RESUMO Os sistemas de terras secas se espalham por todo o mundo e compreendem 41,3% da área terrestre, que hospeda 34,7% da população global; é conveniente propor culturas capazes de crescer nessas áreas. Jatropha curcas é uma planta adaptada às regiões áridas e semiáridas, bem como às condições sub-úmidas; é uma fonte potencial de biodiesel. O desafio é entender a fisiologia da J. curcas que lhe permite viver em condições salinas e secas. As sementes de J. curcas utilizadas são provenientes da província de Ciego de Ávila, Cuba. Plântulas de sete dias em vasos de 1,5 L com solução Hoagland de meia força foram cultivadas durante 42 dias em condições semi-controladas. O NaCl adicionado às soluções em vasos forneceu tratamentos de 75 ou 150 mM por 240 h antes das avaliações. O crescimento foliar, a fotossíntese líquida e a área de poros estomáticos foram afetados pelo NaCl 150 mM. O quenching não fotoquímico das folhas foi alterado apenas por NaCl 150 mM após 24 h; a taxa de transporte de elétrons teve uma tendência a diminuir nas folhas em condições salinas. O padrão de expressão gênica mudou para SOS1 e HKT1 de acordo com o NaCl usado no meio, indicando mecanismo ativo para lidar com Na+ na célula. Em geral, as plantas de J. curcas de Cuba conseguiram crescer e realizar fotossíntese sob NaCl 75 mM, o que representa 7 dS m-1, uma condição que restringe o crescimento para muitas espécies de plantas.

ABSTRACT Dry land systems spread all over the world and comprise 41.3% of the terrestrial area, which host 34.7% of the global population, so it is convenient to propose crops able to grow there. Jatropha curcas is a plant adapted to arid and semiarid regions as well as sub-humid conditions, being a potential source of biodiesel. The challenge is to understand the physiology of J. curcas, which enables it to live under saline and drought conditions. The seeds of J. curcas used came from Ciego de Ávila Province, Cuba. Seven-day-old seedlings were cultivated in 1.5 L pots with half strength Hoagland solution for 42 days under semi-controlled conditions. NaCl added to solutions in pots provided 75 or 150 mM treatments for 240 h before measurements. Leaf growth, net photosynthesis and stomatal pore area were affected by 150 mM NaCl. Non-photochemical quenching of leaves was only changed by 150 mM NaCl after 24 h; the electron transport rate had a tendency to decrease in leaves under saline conditions. The gene expression pattern changed for SOS1 and HKT1 according to the NaCl used in the medium, indicating active mechanism to deal with Na+ in the cell. In general, Cuban J. curcas plants were able to grow and perform photosynthesis under 75 mM NaCl, which represents 7 dS m-1, a condition that restricts growth for many plant species.

RESUMO Silício e prolina desempenham papéis fisiológicos, metabólicos e funcionais importantes nas plantas, principalmente sob déficit hídrico. Suas aplicações podem mitigar os efeitos adversos do estresse nas lavouras, aumentando a eficiência no uso da água e a atividade antioxidante. O objetivo do estudo foi avaliar o silício como atenuador dos efeitos do déficit hídrico sobre cultivares de feijão-caupi, através de indicadores fisiológicos, bioquímicos e de crescimento. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro cultivares (BRS Guariba, BRS Itaim, BRS Aracê e BRS Rouxinol) e quatro tratamentos de irrigação associados ou não à aplicação de silício (W100 - 100% da ETo; W50 - 50% da ETo; W50+Si100 e W50+Si200, com 100 e 200 mg L-1 de silício, respectivamente), em esquema fatorial 4x4, com cinco repetições. Avaliou-se o potencial hídrico foliar, a concentração de prolina, enzimas antioxidantes e indicadores de crescimento do feijão-caupi. Em condições de déficit hídrico, todas as cultivares apresentaram reduções nos potenciais hídricos foliares, que prejudicou o crescimento das plantas. Contudo, as aplicações de 200 mg L-1 de silício na cultivar BRS Guariba e de 100 e 200 mg L-1 na cultivar Itaim minimizaram os efeitos do estresse, através do aumento no potencial hídrico foliar e da atividade da enzima ascorbato peroxidase, em ambas as cultivares. Além do aumento da concentração de prolina na primeira e da redução na concentração de prolina na segunda, o que garantiu a manutenção do crescimento das plantas. Apesar de não contribuir com o aumento do potencial hídrico, as aplicações de 100 e 200 mg L-1 de silício nas cultivares BRS Rouxinol e BRS Aracê, respectivamente, reduziram os efeitos deletérios do estresse sobre o crescimento através da regulação do metabolismo enzimático e da prolina.

ABSTRACT Silicon and proline play important physiological, metabolic and functional roles in plants, especially under water deficit conditions. Their application can mitigate the adverse effects of stress in crops by increasing water use efficiency and antioxidant activity. The objective of this study was to evaluate silicon (Si) as attenuator of the effects of water deficit on cowpea cultivars, through physiological, biochemical and growth indicators. The experimental design was randomized blocks with four cultivars (BRS Guariba, BRS Itaim, BRS Aracê and BRS Rouxinol) and four irrigation treatments associated or not with Si application (W100 - 100% ETo; W50 - 50% ETo; W50+100Si and W50+200Si, with 100 and 200 mg L-1 silicon, respectively), in a 4 x 4 factorial scheme, with five replicates. Leaf water potential, proline concentration, antioxidant enzymes and growth indicators were evaluated in cowpea plants. Under water deficit conditions, all cultivars showed reductions in leaf water potentials, which compromised plant growth. However, Si applications of 200 mg L-1 in the cultivar BRS Guariba and 100 and 200 mg L-1 in the cultivar BRS Itaim minimized the effects of stress, by increasing leaf water potential and the activity of the enzyme ascorbate peroxidase, in both cultivars, besides increasing proline concentration in the former and reducing proline concentration in the latter, which ensured the maintenance of growth. Despite the no contribution to the increase in water potential, Si applications of 100 and 200 mg L-1 in BRS Rouxinol and BRS Aracê, respectively, reduced the deleterious effects of the stress on their growth by regulating the enzymatic metabolism and proline.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do NaCl durante o cultivo hidropônico de abacaxizeiro ‘MD Gold’ pré-tratado com os fitohormônios ácido naftalenoacético (ANA) e 6-benzilaminopurina (BAP) utilizando indicadores de estresse hídrico e de ajustamento osmótico. Plântulas de abacaxizeiro, provenientes de tratamentos salinos na ausência (-AB) e presença (+AB) dos fitohormônios, durante o cultivo in vitro, foram cultivadas em solução nutritiva na ausência e em presença de diferentes concentrações de NaCl (50; 100 e 150 mM), durante 10 dias em casa de vegetação. Plantas provenientes do cultivo in vitro pré-tratadas com os fitohormônios (+AB), apresentaram respostas fisiológicas distintas daquelas não tratadas com os mesmos (-AB), com relação à massa seca (MS) em raízes, vazamento de eletrólitos (VE) e concentrações de Na+ e K+ em folhas e raízes e, também, com relação às concentrações de açúcares solúveis (AST), aminoácidos livres (AALT) e prolina (PRO) em folhas. Adicionalmente, o tratamento salino induziu respostas similares entre as plantas -AB e +AB, mas diferentes em relação a intensidade e aos órgãos estudados. A presença de NaCl na solução reduziu a MS de folhas no tratamento -AB, conteúdo relativo de água de folhas em -AB e +AB e em raízes apenas no tratamento -AB. Altos níveis de NaCl aumentaram o VE em folhas no tratamento +AB. Os níveis de K+ diminuíram com o aumento da concentração de NaCl na solução nutritiva em folhas e raízes do tratamento -AB e em raízes no tratamento +AB e aumentaram, independente do tratamento salino, em folhas do tratamento +AB. Não foi possível identificar o efeito tóxico dos íons, com exceção das raízes submetidas a 150 mM de NaCl em +AB e -AB. As concentrações de AST diminuíram com o aumento da concentração de NaCl em folhas, nas plantas -AB e +AB. Já os AALT e PRO tiveram seus níveis aumentados em folhas submetidas ao estresse salino, sendo mais expressivo no tratamento -AB. Concluímos que o pré-tratamento com os fitohormônios em plantas de abacaxizeiro minimizaram os efeitos do NaCl , apesar de altas concentrações deste sal afetarem a maioria dos caracteres avaliados. Adicionalmente, conclui-se que o efeito osmótico do estresse salino foi determinante para as alterações fisiológicas observadas e que folhas e raízes apresentam respostas diferentes com relação ao incremento de fitohormônios e também às concentrações de NaCl.

ABSTRACT The aim of this study was to evaluate the effect of NaCl on the hydroponic culture of cv. MD Gold pineapple pretreated with the phytohormones naphthaleneacetic acid (NAA) and 6-benzylaminopurine (BAP) using indicators of water stress and osmotic adjustment. Pineapple seedlings from saline treatments in the absence (-NB) and presence (+NB) of the phytohormones during the in vitro culture were grown in Hoagland & Arnon (1950) nutrient solution in the absence and presence of different NaCl concentrations (50; 100 and 150 mM) for 10 days in a greenhouse. Plants obtained from in vitro culture pretreated with phytoregulators (+NB) showed distinct physiological responses compared to non-treated plants (-NB) in relation to dry mass (DM) in roots, electrolyte leakage (EL) and Na+ and K+ concentrations in leaves and roots, and also regarding soluble sugars (TSS), free amino acids (TFAA) and proline (PRO) concentrations in leaves. Additionally, salt treatments induced similar responses in -NB and +NB plants, however differing in relation to intensity and the studied organs. The presence of NaCl in the solution reduced leaf DM in the -NB treatment, the leaf relative water content in -NB and +NB, and root RWC only in the -NB treatment. High levels of NaCl increased leaf EL in the +NB treatment. Potassium levels decreased with the increase of NaCl concentrations in nutrient solution for leaves and roots submitted to -NB treatment and for roots submitted to +NB treatment. Leaf potassium levels increased in +NB treatment regardless of salt treatment. No ionic toxic effects were identified except for roots subjected to 150 mM NaCl solution both for -NB and +NB conditions. TSS concentrations decreased with increasing NaCl concentration in leaves for both -NB and +NB treatments. Furthermore, TFAA and PRO showed increased levels in leaves subjected to saline stress, being more expressive in -NB treatment. In conclusion, pretreatment with growth regulators in pineapple plants minimized the effects of NaCl, despite higher concentrations of this salt affecting most of the evaluated parameters. Additionally, we conclude that the osmotic effect of salt stress was determinative for the physiological changes and that roots have different outcomes regarding the increment of growth regulators and NaCl concentrations.

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito de diferentes concentrações de NaCl nas fases de multiplicação e enraizamento in vitro do abacaxizeiro cultivar MD Gold. Brotos de abacaxizeiro foram inoculados em meio MS, na ausência e presença dos fitorreguladores ácido naftalenoacético (ANA) e 6-benzilaminopurina (BAP) e também de diferentes concentrações de NaCl (Controle - 0; 50; 100 e 150 mM). Mensalmente, os brotos foram subcultivados e foram analisados altura média, número de folhas vivas e mortas, taxas de brotação e enraizamento. Durante a multiplicação e na ausência de ANA e BAP, o NaCl provocou significativa redução no crescimento e desenvolvimento de brotos de abacaxizeiro, expresso pela altura e pelo número de folhas, nas doses mais elevadas, contrariamente, na presença dos fitorreguladores. Durante os 60 dias iniciais, ocorreu aumento na produção de folhas. Contudo, aos 90 dias, observou-se decréscimo na média de folhas vivas nos brotos tratados com sal. O cultivo in vitro de abacaxizeiro em presença de sal é mais eficiente na presença de ANA e BAP, garantindo a manutenção do crescimento, aumentando o número de folhas, produzindo novas gemas e acelerando o processo de enraizamento.

To assess the effects of salt on the pineapple MD Gold during the multiplication and rooting phases in vitro, this study evaluated its performance in different concentrations of NaCl in the absence or presence of growth regulators. Pineapple shoots were inoculated on MS solution in the absence and presence of the growth regulators naphtaleneacetic acid (NAA) and 6-benzlaminopurine (BAP) and different concentrations of NaCl (Control - 0, 50, 100 and 150 mM). Monthly, shoots were subcultured and it was analyzed height, number of alive and dead leaves, rates of sprouting and rooting. During the multiplication in the absence of NAA and BAP, the NaCl treatments caused significant reduction in growth and development of pineapple shootings, expressed by the height and number of leaves, the highest dose, which was not observed in the presence of growth regulators. Occurring during the first 60 days, an increase in leaf production. However, after 90 days, there was a decrease in average living leaves in the shoots treated with salt. The in vitro cultivation of pineapple in the presence of salt is more efficient in the presence of NAA and BAP, ensuring continued growth, increasing the number of leaves, producing new buds and accelerating the process of rooting.