Performance and tolerance of the AL Bandeirantes maize cultivar to salt stress

Authors

  • Ricardo Gonçalves Santos Universidade Federal Rural do Semiárido (UFERSA)
  • Cynthia Cavalcanti de Albuquerque Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)
  • Dayane Carla Costa Paiva Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)
  • Francisco Fábio Mesquita Oliveira Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)
  • Roberto Carlos Grillo Ragagnin Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)
  • Aline Kelly de Aquino Lima Cipriano Universidade Federal do Ceará (UFC)

Abstract

The maize (Zea mays L., Poaceae) is a high productivity plant, but its agricultural yield is compromised in areas with soil salinity problems. This study aimed to evaluate the performance of maize plants (AL Bandeirantes cultivar) submitted to different levels of salinity. The experiment was conducted in greenhouse conditions under completely randomized design, with 4 treatments (0, 50, 100 and 150 mM of NaCl). An additional group of plants was not exposed to NaCl (controls). The plants were evaluated for height, root volume, shoot and root dry weight, shoot/root ratio, relative water content and proline concentration in leaves. The NaCl reduced the dry weight and the root volume in comparison with that observed for the control. The plants height was affected only after 21 days of exposure to salt stress, while no significant difference in relative water content was observed among treatments. The proline accumulation was expressive in the plants treated with 150 mM of NaCl, indicating a mechanism for regulating osmotic. Salt stress did not affect the survival of the AL Bandeirantes cultivar, as was observed by plants development at all concentrations applied.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Ricardo Gonçalves Santos, Universidade Federal Rural do Semiárido (UFERSA)

Graduação em Ciências Biológicas (Bacharelado) pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, possui experiência principalmente na área de botânica, com enfoque em óleos essenciais, cultivo de vegetais in vitro, estresse salino em plantas e germinação de sementes de espécies nativas da Caatinga. É mestre pelo Programa de Pós-graduação em Ciência Animal da Universidade Federal Rural do Semi-Árido e atualmente doutorando pelo mesmo programa. Também é pesquisador membro do Centro Tecnológico de Apicultura e Meliponicultura do RN, onde desenvolve várias pesquisas na área de apicultura.

Cynthia Cavalcanti de Albuquerque, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)

Possui graduação em Ciências Biológicas, mestrado e doutorado em Botânica pela Universidade Federal Rural de Pernambuco. Atualmente é professor adjunto IV e integrante do corpo docente do mestrado em Ciências Naturais da Universidade do Estado do Rio Grande do Norte. Tem experiência na área de Botânica, com ênfase em fisiologia vegetal e propagação de plantas in vitro e ex vitro. É bolsista de produtividade da UERN.

Dayane Carla Costa Paiva, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)

Bacharel em Ciências Biológicas e mestre pelo Programa de Pós-graduação em Ciências Naturais da Universidade do Estado do Rio Grande do Norte. Trabalha na área de etnofarmacologia, fisiologia e análises clínicas.

Francisco Fábio Mesquita Oliveira, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)

Possui graduação em Ciências Biológicas e cursa mestrado em Ciências Naturais pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN). Desde 2008 atua como técnico do Departamento de Ciências Biológicas da Faculdade de Ciências Exatas e Naturais da UERN. Possui bastante. Atua na área de botânica, trabalhando principalmente com nutrição e crescimento vegetal, ecofisiologia e botânica aplicada.

Roberto Carlos Grillo Ragagnin, Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN)

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria e mestrado em Ciências Naturais pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte. Atualmente é consultor ambiental. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em consultoria ambiental, botânica, recuperação de áreas degradadas, produção agrícola, plantas da Caatinga com potencial ornamental, produção vegetal, semiárido e paisagismo.

Aline Kelly de Aquino Lima Cipriano, Universidade Federal do Ceará (UFC)

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, onde trabalhou em projetos de pesquisa na área de botânica e fisiologia pós-colheita de frutos. É mestre pelo Programa de Pós-Graduação em Bioquímica da Universidade Federal do Ceará, com área de concentração nos mecanismos de defesa de plantas a estresses bióticos.

References

Ali, A., Basra, S. M. A., Hussain, S., Iqbal, J., Bukhsh, M. A. A. H. A., & Sarwar, M. (2012). Salt stress alleviation in field crops through nutritional supplementation of silicon. Pakistan Journal of Nutrition, 4 (8), 637-655. Recuperado de http://dx.doi.org/10.3923/pjn.2012.735.753.

Azevedo-Neto, A. D., & Tabosa, J. N. (2000). Salt stress in maize seedlings: part I growth analysis. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 4 (2), 159-164. Recuperado de http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662000000200005.

Borzouei, A., Kafi, M., Akbari-Ghogdi, E., & Mousavi-Shalmani, M. (2012). Long term salinity stress in relation to lipid peroxidation, super oxide dismutase activity and proline content of saltsensitive and salt-tolerant wheat cultivars. Chilean Journal of Agricultural Research, 72(4), 476-482. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.4067/S0718-58392012000400003>.

Carmo-Filho, F., & Oliveira, O. F. (1995). Mossoró: um município do semi-árido nordestino, caracterização climática e aspecto florístico. Mossoró: ESAM. 62p. (Coleção mossoroense, série B).

Carvalho, J. F., Tsimpho, C. J., Silva, Ê. F. F., Medeiros, P. R. F., Santos, M. H. V., & Santos, A. N. (2012). Produção e biometria do milho verde irrigado com água salina sob frações de lixiviação. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 16(4), 368-374. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012000400006>.

Conus, L. A., Cardoso, P. C., Venturoso, L. R., & Scalon, S. P. Q. (2009). Germinação de sementes e vigor de plântulas de milho submetidas ao estresse salino induzido por diferentes sais. Revista Brasileira de Sementes, 31(4), 67-74. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011000400006>.

Cunha, R. C., Oliveira, F. A., Souza, M. W. L., Medeiros, J. F., Lima, L. A., & Oliveira, M. K. T. (2016). Ação de bioestimulante no desenvolvimento inicial do milho doce submetido ao estresse salino. Irriga, 1 (1), 191-204. Recuperado de < http://irriga.fca.unesp.br/index.php/irriga/article/view/1855>

De Costa, W., Zӧrb, C., Hartungc, W., & Schubertb, S. (2007). Salt resistance is determined by osmotic adjustment and abscisic acid in newly developed maize hybrids in the first phase of salt stress. Physiologia Plantarum, 131 (2), 311-321. Recuperado de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18251902.

Dobrá, J., Vanková, R., Havlová, M., Burman, A. J., Libus, J., & Štorchová, H. (2011). Tobacco leaves and roots differ in the expression of proline metabolism-related genes in the course of drought stress and subsequent recovery. Journal of Plant Physiology, 168 (13), 1588-1597. Recuperado de http://dx.doi.org/10.1016/j.jplph.2011.02.009.

Farooq, M., Hussain, M., Wakeel, A., & Siddique, K. H. M. (2015). Salt stress in maize: effects, resistance mechanisms, and management. A review. Agronomy for Sustainable Development, 35(2), 461-481. Recuperado de: http://dx.doi.org/10.1007%2Fs13593-015-0287-0.

Gomes, K. R., Amorim, A. V., Ferreira, F. J., Filho, F. L. A., Lacerda, C. F., & Gomes-Filho, E. (2011). Respostas de crescimento e fisiologia do milho submetido a estresse salino com diferentes espaçamentos de cultivo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15 (4), 365-370. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011000400006>.

Gondim, F. A., Gomes-Filho, E., Marques, E. C., & Prisco, J. T. (2011). Efeitos do H2O2 no crescimento e acúmulo de solutos em plantas de milho sob estresse salino. Revista Ciência Agronômica, 42 (2), 373-38. Recuperado de http://www.ccarevista.ufc.br/seer/index.php/ccarevista/article/view/1739.

Graciano, E. S. A., Nogueira, R. J. M. C., Lima, D. R. M., Pacheco, C. M., & Santos, R. C. (2011). Crescimento e capacidade fotossintética da cultivar de amendoim BR 1 sob condições de salinidade. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15(8), 794-800. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662011000800005>.

Hayat, S., Hayat, Q., Alyemeni, M. N., Wani, A. S., Pichtel, J., & Ahmad, A. (2012) Role of proline under changing environments: a review. Plant Signaling and Behavior, 7(11), 1456-1466. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.4161/psb.21949>.

Hoque, M. M. I, Jun, Z., & Guoying, W. (2015). Evaluation of salinity tolerance in maize (Zea mays L.) genotypes at seedling stage. Journal of Bioscience and Biotechnology. 4(1), 39-49. Recuperado de: <https://pdfs.semanticscholar.org/af81/bb016c669de3c8b9a43883fe7ace1b982144.pdf>.

Huang, Z., Zhao, L., Chen, D., Liang, M., Liu, Z., Shao, H., & Long, X. (2013). Salt stress encourages proline accumulation by regulating proline biosynthesis and degradation in Jerusalem artichoke plantlets. Plos One, 8(4), p. e62085. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0062085>.

Kazama, D., Kurusu, T., Mitsuda, N., Ohme-Takagi, M., & Tada, Y. (2014). Involvement of elevated proline accumulation in enhanced osmotic stress tolerance in Arabidopsis conferred by chimeric repressor gene silencing technology. Plant Signaling and Behavior, 9(3), p. e28211. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.4161/psb.28211>.

Lacerda, C. F., Sousa, G. G., Silva, F. L. B., Guimarães, F. V. A., SILVA, G. L., & Cavalcante, L. F. (2011). Soil salinization and maize and cowpea yield in the crop rotation system using saline waters. Engenharia Agrícola, 31(4), 663-675. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/S0100-69162011000400005>.

Lima, A. O., Lima-Filho, F. P., Dias, N. S., Rego, P. R. A., Blanco, F. F., & Neto, M. F. (2017). Mechanisms controlling surface water quality in the cobras river sub-basin, Northeastern Brazil. Revista Caatinga, 30(1), 181-189. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/1983-21252017v30n120rc>.

Monreal, J. A., Jiménez, E. T., Remesal, E., Morillo-Velarde, R., García-Mauriño, S., & Echevarría, C. (2007). Proline content of sugar beet storage roots: response to water deficit and nitrogen fertilization at field conditions. Environmental and Experimental Botany, 60(2), 257-267. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1016/j.envexpbot.2006.11.002>.

Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant, cell & environment, 25(2), 239-250. Recuperado de:<http://dx.doi.org/10.1046/j.0016-8025.2001.00808.x>

Niu, G., Xu, W., Rodriguez, D., & Sun, Y. (2012). Growth and physiological responses of maize and sorghum genotypes to salt stress. International Scholarly Research Network: Agronomy, v. 2012. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.5402/2012/145072>.

Oliveira, A. K. C., Silva, M. S., Mendonça, C. E. S., Ferreira, G. B., Chaves, V. C., & SILVA, D. J. (2007). Avaliação qualitativa da água de barragens subterrâneas no semi-árido nordestino brasileiro. Revista Brasileira de Agroecologia, 2, 1401-1404. Recuperado de: <http://www.aba-agroecologia.org.br/revistas/index.php/rbagroecologia/article/view/7092/5217>.

Rady, M. M., & Hemida, K. A. (2016). Sequenced application of ascorbate-proline-glutathione improves salt tolerance in maize seedlings. Ecotoxicology and Environmental Safety, 133, 252-259. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1016/j.ecoenv.2016.07.028i>.

Ragagnin, R. C. G, Alburqueque, C. C., Oliveira, F. F. M., Santos, R. G., Gurgel, E. P., Diniz, J. C., Rocha, S. A. S., & Viana, F. A. (2014). Effect of salt stress on the growth of Lippia gracilis Schauer and on the quality of its essential oil. Acta Botanica Brasilica, 28(3), 346-351. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/0102-33062014abb3369>.

Rahini, R., Mohammakhani, A., Roohi, V., & Armand, N. (2012). Effects of salt stress on the yield components, essential oil content and cholorophyll concentration of three fennel populations. International Journal of Agronomy and Plant Production, 3(Special Issue), p.716-720. Recuperado de: <http://www.ijappjournal.com/2012-3-S/>.

Richter, J. A., Erban, A, Kopka, J., & Zӧrb, C. (2015). Metabolic contribution to salt stress in two maize hybrids with contrasting resistance. Plant Science, 233, 107-115. Recuperado de: <http://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.01.006>.

Shirmardi, M., Savaghebi, G. R., Khavazi, K., Akbarzadeh, A., Farahbakhsh, M., Rejali, F., & Sadat, A. (2009). Water relationships and agronomic indices of sunflower infection by microbial inoculants under saline condition. Advances in Agriculture & Botanics - International Journal of the Bioflux Society, 1(2), p.37-50. Recuperado de: <http://www.aab.bioflux.com.ro/docs/2009.1.37-50.pdf>.

Silva, E. N., Ribeiro, R. V., Ferreira-Silva, S. L., Viégas, R. A., & Silveira, J. A. G. (2011). Salt stress induced damages on the photosynthesis of physic nut young plants. Scientia Agricola, 68(1), 62-68. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1590/S0103-90162011000100010>.

Szabados, L., & Savoure, A. (2010). Proline: a multifunctional amino acid. Trends in Plant Science, 15(2), 89-97. Recuperado de: <http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2009.11.009>.

Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” - Departamento de Ciências Exatas. (1994). ESTAT. Versão 2.0.Jaboticabal: FCAV/UNESP.

Downloads

Published

2017-11-09

How to Cite

Santos, R. G., Albuquerque, C. C. de, Paiva, D. C. C., Oliveira, F. F. M., Ragagnin, R. C. G., & Cipriano, A. K. de A. L. (2017). Performance and tolerance of the AL Bandeirantes maize cultivar to salt stress. MAGISTRA, 28(3/4), 352–359. Retrieved from https://periodicos.ufrb.edu.br/index.php/magistra/article/view/3802

Issue

Vol. 28 No. 3/4 (2016)

Section

Artigo Científico

License

Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:

    1. Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
    2. Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.