Fluorescence, reflectance, and physiological response to water stress in Gmelina arborea Roxb seedlings

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Title Fluorescence, reflectance, and physiological response to water stress in Gmelina arborea Roxb seedlings
Fluorescencia, reflectancia y respuesta fisiológica al estrés hídrico en plántulas de Gmelina arborea Roxb
Fluorescência, reflectância e resposta fisiológica ao estresse hídrico em plântulas de Gmelina arborea Roxb
 
Creator Valverde, Juan Carlos
Arias-Aguilar, Dagoberto
Montero-Zeledón, Ernesto
Gutierrez-Fallas, Dionisio
 
Description Fluorescence, reflectance, and physiological response to water stress were analyzed in Gmelina arborea Roxb seedlings. The experiment was conducted for 31 days with two treatments: control plants (a normal water regime was applied) and plants under water stress conditions (water was completely limited for these plants during the extent of the experiment). For both treatments, G. arborea clones were used and evaluated every seven days until the end of the experiment.  Photosynthesis, stomatal conductance, leaf turgor, relative chlorophyll content, fluorescence, and reflectance were analyzed. Results showed that the biomass in plants under stress was reduced by 26.9%, being the leaf coverage the one with the greatest affectation (29.1% decrease), while photosynthesis was reduced by 60.1% (5.8 µmol m-2 s-1) compared to the control plant (14.6 µmol m-2 s-1). For the variables stomatal conductance, turgor, and relative chlorophyll content, the behavior was to decrease values from 20 to 60% as the stress period increased. With respect to fluorescence, two standards were determined: from 400 to 550 nm, fluorescence increased in stressed plants, while from 600 to 725 nm, control plants showed the highest excitation. In both ranges, maximum values were presented at the points corresponding to chlorophyll a and b. Finally, reflectance showed differences between 460 and 770 nm, being the plants under stress conditions the ones showing the highest reflectance. The physiological degradation pattern obtained in the stressed plants is due to the organism’s water loss resulting in stomatal closure, increased production of abscisic acid, decreased cell wall synthesis, and limitations in protein synthesis.
Se realizó una caracterización de la fluorescencia, reflectancia y respuesta fisiológica al estrés hídrico en plántulas de Gmelna arborea Roxb. Para lo cual, se desarrolló un experimento durante 31 días con dos tratamientos: plantas testigo (se aplicó un régimen hídrico normal) y plantas en condición de estrés hídrico (a las que se les limitó en su totalidad el agua por el periodo del experimento). Para ambos métodos se implementaron clones de G. arborea y se evaluaron cada siete días hasta el final del experimento, se analizó la fotosíntesis, conductancia estomática, turgencia foliar, contenido relativo de clorofila, fluorescencia y reflectancia. Los resultados mostraron que la biomasa en las plantas con estrés se redujo en un 26,9 % siendo la cobertura foliar la que mostró mayor afectación (disminución del 29,1 %), la reducción de la fotosíntesis fue del 60,1 % (5,8 µmol m-2 s-1) con respecto a la planta testigo (14,6 µmol m-2 s-1). Para las variables conductancia estomática, turgencia y contenido relativo de clorofila el comportamiento fue de disminuir sus valores de un 20 a 60 % conforme el periodo de estrés se incrementó. Con respecto a la fluorescencia se determinaron dos patrones: de los 400 a 550 nm la fluorescencia se incrementó en las plantas estresadas, mientras que a partir de los 600 a 725 nm fueron las plantas testigo las que presentaron mayor excitación, en ambos rangos se presentaron valores máximos en los puntos correspondientes a clorofila a y b. Finalmente, la reflectancia mostró diferenciación entre los 460 y 770 nm siendo las plantas en condiciones de estrés las que presentaron una reflectancia mayor. El patrón obtenido de degradación fisiológica de las plantas estresadas se debe a la pérdida de agua del organismo que incide en cierre de estomas, aumento de producción de ácido abscísico, disminución de la síntesis de pared celular y limitaciones en la síntesis de proteínas.
Foi realizada uma caracterização da fluorescência, reflectância e resposta fisiológica ao estresse hídrico em plântulas de Gmelina arborea Roxb. Para o qual, se desenvolveu um experimento por 31 dias com dois tratamentos: plantas de controle (aplicou-se um regime hídrico normal) e plantas sob condição de estresse hídrico (às quais se limitou a água completamente pelo período do experimento). Para ambos os métodos foram implementados clones de G. arborea e avaliados a cada sete dias até o final do experimento, foram analisadas a fotossínteses, a condutância estomática, a turgência foliar, o teor relativo de clorofila, fluorescência e reflectância. Os resultados mostraram que a biomassa nas plantas sob estresse reduziu 26,9 % sendo a cobertura foliar a que mostrou maior detrimento (diminuição de 29,1 %), a redução da fotossíntese foi de 60,1% (5,8 µmol m-2 s-1) em relação à planta controle (14,6 µmol m-2 s-1). Para as variáveis condutância estomática, turgência e teor relativo de clorofila, o comportamento foi diminuir seus valores de 20 a 60 % conforme aumentava o período de estresse. No que diz respeito à fluorescência, foram determinados dois padrões: dos 400 a 550 nm, em que a fluorescência aumentou nas plantas estressadas e, a partir dos 600 a 725 nm, em que foram as plantas de controle as que apresentaram maior excitação; em ambas as faixas foram apresentados valores máximos nos pontos correspondentes à clorofila a e b. Finalmente, a reflectância mostrou diferenciação entre os 460 e 770 nm, sendo as plantas sob condições de estresse as que apresentaram uma reflectância maior. O padrão obtido de degradação fisiológica das plantas estressadas deve-se à perda de água do organismo que incide no fechamento dos estômatos, aumento de produção de ácido abscísico, diminuição da síntese da parede celular e limitações na síntese de proteínas.
 
Publisher Universidad Nacional, Costa Rica
 
Date 2021-01-31
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
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Format application/pdf
text/html
application/epub+zip
 
Identifier https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/14474
10.15359/ru.35-1.20
 
Source Uniciencia; Vol 35 No 1 (2021): Uniciencia. January-June, 2021; 320-334
Uniciencia; Vol. 35 Núm. 1 (2021): Uniciencia. Enero-Junio, 2021; 320-334
Uniciencia; v. 35 n. 1 (2021): Uniciencia. January-June, 2021; 320-334
2215-3470
 
Language spa
 
Relation https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/14474/20245
https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/14474/20278
https://www.revistas.una.ac.cr/index.php/uniciencia/article/view/14474/20279
 

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