidade fotossintética em condição natural ser atribuída aos baixos valores de g s em adição aos efeitos da alta temperatura no aparato fotossintético. 'Carioca' exibiu as maiores taxas fotossintéticas em condições ambientais ótimas, sendo mais afetado pelas mudanças diárias de temperatura do ar e diferença de pressão de vapor folha-ar.

Photosynthetic responses to daily environmental changes were studied in bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes 'Carioca', 'Ouro Negro', and Guarumbé. Light response curves of CO2 assimilation and stomatal conductance (g s) were also evaluated under controlled (optimum) environmental condition. Under this condition, CO2 assimilation of 'Carioca' was not saturated at 2,000 µmol m-2 s-1, whereas Guarumbé and 'Ouro Negro' exhibited different levels of light saturation. All genotypes showed dynamic photoinhibition and reversible increase in the minimum chlorophyll fluorescence yield under natural condition, as well as lower photosynthetic capacity when compared with optimum environmental condition. Since differences in g s were not observed between natural and controlled conditions for Guarumbé and 'Ouro Negro', the lower photosynthetic capacity of these genotypes under natural condition seems to be caused by high temperature effects on biochemical reactions, as suggested by increased alternative electron sinks. The highest g s values of 'Carioca' were observed at controlled condition, providing evidences that reduction of photosynthetic capacity at natural condition was due to low g s in addition to the high temperature effects on the photosynthetic apparatus. 'Carioca' exhibited the highest photosynthetic rates under optimum environmental condition, and was more affected by daily changes of air temperature and leaf-to-air vapor pressure difference.

A granulometria e a solubilidade do fertilizante podem resultar em maior ou menor efeito da adubação. O objetivo deste trabalho foi comparar o efeito de um produto comercial granulado e moído de micronutrientes, com uma mistura de igual composição feita com materiais pró-análise. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, utilizando três produtos com micronutrientes e quatro doses de cada mistura (0, 14, 28 e 56 mg dm-3), com quatro repetições. A maior produção de grãos é obtida com a aplicação do produto comercial em pó. A melhor correlação entre os materiais e teor na planta ocorre em razão do zinco.

Both granulometry and solubility could affect the response of a crop to fertilizer application. The objective of this work was to compare the effect of a commercial source of micronutrients, in granular and powder form, with a mixture of pro analyse products. A completely randomized design, with three products, four replicates and four rates (0, 14, 28 and 56 mg dm-3 of soil) were used. The highest grain yield was due to the commercial product in powder form. Positive correlation was found between plant Zn and its content in the products.