Mechanisms of flood tolerance in plants

Armstrong, W.; Brändle, Roland; Jackson, Michael B.

doi:10.1111/j.1438-8677.1994.tb00756.x

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“…(Rodrigues 1989), que atuam como fatores de seleção para a vegetação, determinando sua distribuição (Mantovani et al 1989). Isto ocorre porque o solo tornando-se hipóxico devido ao alagamento leva as raízes a uma situação de estresse, fazendo com que as plantas respondam com maior ou menor eficiência, permitindo distinção entre espécies tolerantes e intolerantes (Armstrong et al 1994).…”

Section: Introductionunclassified

“…Além disso, as plantas apresentam modificações morfológicas e anatômicas quando submetidas ao alagamento (Armstrong et al 1994;Evans 2004). Comumente ocorre a hipertrofia de lenticelas, formação de aerênquima, enraizamento adventício e formação de raízes diageotrópicas (Pimenta et al 1996;Kolb et al 1998;Mano et al 2006), que podem facilitar tanto a difusão de oxigênio da parte aérea para as raízes, como a eliminação de produtos voláteis potencialmente tóxicos, como etanol, etileno e acetaldeído, que muitas vezes acumulam durante a hipoxia (Tsukahara & Kozlowski 1985;Joly 1991).…”

Section: Introductionunclassified

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Tolerância à inundação de Cecropia pachystachya Trec. (Cecropiaceae): aspectos ecofisiológicos e morfoanatômicos

et al. 2008

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RESUMO -(Tolerância à inundação de Cecropia pachystachya Trec. (Cecropiaceae): aspectos ecofisiológicos e morfoanatômicos).Visando elucidar aspectos da tolerância à hipoxia, plantas de Cecropia pachystachya foram submetidas a 30 dias de inundação. O crescimento e desenvolvimento, a condutância estomática, a fotossíntese e a morfo-anatomia foram avaliadas. A taxa de crescimento relativo (TCR) da raiz e do caule foi inferior em plantas alagadas, não havendo diferenças nesta taxa para as folhas e para a planta inteira. A não variação na TCR das folhas pode ter sido em função da maior esclerofilia foliar das plantas alagadas, que apresentaram menor área. A condutância estomática e a taxa fotossintética diminuíram nas plantas submetidas ao alagamento. Foram observadas alterações morfoanatômicas em caules e principalmente em raízes de plantas alagadas. A análise dos resultados indica que a tolerância desta espécie a períodos de inundação está relacionada à sua capacidade de manter uma satisfatória produção energética. A manutenção de um balanço energético positivo possibilita que mesmo sob estresse, com queda na taxa fotossintética, as plantas desta espécie apresentem uma considerável TCR. Portanto, C. pachystachya pode ser forte competidora em áreas sujeitas ao alagamento. Palavras-chave: alagamento, anatomia ecológica, Cecropia pachystachya, fotossíntese, TCRABSTRACT -(Flood tolerance in Cecropia pachystachya Trec. (Cecropiaceae): ecophysiological and morpho-anatomical aspects). To elucidate certain aspects of hypoxia tolerance in Cecropia pachystachya, plants were submitted to 30 days of flooding. Growth and development, stomatal conductance, photosynthetic rates and morpho-anatomy were studied. Root and stem relative growth rates (RGR) were lower in flooded plants. There was no difference in leaf RGR and whole plant RGR. The maintenance of leaf RGR is possibly related to greater sclerophylly in flooded plants. Stomatal conductance and photosynthetic rate decreased due to flooding. Stems and roots, especially the latter, showed morpho-anatomical alterations in flooded plants. The results so far suggest that flood tolerance in C. pachystachya is related to the capacity to maintain satisfactory energy production. The maintenance of a positive energy balance allows this species to maintain a substantial RGR, even under stress with a lower photosynthetic rate. Therefore C. pachystachya may be a strong competitor in flooded areas.

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Section: Introductionunclassified

Tolerância à inundação de Cecropia pachystachya Trec. (Cecropiaceae): aspectos ecofisiológicos e morfoanatômicos

et al. 2008

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“…This holds true for our data set, since S. montevidensis showed a consistent pattern of increase in shoot height and leaf biomass during flood periods. This may signify an attempt to keep the photosynthetically active area above the water surface (Brandle, 1991;Armstrong et al, 1994), which will allow maintenance of carbon assimilation and photosynthesis rates. Lorenzi (2000) reports that S .montevidensis can reach maximum heights of 1.5 m. In our study we found plants reaching 1.8 m in the second flood period, suggesting great morphological plasticity with the water levels increase.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…Major key life-history traits that suffer morphological changes enhancing the survival of such plants include: tissues elongation, new leaves recruitment, petioles and basal plant diameters, and emergent surface area (Cooling et al, 2001;Deegan et al, 2007;Iwanaga and Yamamoto, 2008;Xie et al, 2008;Li et al, 2011). These morphologic adjustments lead to an elevation in the plants photosynthetically active organs above the water column, recovering contact with the atmosphere (Armstrong et al, 1994), enhancing plant survival and growth maintenance (Brandle, 1991). Biomass allocation patterns can also be modified during flood periods, and plants usually invest more in aerial parts when water level is increasing (Lowe et al, 2010;Chagas et al, 2012;Pan et al, 2012;Zhang et al, 2012;Tian et al, 2013).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Water level-dependent morphological plasticity in Sagittaria montevidensis Cham. and Schl. (Alismataceae).

2014

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Aquatic plants are able to alter their morphology in response to environmental condition variation, such as water level fluctuations. The aim of this study was to evaluate the effect of water level on Sagittaria montevidensis morphology through measures of vegetative structures formed in drought and flood periods. We hypothesised that the plant height and the biomass of S. montevidensis leaves will increase during flood periods, while the biomass and diameter of petioles, and the basal plant area will increase during dry periods. We sampled a total amount of 270 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 1080 plants. In order to compare plant morphology between dry and flood periods, we measured the water level in each bank and took the following variables for each plant: diameter, height and diameter of the biggest petiole. In order to compare biomass allocation between dry and flood periods, we sampled a total amount of 90 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 360 plants. Plants were dried and weighed in the laboratory. All measured morphologic traits, as well as the biomass of leaf blades and petioles, were higher during flood periods, indicating that water level highly influences the morphology of S. montevidensis individuals. Our results suggest that these morphological responses allow survival and maintenance of S. montevidensis populations under environmental stress. These results can be linked to the invasive potential of S. montevidensis and sheds light on basic management practices that may be applied in the future.Keywords: emergent macrophyte, drought, flood, water level, sediment banks.Plasticidade morfológica dependente do nível da água em Sagittaria montevidensis Cham. And Schl. (Alismataceae). ResumoAs plantas aquáticas são capazes de alterar a sua morfologia em resposta a variações nas condições ambientais, tais como mudanças no nível da água. Nosso objetivo foi avaliar o efeito do nível da água na morfologia de Sagittaria montevidensis através de medidas de estruturas vegetativas formadas em períodos de seca e de cheia. Nós hipotetizamos que a altura dos indivíduos e a biomassa das folhas de S. montevidensis aumentarão durante períodos de cheia, enquanto a biomassa e diâmetro dos pecíolos, além da área basal da planta, aumentarão durante períodos de seca. Nós amostramos um total de 270 indivíduos, distribuídos em nove bancos de sedimento, por visita, totalizando 1080 plantas. Para comparar a morfologia das plantas entre os períodos de cheia e seca nós medimos o nível de água em cada banco e tomamos as seguintes medidas para cada planta: diâmetro, altura e diâmetro do maior pecíolo. Para comparar a alocação de biomassa entre os períodos de cheia e seca nós amostramos um total de 90 indivíduos em nove bancos de sedimento por visita, totalizando 360 plantas. As plantas foram secas em estufa e pesadas em laboratório. As plantas foram maiores no período de cheia e também apresentaram maior número e biomassa de folhas, maior diâmetro e biomassa de pecíolos e mai...

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“…Em solos alagados ocorre estresse por hipoxia (concentração insuficiente de oxigênio para manter a taxa normal de respiração da raiz), uma vez que a taxa de difusão do oxigênio na água é 10 4 vezes menor que no ar (Armstrong et al, 1994). Consequentemente, esse estresse afeta o desenvolvimento da planta (Fante et al, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Adubação nitrogenada beneficia soja alagada

2013

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Recebido : 2/maio/2012; Aceito: 15/fev./2013 Resumo Este trabalho teve como objetivo comparar o desenvolvimento de cinco cultivares de soja produzidas no Estado de São Paulo, em situação de alagamento do sistema radicular, e avaliar a resposta das plantas ao nitrato nessa situação. No trabalho, foram analisadas a área foliar, a massa seca da parte aérea, o volume do sistema radicular e a massa seca do sistema radicular das cultivares de soja IAC Foscarin-31, IAC-23, IAC-17, IAC-24 e IAC-18, além de análise histológica do caule e da raiz principal da cultivar IAC-23, das plantas mantidas durante 28 dias alagadas. Todas as cultivares foram submetidas aos tratamentos: alagamento do vaso sem nitrato; alagamento com nitrato e alagamento com nitrato adicionado após sete dias de experimento. Os resultados indicam que a escolha da cultivar e a adição de nitrato devem ser levadas em consideração para o plantio em regiões com potencial para alagamento. A presença de nitrato foi benéfica para as cinco cultivares avaliadas. Na cultivar IAC-24 notou-se maior crescimento em presença de nitrato. A adição de nitrato sete dias após alagamento promoveu maior crescimento na cultivar IAC Foscarin-31. A presença de aerênquima no caule e na raiz principal de plantas alagadas foi constatada em todos os tratamentos, porém houve variação no arranjo das células parenquimáticas, o qual foi mais compacto nos tratamentos com nitrato.Palavras-chave: encharcamento, Glycine max, nitrogênio, crescimento vegetal. Nitrogen fertilization benefits soybean under flooding conditions AbstractThe aim of this study was to compare the growth of five cultivars of soybean produced in the State of São Paulo under conditions of flooding and evaluate the response of the plants to nitrate under such conditions. The study involved the analysis of leaf area, shoot dry mass, volume of the root system and root dry mass, using the soybean cultivars IAC Foscarin-31, IAC-23, IAC-17, IAC-24 and IAC-18, as well as a histological analysis of the stem and main root of the cultivar IAC-23, after being maintained for 28 days under flooding conditions. All cultivars were submitted to the following treatments: flooding of the root system without nitrate; flooding in the presence of nitrate; and flooding with nitrate added seven days after flooding. Our data indicate that the choice of cultivar and the use of nitrate should be taken into account for the planting of soybean in regions subject to flooding. The presence of nitrate during flooding was beneficial for all five cultivars tested. The cultivar IAC-24 presented the highest growth in the presence of nitrate. IAC Foscarin-31 was the most responsive cultivar to the addition of nitrate seven days after flooding, when considering plant growth. The presence of aerenchyma on the stem and main root of the flooded plants was observed for all treatments. However, variation occurred in the arrangement of parenchyma cells, this being more compact in the treatments with nitrate.

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Mechanisms of flood tolerance in plants

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Tolerância à inundação de Cecropia pachystachya Trec. (Cecropiaceae): aspectos ecofisiológicos e morfoanatômicos

Tolerância à inundação de Cecropia pachystachya Trec. (Cecropiaceae): aspectos ecofisiológicos e morfoanatômicos

Water level-dependent morphological plasticity in Sagittaria montevidensis Cham. and Schl. (Alismataceae).

Adubação nitrogenada beneficia soja alagada

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