CALCIUM PARTIALLY RELIEVES THE DELETERIUS EFFECTS OF HYPOXIA ON A MAIZE CULTIVAR SELECTED FOR WATERLOGGING TOLERANCE

JORGE LUIS ROMERO FERRER1; PAULO CÉSAR MAGALHÃES2; JOSÉ DONIZETI ALVES3; CARLOS ALBERTO VASCONCELLOS2; NELSON DELÚ FILHO3; DANIELA DEITOS FRIES3; MARCELO MURAD MAGALHÃES3; ANTÔNIO ÁLVARO CORSETTI PURCINO2*

1 CORPOICA, A.A:602 - Montería, Córdoba - Colombia.
2 Embrapa Milho e Sorgo, C.P. 151 - 35701-970 - Sete Lagoas, MG - Brasil
* Corresponding author corsetti@cnpms.embrapa.br
3 UFLA - Depto de Biologia, C.P. 37 - 37200-000 - Lavras, MG - Brasil.
Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v.4, n.3, p.381-389, 2005

ABSTRACT - Low soil oxygen concentrations due to waterlogging or transient flooding severely reduce maize production. However, genotypes with tolerance or even resistance to hypoxia develop morphological and biochemical adaptation mechanisms which may prove to be useful criteria for the selection and breeding of new improved genotypes. The objective of this work was to evaluate the effect of levels and modes of application of calcium sources on biomass yield, the contents of total soluble sugars and reduced sugars and on the activities of invertase isoforms and phosphoenolpyruvate carboxylase, in a maize variety (BRS 4154) derived from the 14th selection cycle for tolerance to transient soil flooding conditions, when cultivated under waterlogging conditions. The study was carried out in a greenhouse, utilizing 20 kg pots, filled with a lowland soil. The effects of two sources of calcium (CaCl2, 300 kg ha-1 and CaSO4, 500 and 1.500 kg ha-1) and three modes of application (applied 8 cm below surface, mixed with the whole soil volume and surface application) were tested in soils kept at field capacity and waterlogged after plants reached growth stage V6. Above ground biomass yield, the contents of total soluble sugars and reducing sugars and the activities of the neutral citosol (INC), acid vacuolar (IAV), acid cell wall invertases and phosphoenolpyruvate carboxylase were determined at the onset of flowering. Calcium application partially relieved the deleterious effect of waterlogging on biomass yield and the activities of INC, IAPC and PEPcase.

Key words: BRS 4154, transient waterlogging , invertase, PEPcase

O CÁLCIO ALIVIA PARCIALMENTE OS EFEITOS DELETÉRIOS DA HIPOXIA EM UMA CULTIVAR DE MILHO SELECIONADA PARA TOLERÂNCIA AO ENCHARCAMENTO

RESUMO - Baixas concentrações de oxigênio no solo, causadas pelo encharcamento ou alagamento temporário, reduzem a produtividade do milho. Entretanto, genótipos com tolerância ou resistência à hipoxia desenvolvem adaptações morfológicas e bioquímicas que podem ser utilizadas como marcadores para seleção de novos genótipos melhorados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de níveis, fontes e formas de aplicação do cálcio na produção de biomassa, teores de açucares solúveis totais, açúcares redutores e na atividade da invertase e da carboxilase do fosfoenolpiruvato, em uma variedade de milho (BRS 4154) derivada do 14° ciclo de seleção para tolerância ao encharcamento transiente do solo, quando cultivada em solo encharcado. O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação, em vasos de 20 kg contendo solo de várzea. Os tratamentos utilizados foram: duas fontes de cálcio (CaCl2, 300 kg ha-1 e CaSO4, 500 e 1.500 kg ha-1) e três formas de aplicação (incorporado a 8 cm da superfície, incorporado em todo o solo, e localizado na superfície), em solo mantido na capacidade de campo e sob encharcamento. A imposição do encharcamento foi iniciada no estádio de crescimento V6. Quando as plantas entraram em floração, determinou-se a produção de matéria seca da parte aérea e, nas raízes, os teores de açúcares solúveis totais e açúcares redutores, a atividade das invertases neutra do citosol (INC), ácida do vacúolo (IAV), ácida da parede celular (IAPC) e da carboxilase da fosfoenolpiruvato (PEPcase). A aplicação de cálcio aliviou parcialmente os efeitos deletérios do encharcamento sobre a produção de biomassa e na atividade da INC, IAPC e PEPcase.

Palavras-chave: BRS 4154, encharcamento temporário, invertase, PEPcase,

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