Productivity and induction of antioxidant enzymes in cowpea (Vigna unguiculata) irrigated with saline water and inoculated with Bradyrhizobium
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i5.28433Keywords:
Phenolic compounds; Inoculation; POD; PPO; Vigna unguiculata.Abstract
It is believed that the association of nitrogen fixing bacteria minimizes the adverse effects caused by environmental stresses in cowpea cultivated in the semiarid region, thus, the objective was to evaluate the responses of different cowpea genotypes inoculated with recommended strains, irrigated with different depths of saline water. The experiment was carried out at the Serra Talhada Academic Unit (UFRPE/UAST). A randomized block design was used, in subdivided plots (4 x 2 x 3), whose treatments were different irrigation depths (25, 50, 75 and 100 % of crop evapotranspiration - ETc), associated with two bean genotypes. cowpea (IPA 206 (G1) and BRSTumucumaque (G2), in addition to two inoculants (BR 3262 (I1) and BR 3267 (I2) and treatment without inoculation. Irrigation depths with their maximum application (100%) provided greater accumulation of phytomass. In relation to nodulation, the water depth of 25% was the most indicated. The G1 genotype provided productivity of 1.95 t ha-1 and the G2 2.12 t ha-1 averages much higher than Nacional, which is around 400 kg ha–1. The activity of the enzyme Polyphenoloxidase (PPO) was increased with the 100% depth in G2, regardless of the inoculant and the depth used. The activity of e Peroxidase (POD) was higher with 100% of irrigation water in relation to the conditions of 25%, for the two genotypes. The G2 genotype presented more phenolic compounds in relation to o to G1, in the conditions of maximum water depth (100%), when comparing the content of phenolic compounds, which may be a response to water and saline stress.
References
Ahmad, P. (2014). Oxidative Damage to Plants, Antioxidant Networks and Signaling. Academic Press, India, Ásia, 621p.
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D. & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements. Rome: FAO, (FAO – Irrigation and Drainage Paper, 56). 300 p.
Almeida, O. A. (2010). Qualidade da água de irrigação. Cruz das Almas: Embrapa mandioca e fruticultura. 234 p.
Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Gonçalves, J. L. M. & Sparovek, G. (2013). Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6), 711-728.
Andrade Júnior, A. S., Filho, J. I., Ferreira, J. O. P., Ribeiro, V. Q. & Bastos, E. A. (2014). Cultivares de feijão-caupi submetidas a diferentes regimes hídricos. Comunicata Scientiae, 5,187-195.
Andrade, A. P., Costa, R. G., Santos, E. M. & Silva, D. S. (2010). Produção animal no semiárido: o desafio de disponibilizar forragem, em quantidade e com qualidade, na estação seca. Tecnologia & Ciência Agropecuária, 4, 01-14.
Apel, K. & Hirt, H. (2004). Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress, and signal transduction. Annual Review of Plant Biology, 55, 373-399.
Ayers, R. S. & Westcot, D. W. (1999). A qualidade da água na agricultura. UFPB, 218 p.
Azevedo Neto, A. D. & Tabosa, J. N. (2000). Estresse salino em plântulas de milho: Parte II - Distribuição dos macronutrientes catiônicos e suas relações com o sódio. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, 4, 165-171.
Barbosa, D. D., Brito, S. L., Fernandes, P. D. & Fernandes Júnior, P. I. (2018). Can Bradyrhizobium strains inoculation reduce water deficit effects on peanuts? Word Journal of Microbiology and Biotechonology, 34, 87.
Campos, A. J. M., Santos, S. M., & Nacarath, I. R. F. F. (2021). Estresse hídrico em plantas: uma revisão. Research, Society and Development, 10(15).
Carvalho, F. E. L., Lobo, A. K. M., Bonifacio, A., Martins, M. O., Lima Neto, M. C. & Silveira, J. A. G. (2011). Aclimatação ao estresse salino em plantas de arroz induzida pelo pré-tratamento com H2O2. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande 15, 416–423.
Coelho, J. B., Barros, M. F. C., Neto, E. B. & Souza, E. R. (2014). Ponto de murcha permanente fisiológico e potencial osmótico de feijão-caupi cultivado em solos salinizados. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande 18, 708- 713.
Cruz, W. P., Salgado, F. H. M., Ferreira Júnior, D. F. & Fidelis, R. R. (2012). Nutrition and genetics in the occurrence of pests, natural enemies and attack leaf miner in common bean (Phaseolus vulgaris). Journal of Biotechnology and Biodiversity, 3, 74-81.
Das, P., Nutan, K., Singla-Pareek, S. & Pareek, A. (2015). Oxidative environment and redox homeostasis in plants: dissecting out significant contribution of major cellular organelles. Frontiers in Plant Science, 2, 1-11.
Debouba, M., Gouia, H., Suzuki, A. & Ghorbel, M. H. (2006). NaCl stress effects on enzymes involved in nitrogen assimilation pathway in tomato “Lycopersicon esculentum” seedlings. Journal of Plant Physiology, 163, 1247–1258.
Dixon, R. A. & Paiva, N. L. (1995). Stress-lnduced Phenylpropanoid Metabolism. The Plant Cell, 7, 1085-1097.
Embrapa. (1997). Manual de métodos de análises de solos. 2ª ed., Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisa de solos, 212p.
Esteves, B. S. & Suzuki, M. S. (2008). Efeito da salinidade sobre as plantas. Ecologia Brasileira, 12, 662-679.
Ferreira, D. F. (2014). SISVAR: um programa para análises e ensino de estatística. Revista Symposium, 6, 36‑41.
Ferreira, P. A., Garcia, G. O., Neves, J. C. L., Miranda, G. V. & Santos, D. B. (2007). Produção relativa do milho e teores folheares de nitrogênio, fósforo, enxofre e cloro em função da salinidade do solo. Revista Ciência Agronômica, 38, 7-16.
Folin, O. & Ciocalteu, V. (1927). On tyrosine and tryptophane determinations in proteins. Journal of Biological Chemistry, 73, 627– 650.
Freire Filho, F. R. (2009). BRS Tumucumaque: Cultivar de feijão-caupi com ampla adaptação e rica em ferro e zinco. Teresina: EMBRAPA: Centro de Pesquisa Agropecuária do Meio-Norte.
Freire Filho, F. R. (2011). Feijão-caupi no Brasil: Produção, melhoramento genético, avanços e desafios. Terezina: EMBRAPA meio Norte, 84p.
Hajiboland, R. (2014). Reactive oxygen species and photosynthesis. In: Oxidative Damage to Plants, Antioxidant Networks and Signaling. (ed.) Ahmad, P. Academic Press, Índia, Ásia, 1-63 p.
Hemeda, H. M. & Kelin, B. P. (1990). Effects of Naturally Occurring Antioxidants on Peroxidade Activity of Vegetable Extracts. Journal of Food Sciense, Institute of Food Technologists 55, 184-185.
Hungria, M., Campo, R. J. & Mendes, I. C. (2001). Fixação biológica do nitrogênio na cultura da soja. Londrina: Embrapa Soja, 48 p.
Kidwai, M., Ahmad, I. Z. & Chakrabarty, D. (2020). Class III peroxidase: an indispensable enzyme for biotic/abiotic stress tolerance and a potent candidate for crop improvement. Plant Cell Rep, 39, 1381–1393.
Mizrahi, Y. & Nerd, A. (1999). Climbing and columnar cacti: new arid land fruit crops. In: Janick, J. (ed.) Perspectives on new crops and new uses. ASHA Press, Alexandria, USA. 358-366 p.
Mokgehleet, S. N., Dakora, F. D. & Mathews, C. (2014). Variation in N2 fixation and N contribution by 25 groundnut (Arachis hypogaea L.) varieties grown in different agroecologies, measured using 15N natural abundance. Agriculture, Ecosystems & Environment, 195, 161-172.
Moller, I. M., Jensen, P. E. & Hansson, A. (2007). Oxidative modifications to cellular components in plants, Annual Review of Plant Biology, 58, 459-481.
Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell and Environment, 25, 239–250.
Nascimento, S. P., Bastos, E. A., Araújo, E. C. E., Freire Filho, F. R. & Silva, E. M. (2011). Tolerância ao déficit hídrico em genótipos de feijão-caupi. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15, 853–860.
Oliveira, D. M., Lima, A. L. A., Diniz, N. B., Santos, C. E. R. S., Silva, S. L. F. & Simões, N. A. (2018). Inoculation of plant-growth-promoting rhizobacteria in Myracrodruon urundeuva Allemão supports in tolerance to drought stress. Journal of plant interactions, 13, 91–99.
Oliveira, F. A., Campos, M. S., Oliveira, F. R. A., Oliveira, M. K. T., Medeiros, J. F. & Melo, T. K. (2011). Desenvolvimento e concentração de nitrogênio, fósforo e potássio no tecido foliar da berinjela em função da salinidade. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 6, 37-45.
Oliveira, F. A., Oliveira, F. R. A., Campos, M. S., Oliveira, M. K. T., Medeiros, J. F. & Silva, O. M. P. (2010). Interação entre salinidade e fontes de nitrogênio no desenvolvimento inicial da cultura do girassol. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 5, 479- 484.
Reyes, L. F., Villarreal, J. E. & Cisneros-Zevallos, L. (2007). The increase in antioxidantcapacity after wounding depends on the type of fruit or vegetabletissue. Food Chem 101, 1254-1262.
Rodrigues, A. C., Bonifacio, A., Antunes, J. E. L., Silveira, J. A. G. & Figueiredo, M. V. B. (2013). Minimization of oxidative stress in cowpea nodules by the interrelationship between Bradyrhizobium sp. and plant growth-promoting bacteria. Applied Soil Ecology, 64, 245-251.
Santos, A. S., Lopes, K. P., Rodrigues, M. H. B. S., Limão, M. A. R. & Barbosa, L. S. (2020). Potencial da técnica do osmocondicionamento de sementes como estratégia para minimizar os efeitos da salinidade. Meio ambiente, 2 (2), 56-61.
Santos, C. A. F., Barros, G. A. A., Santos, I. C. C. N. & Ferraz, M. G. S. (2008). Comportamento agronômico e qualidade culinária de feijão-caupi no Vale do São Francisco. Horticultura Brasileira, 26, 404-408.
Silva, G. C., Magalhães, R. C., Sobreira, A. C., Schmitz, R. & Silva, L. C. (2016). Rendimento de grãos secos e componentes de produção de genótipos de feijão-caupi em cultivo irrigado e de sequeiro. Revista Agro@mbiente On-line, 10, 342-350.
Silva, A., Brito, M. E. B., Frade, L. J. G., Nobre, R. G., Costa, F. B., Melo, A. S. & Silva, L. A. (2016). Crescimento e trocas gasosas de genótipos de feijão-caupi sob estratégias de cultivo. Ambiente & Água - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, 11, 745-758.
Silva, A. O., Silva, D. J. R., Soares, T. M., Silva, E. F. F., Santos, A. N. & Rolim, M. M. (2011). Produção de rúcula em sistema hidropônico NFT utilizando água salina do Semiarido-PE e rejeito de dessalinizador. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 6,147-155.
Silva, E. M., Lacerda, F. H. D., Medeiros, A. S., Souza, L. P. & Pereira, F. H. F. (2016). Métodos de aplicação de diferentes concentrações de H2O2 em milho sob estresse salino. Revista verde de agroecologia e desenvolvimento sustentável, 11, 01-07.
SILVA, J. A. N., Ceccon, G., Rocha, E. C. & Souza, C. M. A. (2016). Produtividade de feijão-caupi e braquiária com inoculação nas sementes, em cultivo solteiro e consorciado. Revista Agrarian, 9, 44-46.
Simões, A. D. N., Moreira, S. I., Mosquim, P. R., Soares, N. D. F. F. & Puschmann, R. (2015). The effects of storage temperature on the quality and phenolic metabolism of whole and minimally processed kale leaves. Acta Scientiarum, 37, 101–107.
Souza, L. P., Lima, G. S., Gheyi, H. R., Nobre, R. G. & Soares, L. A. A. (2018). Emergence, growth, and production of colored cotton subjected to salt stress and organic fertilization. Revista Caatinga, 3, 719 -729.
Sutic, D. D. & Sinclair, J. B. (1991). Anatomy and physiology of diseased plants. CRC Press, Boston. 232p.
Taiz, L. & Zeiger, E. (2017). Fisiologia vegetal. 3ed. Porto Alegre: Artmed. 719 p.
Urquiaga, S. & Zapata, F. (2000). Manejo eficiente de la fertilizacion nitrogenada de cultivos anuales em America Latina y el Caribe. Porto Alegre: Gênesis, Embrapa Agrobiologia (CNPAB). 110p.
Vieira, T. T. A., Rosa, L. S., Vasconcelos, P. C. S., Santos, M. M. & Modesto, R. S. (2007). Sistemas agroflorestais em áreas de agricultores familiares em Igarapé-Açu, Pará: caracterização-florística, implantação e manejo. Acta Amazonica, 37, 549 – 558.
Yang, P., Zhang, P., Li, B. & Hu, T. (2013). Effect of nodules on dehydration response in alfalfa (Medicago sativa L.). Environmental and Experimental Botany, 86, 29- 34.
Zilli, J. É., Neto, M. L. S., Júnior, I. F., Perin, L. & Melo, A. R. (2011). Resposta do feijão-caupi à inoculação com estirpes de Bradyrhizobium recomendadas para a soja. Revista Brasileira de Ciências do Solo, 35, 739-742.
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