Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar a adequação de Setaria viridis como planta modelo em estudos de validação de genes candidatos à tolerância ao frio, ao avaliar a resposta de dois de seus acessos a diferentes durações de estresse por frio abrupto ou gradual, nas fases vegetativa e reprodutiva. Plantas dos acessos A10.1 e Ast-1, cultivadas a 25°C, foram submetidas aos seguintes tratamentos de estresse por frio: redução gradual da temperatura de 25 a 0°C, 5°C de cada vez, a cada 24 horas, em única câmera; ou redução abrupta da temperatura, pela transferência das plantas de uma câmera a 25°C para outra a 0°C. As plantas foram mantidas a 0°C por 3, 5, ou 10 dias, após os quais a temperatura foi aumentada novamente para 25°C; um grupo controle permaneceu a 25ºC. As baixas temperaturas – reduzidas gradual ou abruptamente – causaram redução nas taxas de troca gasosa e na biomassa da parte aérea e da raiz das plantas, além de prejuízos ao seu aparato fotoquímico; quanto mais o frio durou, mais pronunciado o efeito foi. Independentemente da duração do estresse, as plantas se recuperaram e completaram seu ciclo de vida. Os acessos estudados são tolerantes ao frio, e, portanto, não são adequados como planta modelo em estudos para validação de genes candidatos de tolerância ao frio.

Abstract The objective of this work was to determine the suitability of Setaria viridis as a model plant in studies to validate candidate genes for cold tolerance by evaluating the response of two of its accessions to different durations of abrupt or gradual cold stress in the vegetative and reproductive stages. Plants of accessions A10.1 and Ast-1, cultivated at 25°C, were subjected to the following cold stress treatments: gradual reduction in temperature from 25 to 0°C, 5°C at a time, every 24 hours in a same chamber; or abrupt reduction in temperature, by transferring plants from a chamber at 25°C to another at 0°C. Plants were kept at 0°C for 3, 5, or 10 days, after which temperature was increased back again to 25°C; a control group remained at 25ºC. Low temperatures – reduced abruptly or gradually – caused a decrease in the gas exchange rates and shoot and root biomass of the plants, besides damage to their photochemical apparatus; the longer the cold lasted, the more pronounced the effect was. Regardless of stress duration, plants recovered and completed their life cycle. The studied accessions are tolerant to cold and, therefore, are not suitable as a model plant in studies to validate candidate genes for cold tolerance.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar as características morfofisiológicas e o desequilíbrio iônico no substrato, nas raízes e nas folhas de plantas jovens de dendezeiro (Elaeis guineensis) sob diferentes níveis de estresse salino, seguindo protocolo de salinização do substrato em que o nível de sal era conhecido. Plantas bifídicas de dendezeiro foram submetidas a doses distintas de NaCl (0,0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 g de NaCl por 100 g de substrato em base seca), e suas respostas morfofisiológicas foram avaliadas por um período de 12 a 14 dias. Este protocolo gerou diferentes níveis de estresse devido aos gradientes de condutividade elétrica e potencial hídrico no extrato de saturação do substrato, de acordo com o NaCl adicionado. Com base nas taxas de evapotranspiração real e nas trocas gasosas foliares, o efeito osmótico do sal refletiu negativamente na temperatura da folha, no índice de conteúdo de clorofila e nas variáveis de fluorescência da clorofila. O aumento nos níveis de Na e Cl no extrato de saturação culminou com o aumento da disponibilidade de Ca, K e Mg na solução e com o seu acúmulo nas folhas. No entanto, as plantas pouco absorveram Na e Cl. Os resultados obtidos são indicativos de que, para uma melhor caracterização das fases osmótica e iônica do estresse salino, deve-se reduzir o nível de estresse salino e aumentar o período de avaliação.

Abstract: The objective of this work was to assess the morphophysiological characteristics and the ionic imbalance in the substrate, roots, and leaves of young oil palm (Elaeis guineensis) plants under different levels of saline stress, following a substrate salinization protocol in which the level of salt was known. Bifid oil palm plants were subjected to different NaCl rates (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0 g NaCl per 100 g substrate on a dry basis), and their morphophysiological responses were evaluated for a period of 12-14 days. This protocol generated different levels of stress due to the gradients of electrical conductivity and water potential in the saturation extract of the substrate, according to the added NaCl. Based on the rates of real evapotranspiration and leaf gas exchange, the osmotic effect of the salt reflected negatively on leaf temperature, on the chlorophyll content index, and on the chlorophyll fluorescence variables. The increase in Na and Cl levels in the saturation extract culminated with the increasing availability of Ca, K, and Mg in the solution and their accumulation in the leaves. However, the plants poorly absorbed Na and Cl. The obtained results are indicative that, for a better characterization of the osmotic and ionic phases of salinity stress, it is necessary to reduce the applied level of salinity stress and to increase the evaluation period.

RESUMO Setaria viridis (L.) P. Beauv. é uma espécie indicada para ser usada como planta modelo em estudos de genética reversa visando a validação da função de genes. A salinidade do solo é um problema recorrente, presente em mais de 100 países em todo o mundo, e aproximadamente 20% das terras agrícolas do mundo possuem solos salinos e / ou sódicos. O estresse salino afeta todos os principais processos da planta, como germinação, crescimento e, conseqüentemente, a produtividade. O presente estudo teve como objetivo determinar os níveis de tolerância de S. viridis A10.1 ao estresse salino e identificar seu potencial como planta modelo para validar genes / alelos candidatos à tolerância ao sal, bem como sequências promotoras de genes responsivos ao sal. Em um experimento inicial, as sementes foram semeadas em meio de germinação contendo concentração crescente de NaCl (0, 30, 60, 90, 120 ou 150 mM), e mantidas neste durante a fase inicial de crescimento; e, em outro experimento, as plantas em crescimento vegetativo foram cultivadas com doses crescentes de NaCl (0,0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 e 1,0g por 100g do substrato). A taxa de germinação foi um pouco afetada pela salinidade, enquanto o desenvolvimento das mudas foi prejudicado logo após a germinação. A planta em fase de crescimento vegetativo experimentou uma redução nas taxas de evapotranspiração e níveis de pigmentos, juntamente com um prejuízo no sistema de captura e uso da luz, e uma diminuição nas taxas de trocas gasosas foliares, resultando em menor acúmulo de biomassa fresca e seca, proporcional à dose de sal utilizada. As plantas começaram a morrer em uma semana com doses ≥19,4 dS / m. Em conclusão, A10.1 é uma planta glicófita com algum nível de tolerância ao sal e pode ser usada como planta modelo para validar genes / alelos candidatos à tolerância ao sal, bem como genes promotores responsivos ao sal, dependendo da combinação certa de idade da planta e nível de estresse. Como a germinação da semente é pouco afetada pelo estresse salino em doses de NaCl de cerca de 15 dS / m ou menos, A10.1 não pode ser usado para validar genes / alelos com um papel potencial em relação a essa característica.

ABSTRACT Setaria viridis (L.) P. Beauv. is a species proposed to be used as model plant in reverse genetics studies for the validation of gene function. Soil salinity is a recurring problem present in more than a 100 countries worldwide, and approximately 20% of the agricultural land in the world has saline and/or sodium soils. Saline stress affects all the main processes of the plant, such as germination, growth, and, consequently, the yield. The present study aimed at determining the tolerance levels of S. viridisA10.1 to saline stress and identify its potential as a model plant to validate salt-tolerance candidate genes/alleles as well as promoter sequences from salt-responsive genes. In an initial experiment, the seeds of the plant were sown on a germination medium containing an increasing concentration of NaCl (0, 30, 60, 90, 120, or 150 mM), and maintained there during the initial growth stage; and, in another experiment, the plants at the vegetative growth stage were submitted to increasing doses of NaCl (0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0g per 100g of the substrate). The germination rate was found to be affected a little by the salinity, while the seedlings development was impaired right after germination. Plant in the vegetative growth stage experienced a reduction in the evapotranspiration rates and pigment levels, along with an impairment in the system of capture and use of light, and a decrease in the leaf gas exchange rates, resulting in less accumulation of dry and fresh plant biomass proportional to the salt dose used. Plants started to die within a week at doses ≥19.4 dS/m. In conclusion, A10.1 is a glycophyte plant with some level of salt-tolerance and might be used as a model plant to validate salt-tolerance candidate genes/alleles, as well as promoters salt-responsive genes, depending on the right combination of plant age and level of stress. As seed germination is affected only little by salt stress at NaCl doses of about 15 dS/m or less, A10.1 might not be used to validate genes/alleles with a putative role regarding this trait.