Variation in ornamental traits, physiological responses of Tagetes erecta L. and T. patula L. in relation to antioxidant and metabolic profile under deficit irrigation strategies

Resumo

O estudo avaliou o efeito de estratégias de irrigação deficitária nas características ornamentais, fisiológicas, bioquímicas e potencial antirradicalar de duas cultivares PNG e MGO de Tagetes erecta L. e Tagetes patula L, respectivamente. A irrigação deficitária foi aplicada de duas maneiras: a) as plantas foram submetidas à irrigação deficitária (DI) a 50% da capacidade de campo (FC) em comparação com o tratamento controle (100% FC), b) irrigação deficitária regulada (RDI) onde a DI foi restrita a dois estágios de plantas, ou seja, antes do início dos botões florais e após 50% de floração. Entre essas duas etapas, foi fornecido abastecimento ilimitado de água às cultivares (100% FC). Os resultados dos experimentos revelaram que a indução de metabólitos secundários sob DI e RDI poderia ser levada em consideração para o aumento das atividades antioxidantes em ambas as cultivares de Tagetes spp. Na segunda estratégia de DI (RDI), houve diferença significativa com a DI em todas as fases. O rendimento de flores não foi significativamente distinguível em comparação com o tratamento controle. Princípios voláteis de flores de Tagete spp. produzidos sob controle, DI e RDI, foram analisados ​​por GC-MS. Alfa-pineno, biciclo heptano, limoneno, p-cimeno terpinoleno, aumentaram em RDI e DI em comparação com o abastecimento de água não limitante (controle) em ambas as cultivares Tagetes. O teor de ocimeno e n-decaldeído diminuiu em condições de déficit hídrico em comparação ao controle. Em ambas as espécies de Tagetes, características ornamentais como número de flores, diâmetro floral e produção de flores exibiram correlação positiva com taxa fotossintética (Pn), condutância estomática (gs) e conteúdo relativo de clorofila (RCC). Em contrapartida, foi encontrada relação negativa com SOD, CAT e vazamento eletrolítico.
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Abstract

The present study evaluated the effect of deficit irrigation strategies on the ornamental traits, physiological, biochemical and antiradical potential of two cultivars PNG and MGO of Tagetes erecta L.and Tagetes patula L, respectively. Deficit irrigation was applied in two ways a) plants were subjected to deficit irrigation (DI) at 50% field capacity (FC) as compared to control treatment (100% FC), b) regulated deficit irrigation (RDI) where DI was restricted to two stages of plants i.e. before initiation of floral buds and after 50% flowering. In between these two stages, non-limiting water supply was given to cultivars (100% FC). Findings of the experiments revealed that induction of secondary metabolites under DI and RDI could be taken into account for increased antioxidant activities in both the cultivars of Tagetes spp. Under second DI strategy (RDI), showed significant difference with DI at all phases. Flower yield was not significantly distinguishable compare to control treatment. Volatile principles of flowers of Tagete spp. produced under control, DI and RDI, were analyzed through GC–MS. Alpha-pinene, bicyclo heptane, limonene, p-cymene terpinolene, increased in RDI and DI compared to non-limiting water supply (control) in both Tagetes cultivars. Ocimene and n-decaldehyde content decreased under water deficit conditions as compared control. In both Tagetes species, ornamental traits like number of flowers, flower diameter and flower yield, exhibited positive correlation with photosynthetic rate (P_n), stomatal conductance (g_s) and relative chlorophyll content (RCC). In contrast, negatively relation was found with SOD, CAT and electrolyte leakage.