Anatomic and physiological modifications in seedlings of Coffea arabica cultivar Siriema under drought conditions

Abstract

Due to the weather changes prognostic for the coming years, the understanding of water deficit and physiological responses of plants to drought becomes an important requirement in order to develop technologies such as mechanisms to assist plants to cope with longer drought periods, which will be essential to maintenance of Brazilian and worldwide production. This study aimed to evaluate ecophysiological and anatomical aspects as well as the nitrate reductase activity in Siriema coffee seedlings subjected to four treatments: Daily irrigated, non-irrigated, re-irrigated 24 hours and re-irrigated 48 hours after different stress periods. Non-irrigation promoted a reduction in leaf water potential being accented from the ninth day of evaluation onwards. Re-irrigation promoted a partial recovery of the plant water potential. Non-irrigated plants showed an increase in stomatal resistance and reduction of transpiration and nitrate reductase activity. In the roots, there was a decrease in nitrate reductase activity under water stress. Leaf anatomical modifications were significant only for the adaxial surface epidermis and palisade parenchyma thickness, this latter characteristic being higher in control plants. Stomatal density and polar and equatorial diameter ratios showed the highest values in plants under water stress. In the roots, differences only in the cortex thickness being bigger in the non-irrigated treatment could be observed. Therefore, Siriema coffee plants under water stress show physiological, biochemical and anatomical modifications that contribute to the tolerance of this genotype to these conditions.

Em razão do prognóstico de mudanças climáticas nos próximos anos, a compreensão do déficit hídrico e das respostas fisiológicas de plantas ao mesmo, torna-se uma importante condição para o desenvolvimento de tecnologias, como mecanismos que auxiliem as plantas a suportar períodos mais longos de seca, o que será essencial para a manutenção da produção mundial e brasileira. Neste estudo, objetivou-se avaliar aspectos ecofisiológicos e anatômicos além da atividade da redutase do nitrato em mudas de café Siriema submetidas a quatro tratamentos: irrigadas diariamente, não irrigadas, re-irrigadas 24 horas e re-irrigadas 48 horas após os diferentes períodos de estresse. A ausência de irrigação promoveu redução no potencial hídrico foliar, sendo mais acentuada a partir do nono dia de avaliação. A re-irrigação das mudas promoveu uma recuperação parcial do estado hídrico das plantas. Nas plantas não irrigadas observou-se um aumento na resistência estomatal e diminuição da transpiração, reduzindo a atividade da redutase do nitrato nas folhas. Nas raízes, houve um declínio na redutase do nitrato sob estresse hídrico. Ocorreram modificações na anatomia foliar apenas na espessura da epiderme da face adaxial e parenquimama paliçádico, sendo maior nas plantas controle. A densidade estomatal e razão diâmetro polar e equatorial demonstraram maiores valores nas plantas sob déficit hídrico. Nas raízes, foi observada diferença apenas na espessura do córtex, sendo esta maior no tratamento não irrigado. Dessa forma, o café Siriema sob condições de estresse hídrico apresenta modificações fisiológicas, bioquímicas e anatômicas que contribuem para a tolerância desse genótipo nessas condições.