Physiological and Biochemical Responses of Commercial Strawberry Cultivars under Optimal and Drought Stress Conditions

Resumo

Aumentar a capacidade de adaptação e escolher a cultivar mais tolerante é o primeiro passo para mitigar os efeitos adversos da limitação hídrica, especialmente em plantas suscetíveis como o morangueiro. Para abordar essa questão, duas cultivares comerciais de morangueiro (Camarosa e Gaviota) foram comparadas quando irrigadas a 100, 75, 50 e 25% da capacidade de campo (CC), simulando, respectivamente, as condições de controle e de estresse hídrico leve, moderado e severo. O estresse por seca induziu redução significativa dos teores de clorofila total, carotenoides, conteúdo relativo de água e compostos fenólicos, enquanto a atividade das enzimas antioxidantes, o extravasamento de eletrólitos, o acúmulo de osmólitos e os marcadores oxidativos aumentaram progressivamente, de forma dependente da intensidade da seca. A cultivar Gaviota produziu significativamente mais prolina e peróxido de hidrogênio, como marcador da peroxidação lipídica das membranas, acompanhados de maior extravasamento de eletrólitos. Por outro lado, a cultivar Camarosa, com maiores teores de carboidratos solúveis e de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos, pode ser considerada tolerante à seca. A variação genotípica entre essas cultivares poderá ser utilizada em projetos de melhoramento para promover morangueiros tolerantes à seca no futuro.

Abstract

Improving the extent of adaptation and the choice of the most tolerant cultivar is the first step to mitigating the adverse effects of limited water, especially in susceptible plants such as strawberries. To address this issue, two commercial strawberry cultivars (Camarosa and Gaviota) were compared when irrigated to match 100, 75, 50, and 25% field capacity (FC) to simulate the control, slight, moderate, and severe drought stress conditions, respectively. Drought stress induced the reduction of total chlorophyll, carotenoid, relative water content, and phenolic content significantly, whereas the activity of antioxidant enzymes, electrolyte leakage, osmolyte accumulation, and oxidative markers upsurged progressively in drought severity-dependent behavior. Gaviota produced more proline, hydrogen peroxide as a marker of membrane lipid peroxidation and disposed of by higher electrolyte leakage, significantly. On the other hand, Camarosa having higher soluble carbohydrates as well as enzymatic and non-enzymatic antioxidants could be considered a drought-tolerant cultivar. Genotypic variation between these cultivars could be used in breeding projects to promote drought-tolerant strawberries in the future.