GERMINATION AND INITIAL GROWTH OF COWPEA CULTIVARS UNDER OSMOTIC STRESS AND SALICYLIC ACID
DOI:
https://doi.org/10.1590/1983-21252018v31n110rcKeywords:
Vigna unguiculata. Water stress. Plant morphophysiology.Abstract
Cowpea is one of the major food crops in Northeast Brazil, where it is commonly cultivated in the semi-arid regions with limited water availability. It is important to study the elicitors associated with cowpea to mitigate any deleterious effects of abiotic stress on the initial establishment of this crop. In this study, we aimed to evaluate the morphophysiological changes in cowpea cultivars under osmotic stress with seeds soaked in salicylic acid. The germination test was conducted in B.O.D germination chambers. The seeds of three cowpea cultivars: BRS Tumucumaque, BRS Aracê, and BRS Guariba, were germinated at five osmotic potentials (0.0; -0.2; -0.4; -0.6, and -0.8 MPa) after three pre-treatments: pre-soaking in deionized water, pre-soaking in salicylic acid, and without pre-soaking. The following parameters were evaluated: germination, germination speed index, seedling height, total phytomass, contents of chlorophyll ‘a’ and ‘b’, carotenoid content, electrolyte leakage, water content, and proline content. Our results indicate that salicylic acid promotes reduction in the harmful effects of abiotic stress, which is reflected in the increase in germination percentage, seedling height, and chlorophyll and carotenoid content as well as in the adjustment of electrolyte leakage and increase in proline content under induced water stress conditions. The cultivar BRS Guariba proved to be more tolerant to water deficit during germination and initial growth stages, when the seeds were treated with salicylic acid (1 mM).Downloads
References
AGOSTINI, E. A. T.; MACHADO-NETO, N. B.; CUSTÓDIO, C. C. Induction of water deficit tolerance by cold shock and salicylic acid during germination in the common bean. Acta Scientiarum Agronomy, Maringá, v. 35, n. 2, p. 209-219, 2013.
ASHRAF, M. et al. The physiological, biochemical and molecular roles of brassinosteroids and salicylic acid in plant processes and salt tolerance. Critical Reviews in Plant Sciences, Abington, v. 29, n. 3, p. 162-190, 2010.
ÁVILA, F. et al. Interação entre silício e nitrogênio em arroz cultivado sob solução nutritiva. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 41, n. 2, p. 184-190, 2010.
BATES, L. S.; WALDREN, R. P.; TEARE, I. D. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Short communication. Plant and Soil, Cham, v. 39, n. 1, p. 205-207, 1973.
BEZERRA NETO, E.; BARRETO, L. P. Análises químicas e bioquímicas em plantas. 1. ed. Recife, PE: UFRPE, 2011. 267 p.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para Análise de Sementes. Secretaria de Defesa Agropecuária. Brasília: MAPA/ACS, 2009. 395 p.
CAMPOS, P. S.; THI, A. T. P. Effect of abscisic acid pretreatment on membrane leakage and lipid composition of Vigna unguiculata leaf discs subjected to osmotic stress. Plant Science, Amsterdam, v. 130, n. 1, p. 11-18, 1997.
CARVALHO, R. I. N.; CARVALHO, D. B. Germinação de sementes de um ecótipo de Paspalum da região de Guarapuava- PR. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 30, n. 4, p. 1187-1194, 2009.
COSTA, R. C. L. et al. ABA mediated proline synthesis in cowpea leaves exposed to water deficiency and rehydration. Turkish Journal of Agriculture & Forestry, Ankara, v. 35, n. 3, p. 309-317, 2011.
COSTA, R. R. Atenuação de estresse hídrico em plantas de feijão-caupi tratadas com ácido salicílico. 2016. 89 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Agrárias: Área de Concentração em Agrobionergia e Agricultura Familiar) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2016.
DUTRA, W. F. et al. Antioxidative responses of cowpea cultivars to water deficit and salicylic acid treatment. Agronomy Journal, Madison, v. 109, n. 3, p. 895-905, 2017.
GONÇALVES, K. S. Aplicação de reguladores vegetais e de fosfito de potássio em mudas de eucalipto submetidas à deficiência hídrica. 2013. 80 f. Tese (Doutorado em Agronomia: Área de Concentração em Irrigação e Drenagem) - Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2013.
HISCOX, J. D.; ISRAELSTAM, G. F. A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration. Canadian Journal of Botany, Ottawa, v. 57, n. 12, p. 1332-1334, 1979.
KANG, G.; LI, G.; GUO, T. Molecular mechanism of salicylic acid-induced abiotic stress tolerance in righer plants. Acta Physiology Plantarum, Cham, v. 36, n. 9, p. 2287-2297, 2014.
MCCUE, P. et al. Model for enhanced pea seedling vigour following low pH and salicylic acid treatments. Processes Biochemistry, Amsterdam, v. 35, n. 6, p. 603-613, 2000.
MICHEL, B. E.; KAUFMANN, M. R. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, Rockville, v. 51, n. 5, p. 914-916, 1973.
PAIVA, A. S. et al. Condutância estomática em folhas de feijoeiro submetido à diferentes regimes de irrigação. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 25, n. 1, p. 161-169, 2005.
REHMAN, S. et al. The effect of sodium chloride on germination and the potassium and calcium contents of Acacia seeds. Seed Science and Technology, Zurich, v. 25, n. 1, p. 45-57, 1996.
RODRIGUES, H. C. et al. Correlações genotípicas, fenotípicas e ambientais entre caracteres de mamoneira. Ciência e Agrotecnologia, Viçosa, v. 34, n. 6, p. 1390-1395, 2010.
SILVA, A. C. et al. Salicylic acid as attenuator of drought stress on germination and initial development of sesame. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 21, n. 3, p. 156-162, 2017.
SILVA, F. V. F. et al. Photosynthetic pigments and gas exchange in castor bean under conditions of above the optimal temperature and high CO2. Acta Scientiarum: Agronomy, Maringá, v. 37, n. 3, p. 331-337, 2015.
SHARMA, P. et al. Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions. Journal of Botany, London, v. 12, n. 1, p. 1-26, 2012.
SHI, Q. et al. Effects of different treatments of salicylic acid on heat tolerance, chlorophyll fluorescence, and antioxidant enzyme activity in seedlings of Cucumis sativa L. Russian Journal of Plant Physiology, Heidelberg, v. 52, n. 2, p. 793-800, 2005.
SMART, R. E.; BINGHAM, G. E. Rapid Estimates of Relative Water Content. Plant Physiology, Rockville, v. 53, n. 2, p. 258-260, 1974.
SONG, J. T. et al. A key role for ALD1 in activation of local and systemic defenses in Arabidopsis. Plant Journal, Lansing, v. 40, n. 1, p. 200–212, 2004.
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 5. ed. Porto Alegre, RS: Artmed, 2013. 918 p.
TEIXEIRA, R. N. et al. Germinação e vigor de sementes de crambe sob estresse hídrico. IRRIGA: Brazilian Jornal of irrigation and Drainage, Botucatu, v. 16, n. 1, p. 45-52, 2011.
VALDEZ, V. et al. Adaptation of grain legumes to climatic change: a review. Agronomy for Sustainable Development, Berlin, v. 32, n. 1, p. 31–44, 2012.
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