Abstract It has been suggested that the response of the specialty cut flower Limonium sinuatum to different abiotic stress situations related to the plug tray cell size during nursery could be associated with the synthesis and translocation of endogenous cytokinins produced in the root tips. To validate this hypothesis, the aim of this work was to evaluate the participation of cytokinins in the process of biomass accumulation in L. sinuatum plants through foliar spraying with a synthetic cytokinin (benzyl aminopurine, BAP) and an inhibitor of the synthesis of endogenous cytokinins (dopamine). Our results indicated that spraying L. sinuatum plants with BAP increased leaf area initiation and expansion, biomass accumulation through increased plant photosynthetic capacity, and differential partitioning towards the shoot apical meristem by a positive feedback mechanism that has a threshold of optimal response close to 100 mg L-1 BAP. Dopamine spraying appeared to affect the synthesis of endogenous cytokinins, reducing the previously mentioned responses. Responses were dose-dependent, with an optimum of 100 mg L-1 BAP and 200 mg L-1 dopamine. Our results allow concluding that the level of endogenous cytokinins during the abiotic stress such as root restriction during nursery is a determining variable of the biomass accumulation process in this species.

Resumo A bibliografia aponta que existe resposta de Limonium sinuatum a diferentes situações de estresse abiótico relacionadas ao tamanho das células durante o cultivo no viveiro e que este pode estar associada à síntese e translocação de citocininas. Para testar essa hipótese, o objetivo deste trabalho foi avaliar a participação das citocininas no processo de acúmulo de biomassa em plantas de L. sinuatum por meio de pulverização foliar com uma citocinina sintética (benzilaminopurina, BAP) e um inibidor da síntese de citocininas endógenas (dopamina). Nossos resultados indicaram que a pulverização com BAP aumentou a iniciação e expansão da área foliar, acúmulo de biomassa através do aumento da capacidade fotossintética da planta e partição diferencial em direção ao meristema apical da parte aérea com um ponto de máxima próximo a 100 mg L-1 BAP. A pulverização de dopamina pareceu afetar a síntese de citocininas endógenas, reduzindo as respostas mencionadas anteriormente. As respostas foram dose-dependentes, com um ótimo de 100 mg L-1 de BAP e 200 mg L-1 de dopamina. Nossos resultados permitem concluir que o nível de citocininas endógenas durante o estresse abiótico como a restrição radicular durante a fase de viveiro é uma variável determinante do processo de acúmulo de biomassa nesta espécie.

Resumo O volume do recipiente e o substrato de cultivo na produção das mudas destacam-se como os fatores mais importantes que afetam o sucesso das plantas ornamentais, pois influenciam significativamente no acúmulo de biomassa e na produtividade pós-transplante. Esses dois insumos tecnológicos também podem ser uma fonte potencial de estresse abiótico capaz de modificar o lucro do produtor. O objetivo deste trabalho foi avaliar os mecanismos fisiológicos envolvidos no crescimento de plantas de Limonium sinuatum em três diferentes volumes de recepientes de bandejas multicelulares e dois substratos, na produção das mudas e a sua influência no posterior desenvolvimentos destas plantas cultivadas em vasos ou no solo em ambiente protegido. A hipótese testada foi que os efeitos negativos dessas fontes combinadas de estresse abiótico poderiam limitar o posterior crescimento e a produtividade de L. sinuatum. Os resultados mostraram que, em resposta a situações limitantes de crescimento radicular, plantas de L. sinuatum modificaram a área foliar, o acúmulo de massa fresca e seca e a partição de fotoassimilados. Os processos fisiológicos identificados incluem a capacidade de iniciação e expansão foliar, a capacidade fotossintética, a taxa de crescimento por unidade de área e tempo e a partição de fotoassimilados entre diferentes órgãos vegetais. Uma vez que essas respostas a diferentes tipos e graus de estresse abiótico são semelhantes às encontradas em plantas com baixa concentração de citocininas endógenas, especulamos que esses hormônios possam estar envolvidos nos resultados obtidos neste trabalho. destacamse destacam se ornamentais póstransplante. póstransplante pós transplante. transplante pós-transplante produtor substratos protegido L radicular foliar fotossintética vegetais endógenas

Abstract The plug cell volume and the quality of the growing medium during nursery stand out as the most important factors affecting the success of ornamental plants, because they significantly affect biomass accumulation and post-transplant yield. These two technological inputs may also be a source of potential abiotic stress capable of modifying the grower´s profit. The aim of this work was to evaluate the physiological mechanisms involved in the growth of Limonium sinuatum plants in three different pre-transplant plug cell volumes and two different growing media as well as in their transplant to pots or to an amended soil. The hypothesis tested was that the negative effects of these combined abiotic stress sources could limit L. sinuatum growth and yield. Our results showed that, in response to limiting situations of root growth, L. sinuatum plants modified the expanded leaf area, the accumulation of fresh-dry weight and the partitioning of photo-assimilates. The physiological processes identified include the capacity for leaf initiation and expansion, the photosynthetic capacity, the growth rate per unit area and time, and the partitioning of photo-assimilates between different plant organs. Since these responses to different types and degrees of abiotic stress are similar to those found in plants depressed in endogenous cytokinins, we speculate that these hormones may be involved in the results obtained in this work. posttransplant post yield growers grower s profit pretransplant pre soil L freshdry fresh dry photoassimilates. photoassimilates photo assimilates. assimilates expansion time organs cytokinins

Resumo O papel chave das auxinas como integradores de sinais ambientais tornou-se bem conhecido nos últimos anos e evidências emergentes indicam que a biossíntese de auxinas é um componente essencial dos mecanismos gerais de tolerância das plantas ao estresse. No entanto, apesar do conhecimento do envolvimento das auxinas nas respostas relacionadas à geração de raízes e acúmulo de biomassa, estudos em espécies ornamentais sobre a propagação comercial em bandejas multicelulares são escassos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de biomassa pré-transplante em plantas de Impatiens walleriana cultivadas em dois sistemas (bandejas multicelulares com substrato para plantas sem solo solo e sistema floating) com bandejas de diferentes tamanhos de células e pulverizadas com dose única da auxina ácido indol acético (AIA) ou com dois inibidores de auxinas endógenas, ácido-1-N-naftilftalâmico (NPA) e ácido 2,3,5-triiodobenzóico (TIBA). Nossos resultados demonstram que as plantas no sistema floating e as pulverizadas com AIA apresentam a maior área foliar e massa fresca e seca ao final do experimento. Por outro lado o uso de NPA e TIBA, como antagonistas da síntese e translocação de auxinas, causou efeito oposto nessas variáveis em relação às plantas controle. No entanto, antes de fazer recomendações comerciais, seria necessário avaliar os potenciais efeitos pós-transplante desses tratamentos na geração de produtividade de I. walleriana.

Abstract The key role of auxins as integrators of environmental signals has become well-known in recent years, and emerging evidence indicates that auxin biosynthesis is an essential component of the overall mechanisms of plant tolerance to stress. However, although the knowledge of the involvement auxins in the responses related to the generation of roots and accumulation of biomass, studies in ornamental species concerning the commercial propagation in plug cell trays are scarce. Thus, the aim of this work was to evaluate the accumulation of pre-transplant biomass in Impatiens walleriana plants growing in two propagation systems (soilless medium-based plug cell trays and a floating system) with trays of different cell sizes and sprayed either with a single dose of the auxin indole acetic acid (IAA) or with two inhibitors of endogenous auxins, N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) and 2,3,5-triiodobenzoic acid (TIBA). Our results demonstrate that plants from both floating system and those sprayed with IAA present both the highest leaf area and fresh and dry weight at the end of the experiment. Conversely, as a negative control, the use of NPA and TIBA as antagonists of the synthesis and translocation of auxins caused an opposite effect in such variables as compared to control plants. However, before making commercial recommendations, it would be necessary to evaluate the potential post-transplant effects of these treatments on the generation of I. walleriana yield.

Resumo Em plantas ornamentais, a necessidade de otimizar o manejo na fase de produção de mudas levou a uma tendência de diminuir o volume da célula da bandeja. No entanto, em plantas ornamentais como Impatiens walleriana, um volume menor do recipiente de cultivo pode afetar negativamente a expansão da área foliar e o acúmulo de biomassa durante o ciclo pré-transplante. Como esses resultados foram associados a uma diminuição no crescimento radicular, foi proposto um sistema flutuante (floating) onde as raízes saem da célula da bandeja. O objetivo deste trabalho foi descrever o acúmulo de biomassa das plantas na produção de mudas em diferentes volumes de recipientes (tamanho da célula da bandeja) e a resposta a dois sistemas de condução: no sistema tradicional de produção de mudas e em floating. A relação encontrada entre o volume de recipiente e o crescimento em ambos os sistemas está de acordo com o descrito na literatura. Em comparação dos sistemas de cultivo, o floating apresentou maior expansão de área foliar, em função da maior taxa de aparecimento de folhas e expansão relativa da área foliar. Maiores acúmulos de massa fresca e seca foram estimados através da taxa de crescimento relativo (TCR), com forte relação com a capacidade de produção de fotoassimilados (taxa de assimilação líquida) e TCR. No entanto, todas essas alterações não podem estar associadas exclusivamente a um maior crescimento radicular no sistema flutuante. Nossos experimentos validam os resultados positivos apresentados pelo uso do floating e também mostram os mecanismos fisiológicos envolvidos.

Abstract In ornamental plants, the need to optimize nursery management has led to a tendency to decrease plug cell tray volume. However, in ornamental plants such as Impatiens walleriana, a lower plug cell volume can negatively affect leaf area expansion and biomass accumulation during the pre-transplant cycle. Because these results have been associated with a decrease in root growth, a floating system where roots come out of the plug cell has been proposed. The aim of this work was to describe pre-transplant biomass accumulation in plants from different plug cell volumes and the response to two propagation systems: media-based plug cell trays and floating system. The relationship found between plug cell volume and growth in both the media-based and floating systems is in agreement with that found in previous reports. With respect to the traditional media-based system, the floating system showed higher leaf area expansion, as a result of higher leaf appearance rate and relative leaf area expansion. Higher fresh and dry weight accumulation were estimated through the relative growth rate (RGR), with a strong relationship with the capacity of photo assimilate production (net assimilation rate) and RGR. However, all these changes cannot be exclusively associated with a higher root growth in the floating system. Our experiments validate the positive results in favor of the use of a floating system and also shows the physiological mechanisms involved.

Resumo Trabalhos testando fatores de produção de mudas em Impatiens walleriana são relatados, mas pouco se sabe sobre a influência dos fatores testados no seu desenvolvimento depois do plantio no jardim. Assim, o objetivo deste trabalho foi compreender como o manejo da cultura na produção da muda, relacionado às restrições radiculares impostas pelo volume de recipiente e a qualidade do substrato, afeta o desempenho pós-produção relacionado ao acúmulo de biomassa. Para tanto, testamos quatro volumes de recipientes, quatro substratos para plantas com propriedades físicas e químicas significativamente diferentes, durante a fase de sementeira e depois na fase de viveiro, e o uso ou não de citocinina (benzil aminopurina, BAP). Os mecanismos fisiológicos envolvidos incluíram diferenças na expansão da área foliar (estimada principalmente por meio da taxa de expansão da área foliar relativa) e diferenças na capacidade de fixação de CO2 (estimada por meio da taxa de assimilação líquida). A soma dessas respostas determinou diferenças significativas no peso fresco e seco total durante a cultura em recipientes, amplificadas quando as plantas foram transplantadas para o jardim. A aplicação de citocinina permitiu anular a maioria dos estresses abióticos relacionados à restrição de volume de substrato disponível para o desenvolvimento radicular e, portanto, representa uma ferramenta para melhorar o desenvolvimento das plantas no viveiro e o desempenho do jardim.

Abstract Although much is known about the production of bedding plants, including Impatiens walleriana, little has been documented on their post-production performance. Thus, the aim of this work was to understand how pre-transplant crop management related to root restrictions imposed by plug cell volume and substrate quality affects the post-production performance related to biomass accumulation. To this end, we tested four plug cell volumes, as well as four growing media with significantly different physical and chemical properties, during nursery and pot culture. We also evaluated the difference between use and nonuse of synthetic cytokinin spray (benzyl aminopurine, BAP), a proven stress alleviator. Our novelty data validated the previous hypothesis and showed that plant quality and garden performance are dependent on these potential stress sources. The physiological mechanisms involved included differences in leaf area expansion (estimated mainly by relative leaf area expansion rate) and differences in CO2 fixation capacity (estimated by net assimilation rate). The sum of these responses determined significant differences in total fresh and dry weight during pot culture, which were amplified when plants were transplanted to a field bed. Spraying plants with synthetic cytokinin early during nursery allowed overriding of most root restriction abiotic stresses related to plug cell volume and growing media; therefore, synthetic cytokinin constitutes a tool to improve the yield of bedding plants (at the grower's level) and garden performance.