Chlorophyll fluorescence as a tool to select salinity-tolerant cowpea genotypes

Authors

  • Jaima Ribeiro de Andrade
  • Sebastião de Oliveira Maia Júnior
  • José Wilson da Silva Barbosa
  • Aryadne Ellen Vilar de Alencar
  • Raphael Silva Jovino
  • Ronaldo do Nascimento

DOI:

https://doi.org/10.14295/cs.v10i2.3012

Abstract

The use of saline water reduces the growth and productivity of crops, so the need for techniques that make possible the use of this resource such as the use of salinity tolerant genotypes and efficient selection methods are of great importance. Thus, this study aimed to evaluate the tolerance of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) genotypes to salt stress, through the chlorophyll fluorescence analysis. The experiment was conducted in a protected environment at the Federal University of Campina Grande, Paraíba, Brazil, using a completely randomized design in a 2 x 10 factorial arrangement, with three replications, consisting of two levels of irrigation water salinity (0.6 and 5.1 dS m-1) and ten cowpea genotypes: (G1: MNCO1-649F-2-1, G2: MNCO3-736F-2, G3: PINGO DE OURO-1-2, G4: BRS GURGUÉIA, G5: BRS MARATAOÃ, G6: MNCO2-676F-3, G7: MNCO2-683F-1, G8: MNCO3-737F-5-4, G9: MNCO3-737F-5-9, and G10: BRS TUMUCUMAQUE). The stem length, stem diameter, SPAD index, and chlorophyll fluorescence transients were evaluated. The G2 and G4 genotypes had the lowest reductions in the growth, stem diameter, initial fluorescence, and primary and maximum photochemical efficiency of PSII, proving to be tolerant to salinity. Chlorophyll fluorescence is a tool that can be used in the selection of salinity-tolerant cowpea genotypes.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Jaima Ribeiro de Andrade

Doutoranda em Agronomia (PPGA), Centro de Ciências Agrárias (CECA), Universidade Federal de Alagoas (UFAL), Rio Largo, AL, Brasil.

Sebastião de Oliveira Maia Júnior

Doutor em Agronomia (PPGA), Centro de Ciências Agrárias (CECA), Universidade Federal de Alagoas (UFAL), Rio Largo, AL, Brasil.

José Wilson da Silva Barbosa

Mestre em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande, PB, Brasil.

Aryadne Ellen Vilar de Alencar

Graduanda em Ciências Biológicas, Universidade Estadual da Paraíba (UEPB), Campina Grande, PB, Brasil.

Raphael Silva Jovino

Graduando em Agronomia, Universidade Federal da Paraíba (UFPB), Areia, PB, Brasil.

Ronaldo do Nascimento

Professor Dr. Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande (UFCG), Campina Grande, PB, Brasil.

References

Aquino, J.P.A., Bezerra, A.A.C., Alcântara Neto, F., Lima, C.J.G.S., Sousa, R.R. 2017. Morphophysiological responses of cowpea genotypes to irrigation water salinity. Revista Caatinga 30:1001-1008.

Araújo, E.D., Melo, A.S., Rocha, M.S., Carneiro, R.F., Rocha, M.M. 2017. Genotypic variation on the antioxidative response of cowpea cultivars exposed to osmotic stress. Revista Caatinga 30: 928-93

Ayers, R.S., Westcot, D.W. 1999. A qualidade de água na agricultura. 2.ed. Campina Grande: UFPB. 153p. (Estudos FAO. Irrigação e Drenagem, 29). Tradução de Gheyi, H.R., Medeiros, J.F., Damasceno, F.A.V.

Azevedo Neto, A.D., Pereira, P.P.A., Costa, D.P., Santos A.C.C. 2011. Fluorescência da clorofila como ferramenta possível para a seleção de tolerância à salinidade em girassol. Revista Ciência Agronômica 42: 893-897.

Baker, N.R. Chlorophyll fluorescence: A probe of photosynthesis in vivo. 2008. Annual Review of Plant Biology 113: 59-89.

Brito, M.E.B., SÁ, F.V.S., Soares Filho, W.D.S., Silva, L.D.A., Fernandes, P.D. 2016. Gas exchange and chlorophyll fluorescence of citrus rootstock varieties under salt stress. Revista Brasileira de Fruticultura 38: 1-8.

Cavalcante, L. F., Vieira, M. S., Santos, A. F., Oliveira, W. M., Nascimento, J. A. M. 2010. Água salina e esterco bovino líquido na formação de mudas de goiabeira cultivar Paluma. Revista Brasileira de Fruticultura 32: 251-261.

Freire, J.L.O., Dias, T.J., Cavalcante, L.F., Fernandes, P.D., Neto, A.J.L. 2014. Rendimento quântico e trocas gasosas em maracujazeiro amarelo sob salinidade hídrica, biofertilizante e cobertura morta. Revista Ciência Agronômica 45: 82- 91.

Kalaji, H.M., Govindjee, BOSA, K., Koscielniak, J., Zuk-Gołaszewska, K. 2011. Effects of salt stress on photosystem II efficiency and CO2 assimilation of two Syrian barley landraces. Environmental and Experimental Botany 73:64-72.

Koyro, H., Hussaina, T., Huchzermeyerc, B., Khana, M.A. 2013. Photosynthetic and growth responses of a perennial halophytic grass Panicum turgidum to increasing NaCl concentrations. Environmental and Experimental Botany 91: 22-29.

Maxwell C., Johnson G.M. 2000. Chlorophyll fluorescence - a practical guide. Journal of Experimental Botany 51: 659-668.

Melo, H.F.D., Souza, E.R.D., Duarte, H.H., Cunha, J.C., Santos, H.R. 2017a. Gas exchange and photosynthetic pigments in bell pepper irrigated with saline water. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 21: 38-43.

Melo, H.F.D., Souza, E.R.D., Cunha, J.C. 2017b. Fluorescence of chlorophyll a and photosynthetic pigments in Atriplex nummularia under abiotic stresses. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 21: 232-237.

Novais, R.J., Neves, J.C.L., Barros, N.F. 1991. Ensaios em ambiente controlado. In: Oliveira, A.J., Garrido, W.E., Araújo, J.D., Lourenço, L. Métodos de pesquisa em fertilidade do solo. Brasília: Embrapa189-254.

Oliveira, W.J., Souza, E.R., Santos, H.R.B., Silva, E.F.F., Duarte, H.H.F., Melo, D.V.M. 2018. Fluorescência da clorofila como indicador de estresse salino em feijão caupi. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada 12: 2592-2603.

Pereira, T.S., Lima, M.D.R., Paula, L.S., Lobato, A.K.S. 2016. Tolerance to water deficit in cowpea populations resulting from breeding program: detection by gas exchange and chlorophyll fluorescence. Indian Journal of Plant Physiology 21: 171-178.

Qados, A.M.A. 2011. Effect of salt stress on plant growth and metabolism of bean plant Vicia faba (L.). Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences 10: 7-15.

Richards, L.A. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Washington D.C.: U.S. Salinity Laboratoy. 160p.

Sá, F.V.S., Paiva, E.P., Torres, S.B., Brito, M.E.B., Nogueira, N.W., Frade, L.J.G., Freitas, R.M.O. 2016. Seed germination and vigor of different cowpea cultivars under salt stress. Comunicata Scientiae 7: 450-455.

Santos, J.B., Gheyi, H.R., de Lima, G.S., Xavier, D.A., Cavalcante, L.F., Centeno, C. R.M. 2016. Morfofisiologia e produção do algodoeiro herbáceo irrigado com águas salinas eadubado com nitrogênio. Comunicata Scientiae 7: 86-96.

Sousa, G.G., Araújo Viana, T.V., Lacerda, C.F., Azevedo, B.M., Silva, G.L., Costa, F.R.B. 2014. Estresse salino em plantas de feijão-caupi em solo com fertilizantes orgânicos. Revista Agro@mbiente on-line 8: 359-367.

Downloads

Published

2019-09-18

How to Cite

Andrade, J. R. de, Maia Júnior, S. de O., Barbosa, J. W. da S., Alencar, A. E. V. de, Jovino, R. S., & Nascimento, R. do. (2019). Chlorophyll fluorescence as a tool to select salinity-tolerant cowpea genotypes. Comunicata Scientiae, 10(2), 319–324. https://doi.org/10.14295/cs.v10i2.3012

Issue

Section

Original Article