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Crescimento da planta e coloração das raízes com hematoxilina como critérios de avaliação de genótipos de café quanto à tolerância à toxidez de alumínio

Plant growth and root hematoxylin staining to evaluate aluminum toxicity tolerance of coffee genotypes

Resumos

A seleção de plantas tolerantes ao Al é uma alternativa para solos que apresentam Al em níveis tóxicos. Neste contexto, vinte e cinco genótipos de café foram estudados quanto à tolerância ao Al avaliada pela inibição no crescimento da parte áerea e das raízes e pelo teste de coloração das raízes com hematoxilina. Avaliou-se, também, a alocação do Al nas pontas das raízes. Após 35 e 75 dias de cultivo em solução nutritiva, na ausência ou presença de Al, foram avaliados o comprimento da raiz principal e, aos 80 dias, a produção de biomassa seca da parte aérea e das raízes. Os resultados expressos em percentagem de inibição causada pelo Al foram analisados pela técnica multivariada, e os genótipos foram separados em classes: tolerante, intermediária e sensível. O teste de coloração com hematoxilina foi realizado após 80 dias de cultivo em solução nutritiva, e os genótipos foram avaliados de acordo com a intensidade de coloração da ponta da raiz. Apenas três genótipos foram tolerantes ao Al e seis foram sensíveis, enquanto a maioria deles pertenceu à classe de tolerância intermediária. O teste de coloração com hematoxilina não permitiu a adequada diferenciação dos genótipos quanto à tolerância ao alumínio. Em cortes transversais das pontas das raízes do genótipo mais tolerante, observou-se a localização do alumínio apenas nas células epidérmicas, enquanto, no genótipo de tolerância intermediária, o Al localizou-se nas células epidérmicas e em várias camadas de células do córtex.

seleção; estresse; solos ácidos


The screening of plants for aluminum tolerance is an alternative to soils with toxic levels of this element. Twenty five coffee genotypes were evaluated for aluminum tolerance in relation to inhibition of shoot and root growth and by the hematoxylin staining test. The aluminum accumulation in root tissues was also evaluated. After 35 and 75 days of plant growth in nutrient solution with and without aluminum, the length of the main root was evaluated. After 80 days of exposure to Al, the dry biomass of shoot and roots was also evaluated. The inhibition percentage promoted by aluminum was analyzed by the multivariate technique and the genotypes were classified as tolerant, intermediate and susceptible. The hematoxylin staining test was conducted after 80 days of plant development in nutrient solution and the genotypes were evaluated by the intensity of root tip staining. The results indicated that only three genotypes were classified as Al tolerant, and six were susceptible, while most of the genotypes were in the intermediate class. The hematoxylin staining test was not suitable for assessment of Al tolerance. The Al accumulation in the most tolerant genotype was only observed in the epidermal cells, while in the genotypes classified as intermediate, there was Al accumulation in the epidermal cells and in several layers of the cortex cells.

Coffea arabica L.; C. canephora Pierre; Coffea arabica L.; C. canephora Pierre; screening technique; stress; acid soils


SEÇÃO IV - FERTILIDADE DO SOLO E NUTRIÇÃO DE PLANTAS

Crescimento da planta e coloração das raízes com hematoxilina como critérios de avaliação de genótipos de café quanto à tolerância à toxidez de alumínio(1 (1 ) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor, apresentada à Universidade Federal de Viçosa . Realizado com auxílio do CNPq e da FAPEMIG. )

Plant growth and root hematoxylin staining to evaluate aluminum toxicity tolerance of coffee genotypes

M. C. L. BracciniI; H. E. P. MartinezII; E. A. M. SilvaIII; A. L. BracciniIV; C. A. ScapimIV

IEstudante de Doutorado do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, CEP 36571-000 Viçosa (MG). Bolsista do CNPq. E-mail: albraccini@uol.com.br

IIProfessor Adjunto do Departamento de Fitotecnia - UFV. Bolsista do CNPq

IIIProfessor Titular do Departamento de Biologia Vegetal - UFV. Bolsista do CNPq

IVProfessor Adjunto do Departamento de Agronomia da Universidade Estadual de Maringá (UEM). Av. Colombo, 5.790. CEP 87020-900 Maringá (PR). Bolsista do CNPq

RESUMO

A seleção de plantas tolerantes ao Al é uma alternativa para solos que apresentam Al em níveis tóxicos. Neste contexto, vinte e cinco genótipos de café foram estudados quanto à tolerância ao Al avaliada pela inibição no crescimento da parte áerea e das raízes e pelo teste de coloração das raízes com hematoxilina. Avaliou-se, também, a alocação do Al nas pontas das raízes. Após 35 e 75 dias de cultivo em solução nutritiva, na ausência ou presença de Al, foram avaliados o comprimento da raiz principal e, aos 80 dias, a produção de biomassa seca da parte aérea e das raízes. Os resultados expressos em percentagem de inibição causada pelo Al foram analisados pela técnica multivariada, e os genótipos foram separados em classes: tolerante, intermediária e sensível. O teste de coloração com hematoxilina foi realizado após 80 dias de cultivo em solução nutritiva, e os genótipos foram avaliados de acordo com a intensidade de coloração da ponta da raiz. Apenas três genótipos foram tolerantes ao Al e seis foram sensíveis, enquanto a maioria deles pertenceu à classe de tolerância intermediária. O teste de coloração com hematoxilina não permitiu a adequada diferenciação dos genótipos quanto à tolerância ao alumínio. Em cortes transversais das pontas das raízes do genótipo mais tolerante, observou-se a localização do alumínio apenas nas células epidérmicas, enquanto, no genótipo de tolerância intermediária, o Al localizou-se nas células epidérmicas e em várias camadas de células do córtex.

Termos de indexação: Coffea arabica L., C. canephora Pierre, seleção, estresse, solos ácidos.

SUMMARY

The screening of plants for aluminum tolerance is an alternative to soils with toxic levels of this element. Twenty five coffee genotypes were evaluated for aluminum tolerance in relation to inhibition of shoot and root growth and by the hematoxylin staining test. The aluminum accumulation in root tissues was also evaluated. After 35 and 75 days of plant growth in nutrient solution with and without aluminum, the length of the main root was evaluated. After 80 days of exposure to Al, the dry biomass of shoot and roots was also evaluated. The inhibition percentage promoted by aluminum was analyzed by the multivariate technique and the genotypes were classified as tolerant, intermediate and susceptible. The hematoxylin staining test was conducted after 80 days of plant development in nutrient solution and the genotypes were evaluated by the intensity of root tip staining. The results indicated that only three genotypes were classified as Al tolerant, and six were susceptible, while most of the genotypes were in the intermediate class. The hematoxylin staining test was not suitable for assessment of Al tolerance. The Al accumulation in the most tolerant genotype was only observed in the epidermal cells, while in the genotypes classified as intermediate, there was Al accumulation in the epidermal cells and in several layers of the cortex cells.

Index terms:Coffea arabica L., C. canephora Pierre, screening technique, stress, acid soils.

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LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em janeiro de 1999

Aprovado em janeiro de 2000

  • ANDERSON, T.W. An introduction to multivariate statistical analysis. New York, John Wiley, & Sans, 1958. 374p.
  • BRACCINI, M.C.L.; BRACCINI, A.L.; MARTINEZ, H.E.P.; PEREIRA, P.R.G. & FONTES, P.C.R. Técnicas de avaliação da toxidez do alumínio em plântulas de feijão (Phaseolus vulgaris L). cultivadas em solução nutritiva. R. Ceres, 43: 3-16, 1996.
  • BRACCINI, M.C.L.; MARTINEZ, H.E.P.; PEREIRA, P.R.G.; SAMPAIO, N.F. & SILVA, E.A.M. Tolerância de genótipos de cafeeiro ao alumínio em solução nutritiva . I. crescimento e desenvolvimento da parte aérea e sistema radicular. R. Bras. Ci. Solo, 22:435-442, 1998.
  • BRAGANÇA, J.B.; PAULINO, A.J.; MATIELLO, J.B. & FABRIS, E.J. Efeito do alumínio trocável do solo sobre o crescimento inicial do cafeeiro (Coffea arabica L.) catimor (Catimor 183) e catuaí. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISAS CAFEEIRAS, 14., Campinas, 1987. Anais. Rio de Janeiro, COTEC/DIPRO/IBC, 1987. p. 295-297.
  • CAMBRAIA, J.; SILVA, M.A.; CANO, M.A.O. & SANT'ANNA, R. Método simples para a avaliação de cultivares de sorgo quanto a tolerância ao alumínio. R. Bras. Fisiol. Veg., 3:87-95, 1991.
  • CHAVES, J.C.D.; PAVAN, M.A. & MIYAZAWA, M. Redução da acidez subsuperficial em coluna de solo. Pesq. Agropec. Bras., 23:469-476, 1988.
  • CRUZ, C.D. Programa GENES - aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1997. 442p.
  • EUCLYDES, R.F. Sistema para análise estatística e genéticas (SAEG) - manual provisório. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1983. 74p.
  • FONSECA Jr., N.S. Estudo da herança da tolerância ao alumínio em soja (Glycine max (L.) Merrill), pelo método da hematoxilina. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1982. 46p. (Tese de Mestrado)
  • FOY, C.D. Tolerance of eastern gamagrass to excess of aluminum in acid soil and nutrient solution. J. Plant Nutr., 20:1119-1136, 1997.
  • GUIMARÃES, P.T.G. O uso do gesso agrícola na cultura do cafeeiro. In: SEMINÁRIO SOBRE O USO DO GESSO NA AGRICULTURA, 2., Uberaba, 1992. Anais. São Paulo, Instituto Brasileiro do Fosfato, 1992. p.175-190.
  • HOAGLAND, D.R. & ARNON, D.I. The water-culture method for growing plants without soil. Berkeley, Cal. Agric. Exp. Station, 1950. 347p. (Cal. Agric. Exp. Station, Cir.
  • KOCHIAN, L.V. Cellular mechanisms of aluminum toxicity and resistance in plants. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 46:237-260, 1995.
  • LONDOÑO, M.E.A. & VALENCIA-ARISTIZÁBAL, G. Toxicidade de aluminuio en plantas de café. Cenicafé, 34:61-97, 1983.
  • MACEDO, J. Os solos da região dos cerrados. In: ALVAREZ V., V.H.; FONTES, L.E.F. & FONTES, M.P.F., eds. O solo nos grandes domínios morfoclimáticos do Brasil e o desenvolvimento sustentado. Viçosa, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1996. p.135-140.
  • MACEDO, C.C.; KINET, J.M. & Van SINT JAN, V. Effects of duration and intensity of aluminum stress on growth parameters in four genotypes differing in aluminum sensitivity. J. Plant Nutr., 20:181-193, 1997.
  • MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. London, Academic Press, 1995. 889p.
  • MASSOT, N.; POSCHENRIEDER, C. & BARCELÓ, J. Aluminum tolerance assessment in bush bean cultivars by root growth analysis and hematoxylin staining. Suelo Planta, 1:25-32, 1991.
  • MIX, G. Application of in vitro techniques for screening plant genetic variability. In: EL BASSAM, N.; DAMBROTH, M. & LOUGHMAN, B.C., eds. Genetic of plant mineral nutrition. Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 1990. p.339-343.
  • NUERNBERG, N.J.; BISSANI, C.A.; CAMPBELL, T.A. & FOY, C.D. Screening pasture plants for aluminum tolerance. In: EL BASSAM, N.; DAMBROTH, M. & LOUGHMAN, B.C., eds. Genetic of plant mineral nutrition. Netherlands, Kluwer Academic Publishers, 1990. p.345-353.
  • PASSO, R.R. & RUIZ, H.A. Tolerância dos cafeeiros conilon e catuaí à toxidez causada pelo alumínio e manganês. R. Ceres, 42:45-52, 1995.
  • PAVAN, M.A. & BINGHAM, F.T. Toxicity of aluminum to coffee grown in nutrient solution. Soil Sci. Soc. Am. J., 46:993-997, 1982.
  • POLLE, E.; KONZAK, C.F.& KITTRICK, J.A. Visual detection of aluminum tolerance levels in wheat by hematoxilin staining of seeedling roots. Crop Sci., 18:823-827, 1978.
  • RINCÓN, M. & GONZALES, R.A. Aluminum partitioning in intact roots of aluminum-tolerant and aluminum-sensitive wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Plant Physiol., 99:1021-1028, 1992.
  • RODRIGUES, L.A. Crescimento e composição mineral na parte aérea e raízes de duas variedades de café em resposta à calagem na subsuperfície do solo. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1997. 89p. (Tese de Mestrado)
  • SCOTT, B.J.; FISHER, J.A. & SPOHR, J. Tolerance of Australian wheat varieties to aluminum toxicity. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 23:509-526, 1992.
  • TAYLOR, G.J. Current views of the aluminum stress response; the physiological basis of tolerance. Cur. Top. Plant Biochem. Physiol., 10:57-93, 1991.
  • WALLACE, S.U.; HENNING, S.J. & ANDERSON, I.C. Elongation, Al concentration, and hematoxylin staining of aluminum-treated wheat roots. Iowa State J. Res., 57:97-106, 1982.
  • (1
    ) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor, apresentada à Universidade Federal de Viçosa
    . Realizado com auxílio do CNPq e da FAPEMIG.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      06 Out 2014
    • Data do Fascículo
      Mar 2000

    Histórico

    • Aceito
      Jan 2000
    • Recebido
      Jan 1999
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