Aluminum resistance mechanisms in oat (Avena sativa L.)

Radmer, Lorien E.; Tesfaye, Mesfin; Somers, David A.; Temple, Stephen J.; Vance, Carroll P.; Samac, Deborah A.

doi:10.1007/s11104-011-0937-1

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“…Possible Al detoxification mechanisms may include: (1) selective permeability of the plasmatic membrane to reduce Al uptake (Archambault et al 1997), (2) proteins that are connected to Al secretion (Basu et al 1999), (3) -Xin et al 2009;Pellet et al 1996;Zheng et al 2005), (4) secretion of phenolic compounds (Ofei-manu et al 2001), and (5) organic acids (Liu et al 2009), which chelate Al ions. Initially, citrate was considered the main organic acid exudate for Al tolerance (Zheng et al 1998) by A. sativa roots; however, recent studies have shown only malate to increase its secretion in response to Al (Radmer et al 2012). Our data showing malate exudation by Al in roots of UFRGS 17 and not UFRGS 930598-6 roots support this recent work.…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 83%

Chromosome-anchored QTL conferring aluminum tolerance in hexaploid oat

et al. 2015

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Aluminum (Al) toxicity is a major constraint on crop production in acid soils around the world. Hexaploid oat (Avena sativa L.) possesses significant Al tolerance making it a good candidate for production in these environments. Genetic improvement for Al tolerance in oat has traditionally been achieved through conventional plant breeding and could be enhanced by marker-assisted selection. The objectives of this study were to develop a chromosome-anchored genetic map for an oat recombinant inbred population and to identify SNP markers linked to quantitative trait loci (QTL) affecting root growth response to Al. Three QTL on chromosomes 7C-17A, 13A, and 19A conferring Al tolerance were identified using primary root regrowth of recombinant inbred lines derived from the cross between UFRGS 17 (Al tolerant) and UFRGS 930598-6 (Al sensitive). Localization of each QTL onto the sequenced rice genome revealed the genetic region on chromosome 13A might be associated with a putative malate transporter locus (LOC_Os06g15779). Studies of root apex tissue indicated that exudation of malate was increased in the Al-tolerant parent UFRGS17 and not in the sensitive parent. Based on these data, the malate transporter might be a candidate gene responsible for one of the Al tolerance QTL identified in this study.Electronic supplementary material The online version of this article (

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Section: Discussionsupporting

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Chromosome-anchored QTL conferring aluminum tolerance in hexaploid oat

et al. 2015

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“…URSCharrua e URSGuapa foram superiores ao controle tolerante UFRGS17 (Figura 2), ambas as cultivares não apresentaram indivíduos com recrescimento inferior a 15mm (Figura 1C e 1E) (CASTILHOS et al, 2011). É possível que a entrada de Al 3+ seja restringida pela secreção de ácidos orgânicos, como observado em variedades cultivadas nos Estados Unidos (RADMER et al, 2012). Em trigo, acredita-se que a tolerância depende do gene TaALMT1, que codifi ca um transportador de malato, e que o grau de tolerância dos genótipos está relacionado à expressão desse gene (DELHAIZE et al, 2012).…”

Section: Resultsunclassified

“…Essa inibição causa um sistema radicular defi ciente, acarretando insufi ciente absorção de água e infl uxo de íons para o desenvolvimento adequado da planta e diminuindo a sua produtividade (MA & FURUKAWA, 2003;PANDA et al, 2009 (SANCHEZ-CHACON et al, 2000;RADMER et al, 2012). Os mecanismos genéticos, fi siológicos e moleculares da tolerância ao Al 3+ em aveia ainda não estão totalmente elucidados.…”

Section: Introductionunclassified

“…O ácido orgânico secretado varia de acordo com a espécie vegetal, sendo citrato, oxalato e malato, os mais comuns (MA et al, 2001;LIGABA et al, 2009;LIU et al, 2009). Em aveia, ocorre a secreção de citrato e malato (RADMER et al, 2012), no entanto, este pode não ser o único mecanismo utilizado, uma vez que o genótipo UPF91Al-100-1-4, apesar de tolerante, apresentou abundante entrada de Al 3+ nos tecidos radiculares (CASTILHOS et al, 2011). Outros mecanismos têm sido encontrados em milho, como a indução do sistema antioxidante (GIANNAKOULA et al, 2010), e em arroz, envolvendo transporte de UDP-glicose, ou absorção simplástica do Al (HUANG et al, 2009;DELHAIZE et al, 2012).…”

Section: Introductionunclassified

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Tolerância ao alumínio tóxico em germoplasma brasileiro elite de aveia

et al. 2013

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“…No entanto, globalmente, poucos cultivares são caracterizados quanto à sua resposta ao estresse por esse elemento, limitando o conhecimento sobre diferenças comportamentais entre diferentes constituições genéticas (Radmer et al, 2012).…”

Section: Introductionunclassified

Desempenho de genótipos de aveia branca em resposta ao estresse por alumínio

et al. 2013

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A aveia branca (Avena sativa L.) é uma cultura que tem um papel importante no sistema de produção de grãos e integração lavoura-pecuária, no entanto, em algumas regiões brasileiras, o pleno estabelecimento e desenvolvimento dessa cultura, bem como o aumento de produtividade são inviabilizados pelo excesso de alumínio (Al) nos solos. A avaliação de caracteres de plântulas de aveia desenvolvidas sob cultivo hidropônico com adoção de solução nutritiva mínima pode ser eficiente para classificar genótipos sensíveis e tolerantes ao Al. Este trabalho objetivou avaliar o desempenho de 10 genótipos de aveia submetidos ao estresse por Al, baseando-se na análise da retomada do crescimento da raiz, com uso de solução mínima e identificando quais caracteres se mantêm correlacionados. Foram adotadas diferentes doses de Al (0, 3, 6, e 9 mg L -1 de Al). Com uso de solução mínima, a dose de 6 mg L -1 de Al é a mais adequada na diferenciação de genótipos sensíveis e tolerantes. Dentre os genótipos estudados, UFRGS 14, UFRGS 19 e URS Guapa são os mais tolerantes e UPFA 20, UPF 18 e IAC 7, os mais sensíveis ao Al. Com o objetivo de classificar genótipos de aveia entre sensíveis e tolerantes ao Al, nenhuma outra variável pode ser utilizada em substituição à retomada do crescimento da raiz.Palavras-chave: Avena sativa L., retomada do crescimento da raiz, solução mínima.Performance of oat genotypes in response to aluminum stress Abstract White oat (Avena sativa L.) is a crop that has an important role in the system of grain production and crop-livestock integration. However, in some Brazilian regions the full establishment and development of this crop as well as increased productivity are hampered by aluminum excess (Al) in the soil. The evaluation of oat seedling traits, grown under hydroponic cultivation and minimum nutrient solution can be efficient to identify aluminum tolerant genotypes. This study aimed to evaluate the performance of ten genotypes subjected to stress by Al, based on analysis of the resumption of root growth, using minimum nutrient solution and identifying which characters remain correlated. Different doses (0, 3, 6, and 9 mg L -1 Al) were used. It was observed that the use of minimum nutrient solution is effective for the differentiation of sensitive and tolerant oat lines to Al, being 6 mg L -1 Al is the most appropriate for this scoring. Among the genotypes studied, UFRGS 14, UFRGS 19 and URS Guapa are the most tolerant and UPFA 20, UPF 18 and IAC 7 are the most sensitive to Al. The only character proved to be effective in differentiating aluminum sensitive and tolerant oat genotypes is resumption of root growth.Key words: Avena sativa L., root growth resumption, minimum nutrient solution. INTRODUÇÃOA aveia branca (Avena sativa L.) é uma cultura de inverno que apresenta papel importante no sistema de produção de grãos e integração lavoura-pecuária em regiões brasileiras. Com múltiplas formas de utilização, seu cultivo se dá principalmente nos estados do sul do Brasil, contudo a área de produção desse cereal ve...

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Aluminum resistance mechanisms in oat (Avena sativa L.)

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