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# Biologia# Biologia vegetal

Pesquisa sobre Milheto e Eficiência de Transpiração

Estudo revela diferenças genéticas na eficiência do uso de água do milho de pérola.

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O milheto pérola é um tipo de grão, conhecido cientificamente como Pennisetum glaucum. Ele é uma das melhores culturas para crescer em áreas secas porque consegue sobreviver com muito pouca água. Os fazendeiros cultivam principalmente pra ração animal e como alimento básico em regiões onde a chuva é escassa e vem em pequenas quantidades.

Nos lugares onde se planta milheto pérola, a temporada de chuvas é muitas vezes curta e imprevisível. Se não chover o suficiente no final da estação de crescimento, as plantas podem sofrer de estresse hídrico terminal. Esse estresse acontece quando as plantas estão florescendo e enchendo seus grãos. Uma situação assim pode reduzir drasticamente tanto a quantidade de grãos quanto o rendimento total.

Um fator chave de como o milheto pérola se sai em tempos secos é chamado de eficiência de transpiração (ET). A ET é a medida de quanto material vegetal (Biomassa) é criado usando a água que a planta perde por pequenas aberturas em suas folhas. Uma ET mais alta significa que a planta usa água de forma mais eficiente, o que é crucial para sobreviver em condições de seca.

Importância da Eficiência de Transpiração

Ter uma ET mais alta pode ajudar o milheto pérola a tirar o máximo proveito da pouca umidade no solo. Se uma planta consegue usar água com eficiência, ajuda a manter o solo úmido por mais tempo, permitindo que tenha água suficiente quando mais precisa, especialmente durante a fase de enchimento dos grãos que é crítica para o rendimento.

A ET é influenciada por vários fatores, incluindo as características físicas da planta e as condições ambientais onde ela cresce. Por causa dessa complexidade, os cientistas querem estudar a ET em diferentes situações para identificar os melhores traços genéticos que ajudam o milheto pérola a prosperar em condições secas.

Nos últimos anos, pesquisadores desenvolveram novos métodos para medir a ET em um único ciclo de cultivo, permitindo que eles procurassem diferenças genéticas. Isso envolve o uso de equipamentos especiais que pesam as plantas em diferentes estágios de crescimento. Ao calcular a quantidade de biomassa produzida por unidade de água usada, os cientistas podem avaliar quais variedades são mais adequadas para áreas secas.

Os Estudos de Pesquisa

Vários experimentos foram realizados para estudar a ET no milheto pérola. Para esses estudos, a água foi cuidadosamente gerenciada e as plantas foram cultivadas em condições controladas para monitorar de perto o uso de água e o crescimento.

Os experimentos ocorreram no ICRISAT na Índia ao longo de três anos diferentes. Dados climáticos foram coletados durante esses períodos, como temperatura e níveis de umidade. Essas informações ajudam a entender como diferentes condições climáticas afetam o crescimento das plantas e a ET.

Em um dos estudos, várias linhagens de milheto pérola foram cultivadas, incluindo linhagens inbred e variedades híbridas especificamente criadas para diferentes zonas de chuva na Índia. O objetivo era avaliar a diversidade genética na ET e ver como diferentes condições afetavam cada tipo de planta.

Condições de Crescimento das Plantas

As plantas foram cultivadas em recipientes especiais chamados lisímetros que permitiam a medição precisa do uso de água e do crescimento das plantas. Esses recipientes foram preenchidos com solo, e todos os fertilizantes necessários foram adicionados antes do plantio.

Durante os experimentos, as plantas foram regadas regularmente, e seus pesos foram registrados para monitorar quanto de água usaram. Essas informações foram cruciais para calcular a ET. Depois que as plantas amadureceram, foram colhidas, secas e pesadas para determinar sua biomassa total e rendimento de grãos.

Descobertas dos Estudos

Os resultados dos estudos mostraram que a ET varia bastante entre diferentes variedades de milheto pérola. Algumas linhagens se saíram melhor do que outras em termos de eficiência no uso da água. Essa variação indica que realmente existem diferenças genéticas entre as plantas.

No geral, a ET foi considerada moderadamente herdável, o que significa que certos traços são passados através das gerações. Essa descoberta é animadora porque sugere que os melhoristas de plantas podem selecionar e desenvolver melhores variedades para condições secas.

Nos experimentos, a produção de biomassa e a quantidade de água usada mostraram relações fortes. Geralmente, as plantas que produziam mais biomassa também tendiam a usar mais água de forma eficiente. No entanto, nem todas as plantas se encaixam nesse padrão, indicando que algumas conseguem altas produtividades com uso relativamente baixo de água.

Impactos Ambientais no Crescimento das Plantas

As diferentes condições climáticas dos anos de experimentação também influenciaram a ET. Por exemplo, em um ano, as plantas cresceram quase duas vezes melhor do que em outro. Isso se deveu em parte a melhores condições climáticas, como níveis mais altos de umidade e menos estresse pelo calor.

Os estudos revelaram que a ET foi maior em anos com clima mais favorável. Em contraste, condições climáticas severas podem levar a uma ET mais baixa e a um rendimento geral menor. Isso enfatiza a importância dos fatores ambientais para entender como o milheto pérola pode se adaptar a condições secas.

Comparando Diferentes Condições de Crescimento

Em outra parte da pesquisa, os cientistas compararam como as plantas se saíram sob duas condições de irrigação diferentes: bem irrigadas e estressadas por falta de água. Geralmente, as plantas bem irrigadas cresceram melhor e produziram mais biomassa e grãos do que aquelas estressadas pela falta de água. No entanto, as plantas sob condições de estresse hídrico ainda mostraram variabilidade na ET, sugerindo que algumas estavam melhor adaptadas a períodos secos.

Os estudos destacaram que, embora a irrigação afete como as plantas crescem, as diferenças genéticas também desempenham um papel importante. Mesmo em condições desafiadoras, alguns Genótipos conseguiram manter uma ET mais alta do que outros.

Híbridos vs Inbreds

A pesquisa também comparou plantas híbridas-produzidas de linhagens parentais diferentes-com linhagens inbred, que vêm do mesmo estoque genético. Os híbridos tendem a produzir mais biomassa e ter uma ET mais alta do que os inbreds.

Curiosamente, nas zonas mais secas, as variedades híbridas mostraram uma maior faixa de ET, sugerindo que os programas de melhoramento devem focar em selecionar os híbridos com melhor desempenho para ambientes específicos. Em zonas mais úmidas, no entanto, houve menos variação entre os genótipos, indicando que os fatores ambientais desempenham um papel maior no desempenho.

Conclusão e Direções Futuras

No geral, essa pesquisa enfatiza a necessidade de continuar o trabalho para entender a ET no milheto pérola. Está claro que tanto a genética quanto as condições ambientais influenciam como bem as plantas se saem sob estresse.

Para estudos futuros, os cientistas pretendem avaliar a ET em condições ambientais mais variadas e investigar mais a fundo a base genética das diferenças de ET entre variedades de milheto pérola. Ao selecionar por uma ET melhor, os melhoristas podem ajudar a desenvolver novas variedades de milheto pérola que possam prosperar em climas desafiadores, beneficiando, em última análise, os agricultores em regiões onde a água é escassa.

Esse trabalho é crucial não apenas para melhorar o milheto pérola como cultura, mas também para garantir a segurança alimentar em áreas que enfrentam condições de seca cada vez mais severas. As descobertas desses estudos oferecem insights valiosos que podem ser aplicados a outras culturas também, contribuindo para melhores práticas agrícolas em regiões secas ao redor do mundo.

Fonte original

Título: Transpiration efficiency variations in the pearl millet reference collection PMiGAP

Resumo: Transpiration efficiency (TE), the biomass produced per unit of water transpired, is a key trait for crop performance under limited water. As water becomes scarce, increasing TE would contribute to increase crop drought tolerance. This study is a first step to explore pearl millet genotypic variability for TE on a large and representative diversity panel. We analyzed TE on 538 pearl millet genotypes, including inbred lines, test-cross hybrids, and hybrids bred for different agroecological zones. Three lysimeter trials were conducted in 2012, 2013 and 2015, to assess TE both under well-watered and terminal-water stress conditions. We recorded grain yield to assess its relationship with TE. Up to two-fold variation for TE was observed over the accessions used. Mean TE varied between inbred and testcross hybrids, across years and was slightly higher under water stress. TE also differed among hybrids developed for three agroecological zones, being higher in hybrids bred for the wetter zone, underlining the importance of selecting germplasm according to the target area. Environmental conditions triggered large genotype-by-environment interactions, although TE showed some moderately high heritability. Transpiration efficiency was the second contributor to grain yield after harvest index, hence its relevance in pearl millet breeding programs. Future research on TE in pearl millet should focus (i) on investigating the causes of its plasticity i.e. the GxE interaction (ii) on studying its genetic basis and its association with other important physiological traits.

Autores: Vincent Vadez, L. Gregoire, J. Kholova, R. Srivastava, C. T. Hash, Y. Vigouroux

Última atualização: 2024-02-19 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580642

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580642.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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