Resposta hormonal de mutantes de Micro-Tom a seca e interação de selênio e silício

Abstract

Mudanças climáticas como a seca, consistem em um dos fatores abióticos mais limitantes a produtividade das culturas, diante desse cenário a produção de alimento torna-se mais desafiadora. O tomate miniatura Micro-Tom (MT) é um modelo ideal para explorar os possíveis mecanismos bioquímicos para tolerância ao estresse. Este trabalho teve como objetivo compreender como as mutações hormonais dos tomateiros sob déficit hídrico manifestam tolerância a seca, bem como, validar os efeitos do Selênio (Se) e Silício (Si) sob deficiência hídrica: no crescimento, compostos osmoprotetores, sistema antioxidante e produtividade. A pesquisa foi relizada em dois experimentos conduzidos em delineamento inteiramente casualizados com 16 repetições. O experimento I foi disposto em esquema fatorial 4 × 4, sendo quatro mutantes hormonais de tomateiro [Micro-Tom (MT) sem alterações hormonais, Notabilis (Not) deficiente em ácido abscísico (ABA), Never-ripe (Nr) baixa sensibilidade ao etileno, Epinastic (Epi) alta produção de etileno] e quatro condições hídricas (20%, 40%, 60% e 80% da capacidade de campo no solo - CAD). E o experimento II disposto em esquema fatorial 4 × 4, sendo os quatro mutantes de tomateiro (MT, Not, Nr e Epi) e três formas de aplicação de elementos benéficos (Se, Si, Se+Si e controle). Todos os genótipos apresentaram maiores concentrações açúcares totais e sacarose para o tratamento 20% da CAD. A maior produtividade foi para 80% CAD para os genótipos MT, Not e Nr e para 60% da CAD para Epi. A suplementação de Se+Si, foi o melhor tratamento tendo maior influência positiva, principalmente aumentando os pigmentos fotossintéticos, reduzindo o nível de H2O2 para Not, alta atividade para CAT, APX e uma alta produtividade. A deficiência de ABA é mais marcante nas respostas de crescimento e desenvolvimento que a baixa/alta síntese de etileno. O Se e Si tem um alto potencial relacionados à defesa, produção de enzimas antioxidantes e compostos osmoprotetores.

Climate change, such as drought, is one of the most limiting abiotic factors to crop productivity; in this scenario, food production becomes more challenging. The Micro-Tom (MT) miniature tomato is an ideal model for exploring possible biochemical mechanisms for stress tolerance. This work aimed to understand how hormonal mutations in tomato plants under water deficit manifest drought tolerance, as well as to validate the effects of Selenium (Se) and Silicon (Si) under water deficit on growth, osmoprotective compound, antioxidant system and productivity. The research was carried out in two experiments conducted in a completely randomized design with 16 replications. Experiment I was arranged in a 4 × 4 factorial scheme, with four tomato hormonal mutants [Micro-Tom (MT) without hormonal changes, Notabilis (Not) deficient in abscisic acid (ABA), Never-ripe (Nr) low sensitivity to ethylene and Epinastic (Epi) high ethylene production] and four water conditions (20%, 40%, 60% and 80% of soil field capacity - SFC). And experiment II was arranged in a 4 × 4 factorial scheme, with four tomato mutants (MT, Not, Nr and Epi) and three forms of application of beneficial elements (Se, Si, Se+Si and control). All genotypes showed higher total sugar and sucrose concentrations for the 20% SFC treatment. The highest productivity was 80% SFC for the MT, Not and Nr genotypes and 60% SFC for Epi. Se+Si supplementation was the best treatment, having the greatest positive influence, mainly increasing photosynthetic pigments, reducing the level of H2O2 to Not, high activity for CAT, APX and high productivity. ABA deficiency is more marked in growth and development responses than low/high ethylene synthesis. Se and Si have a high potential related to defense, production of antioxidant enzymes and osmoprotective compounds.