Morphophysiology of cotton genotypes under pyruvate supplementation via seeds pre-soaking

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n3e11468

Keywords:

Gossypium hirsutum L., Pyruvic acid, Gas exchange, Germination

Abstract

Cotton is one of the main crops explored commercially, moving several sectors of the economy, generating employment and income. The soaking of seeds in organic substances is a promising alternative for the vital processes of plants, pyruvate, for example, is a crucial element in cell respiration, influencing the growth and development of the culture. Given the above, the objective was to evaluate the morphophysiology of cotton genotypes submitted to pyruvate supplementation via seed pre-soaking as a reinforcement of the energy mechanisms of plants. The treatments resulted from the combination of two cotton genotypes (BRS Jade and Line MT 2009-152) and five concentrations of pyruvate (0, 11, 22, 33 and 44 mM) applied via seed pre-soaking, distributed in randomized blocks. In a 2 x 5 factorial scheme, with 4 replications, totaling 40 experimental units. Seedling emergence, initial plant growth, gas exchange and phytomass accumulation were evaluated. It was found that cotton seeds pre-soaked in 22, 33 and 44 mM pyruvate solution reduce the emergence percentage, emergence speed index and mean emergence speed, increasing the mean emergence time of cotton seedlings. Pre-soaking cotton seeds in 11 mM pyruvate concentration increases plant growth in height, diameter and number of leaves, as well as shoot dry matter production. As the concentration of pyruvate increased, there was an increase in the gas exchange parameters of BRS Jade and MT 2009-152 cotton. Keywords: Gossypium hirsutum L.; Pyruvic acid; Gas exchange; Germination

Author Biographies

Mirandy Dos Santos Dias, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Engenheiro Agrônomo (CECA/UFAL). Doutorando em Engenharia Agrícola (Irrigação e Drenagem) na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Atua principalmente nos temas: irrigação e drenagem, fisiologia vegetal e manejo e conservação do solo e da água, com ênfase em estresse biótico e abiótico.

Francisco de Assis da Silva, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Engenheiro Agrônomo (CCTA/UFCG). Doutor em Engenharia Agrícola (Área de concentração Irrigação e Drenagem) pela CTRN/UFCG. Atualmente é bolsista de Pós-doutorado Júnior do CNPq. Atua principalmente nos temas: irrigação e drenagem, fisiologia vegetal e manejo e conservação do solo e da água, com ênfase em estresse biótico e abiótico.

Maria de Fátima Caetano da Silva, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Doutoranda em Engenharia Agrícola pela UFCG. Mestre em Ciências Agrárias pela UEPB/Embrapa Algodão (2018). Graduada em Química (Licenciatura) pela Universidade Federal da Paraíba - UFPB (2010). E em Ciências Biológicas (Licenciatura) pela Universidade Estadual da Paraíba - UEPB (2016). Atuação na área de Irrigação e Drenagem, Melhoramento Genético de Plantas e Biotecnologia.

Vitória Régia do Nascimento Lima, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Campina Grande - Campus Pombal. Bolsista de mestrado da Universidade Federal de Campina Grande - PB, na área de Irrigação e Drenagem.

Andrezza Maia de Lima, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Agroecóloga pela UEPB. Doutoranda em Engenharia Agrícola (Irrigação e Drenagem) na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Integrou o Centro Vocacional Tecnológico de Agroecologia e Produção Orgânica: Agrobiodiversidade do Semiárido na modalidade de Apoio Técnico em Extensão no País/ATP-A.

Pedro Dantas Fernandes , Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Engenheiro Agrônomo pela Escola de Agronomia do Nordeste. Doutor em Solos e Nutrição de Plantas pela ESALQ/USP. Pós-doutorado na University of Arizona, Tucson/AZ, USA em fisiologia da produção. Atualmente é bolsista de produtividade do CNPq e professor no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola da UFCG.

References

ABRAPA - Associação brasileira de produtores de algodão. Números do algodão: o algodão no Brasil. Disponível em: https://www.abrapa.com.br/Paginas/Dados/Algod%C3%A3o%20no%20Mundo.aspx. Acesso em 18 de jun de 2023.

ALVES, F. A. L.; CAVALCANTE, F. S, OLIVEIRA-JÚNIOR, I. S.; FERRAZ, I.; SIQUEIRA, S. M. Competição de variedades de algodão herbáceo para cultivo no agreste pernambucano. Pesquisa Agropecuária Pernambucana, v.24, n.1, p.1-8, 2019. https://doi.org/10.12661/pap.2019.003

BARBOSA, D. D.; FERNANDES, P. D.; MARCELINO, A. D. A. L.; SILVA, F. A.; DIAS, M. S.; SILVA, C. R. C.; SANTOS, R. C. Exogenous pyruvate mitigates the detrimental effects of water stress in contrasting peanut genotypes. Genetics and Molecular Research. v.20, n.3, p.1-14, 2021. DOI: https://doi.org/10.4238/gmr18907

BEZERRA, A. M. E.; MEDEIROS FILHO, S.; BRUNO, R. D. L. A.; MOMENTÉ, V. G. Efeito da pré-embebição e aplicação de ácido giberélico na germinação de sementes de macela. Revista Brasileira de Sementes, v.28, p.185-190, 2006. DOI: https://doi.org/10.1590/S0101-31222006000300026

CALLEGARI-JACQUES, S. M. Bioestatística: princípios e aplicações. Artmed. Porto Alegre, 2003.

FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, v.37, n.4, p.529-535, 2019. DOI: https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450

JUNQUEIRA, I.; DEUS, M.; NICCHIO, B.; LANA, R. Ação de biorreguladores na qualidade e fisiologia de sementes e plântulas de girassol. Pesquisa Agropecuária Pernambucana, v.22, p.1-5, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.12661/pap.2017.004

LABOURIAU, L. G. A germinação das sementes. Washington, D. C.: Secretaria Geral da OEA, 1983. 147p.

MAGUIRE, J. D. Speed of germination-aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, v.2, n.1, p.176-177, 1962. DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x

NOVAIS, R. F.; NEVES J. C. L.; BARROS N. F. Ensaio em ambiente controlado. In: OLIVEIRA A. J. Métodos de pesquisa em fertilidade do solo. Brasília: Embrapa-SEA. 1991. p.189-253.

RABBANI, A. R. C.; SILVA-MANN, R.; FERREIRA, R. A.; VASCONCELOS, M. C. Pré-embebição em sementes de moringa. Scientia plena, v.9, n.5, p.1-8, 2013.

REZENDE, G. F.; MACHADO, B. Q. V.; SÁ JUNIOR, A.; SOUSA, L. B.; LANA, R. M. Q. Efeitos da aplicação de bioestimulantes em sementes de algodão. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 12, n. 1, p. 177-181, 2017. DOI: https://doi.org/10.18378/rvads.v12i1.4299

RIBEIRO, P. R.; WILLEMS, L. A.; MUDDE, E.; FERNANDEZ, L. G.; DE CASTRO, R. D., LIGTERINK, W.; HILHORST, H. W. Metabolite profiling of the oilseed crop Ricinus communis during early seed imbibition reveals a specific metabolic signature in response totemperature. Industrial. Crops and Products, v. 67, p. 305-309, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.01.067

SÁ, F. V. S.; BRITO, M. E. B.; SILVA, L. A.; MOREIRA, R. C. L.; FERNANDES, P. D.; FIGUEIREDO, L. C. Fisiologia da percepção do estresse salino em híbridos de tangerineira - Sunki Comum sob solução hidropônica salinizada. Comunicata Scientiae, v.6, n.4, p.463-470, 2015. DOI: https://doi.org/10.14295/CS.v6i4.1121

SANTOS, A. R. F.; SILVA-MANN, R.; Ferreira, R. A. Water pre-hydration as priming for Moringa oleifera Lam. seeds under salt stress. Tropical and Subtropical Agroecosystems, v. 14, n.1, p.201-207, 2011.

SHEN, J. L.; LI, C. L.; WANG, M.; HE, L. L.; LIN, M. Y.; CHEN, D. H.; ZHANG, W. Mitochondrial pyruvate carrier 1 mediates abscisic acid-regulated stomatal closure and the drought response by affecting cellular pyruvate content in Arabidopsis thaliana. BMC plant biology, v.17, n.1, p.217, 2017.DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-017-1175-3.

SILVA, F. de A. da; DIAS, M. dos S.; FERNANDES, P. D.; LACERDA, C. N. de; SILVA, A. A. R. da; MARCELINO, A. D. A. de L.; LIMA, A. M. de; BARBOSA, D. D. Calcium pyruvate as a salt stress mitigator in yellow passion fruit seedlings. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.26, p.763-770, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v26n11p763-770

TAIZ, L.; ZEIGER, E.; MOLLER, I. M.; MURPHY, A. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 858p.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, D.; TEIXEIRA, W.G. Manual de métodos de análise de solo. Brasília: Embrapa, 2017. 573p.

VENDRUSCOLO, E. P.; de SOUZA, H. B.; de ARRUDA, L. A.; de LIMA, S. F.; ALVAREZ, R. D. C. F. Biorregulador na germinação e desenvolvimento inicial de algodoeiro. Revista de Ciências Agroambientais, v.13, n.2, 2015. DOI: https://doi.org/10.5327/rcaa.v13i2.1180

XIAO, S.; LIU, L.; WANG, H.; LI, D.; BAI, Z.; ZHANG, Y.; SUN, H.; ZHANG, K.; LI, C. Exogenous melatonin accelerates seed germination in cotton (Gossypium hirsutum L.). PloS one, v.14, n.6, p.1-18, 2019. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0216575

ZONTA, J. H.; BRANDÃO, Z. N.; SOFIATII, V.; BEZERRA, J. R. C.; MEDEIROS, J. C. Irrigation and nitrogen effects on seed cotton yield, water productivity and yield response factor in semi-arid environment. Australian Journal of Crop Science, v.10, n.1, p.118-126, 2016.

Published

2024-09-27

How to Cite

Dos Santos Dias, M., de Assis da Silva, F., Caetano da Silva, M. de F. ., do Nascimento Lima, V. R. ., Maia de Lima, A., & Fernandes , P. D. . (2024). Morphophysiology of cotton genotypes under pyruvate supplementation via seeds pre-soaking. Revista Em Agronegócio E Meio Ambiente, 17(3), e11468. https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n3e11468

Issue

Section

Agrobusiness