Aluminum tolerance in Colombian and Brazilian Rice (Oryza sativa L.) Cultivars

Rice (Oryza sativa L.) is one of the most produced and consumed cereals in the world. However, this production is not sufficient to sustain the growing demand caused by the population increase. Production increases are under limitation since new cultivation areas are subjected to biotic and abiotic stresses. Some areas present high aluminum levels that are toxic to the rice crop, making it important to study the response of different genotypes under Al3+ stress. The goal of this study was to evaluate the rice response regarding toxic aluminum under different concentrations, aiming to obtain morphological parameters linked to Al3+ and to identify tolerant genotypes. Two experiments were performed, in which 22 rice genotypes (21 - indica and 1 - japonica) were evaluated. In the first experiment, under hydroponics, plants were maintained in 700mL pots with a nylon lid, containing nutrient solution with four Al3+ concentrations (0, 10, 20 and 30 mg L-1), for a 14 day period. Shoot length, first and second leaf length, root number, root length, root and shoot dry matter were measured. In the second experiment, in greenhouse, plants were mantained in pots with soil containing two Al3+ concentrations (0 and 3,5 cmolc dm-3), plants were evaluated during the whole cycle. In the initial phase, the following traits were evaluated: seedling height, number of tillers, number of leaves per tiller, affected leaf area (by chlorosis, yellowing and senescence); number of dead leaves and dead tillers (by chlorosis, yellowing and senescence). At the end of the cycle the following traits were evaluated: flowering, maturation, flag leaf length and width; culm length; number of culms per plant; percentage of spikelet fertility, panicle exertion; panicle length; number of panicles per plant; number of grains per panicle; awns; shattering, harvesting index, weight of a hundred grains. For the root evaluations, the following traits were measured: root angle, area, maximum width, length; deepness of maximum root width and root mass. Important diseases in the rice crop were also evaluated, using the scale proposed by IRRI. As a result, the genotypes Gen7 and Gen15 are considered promising genotypes for further investigations. The genotypes Gen3 and Gen6 at 10 mg L-1, Gen5 with 20 mg L-1, Gen18 at the concentrations of 10, 20 and 30 mg L-1 and Gen14 at 30 mg L-1 aluminum, presented tolerance to this element. The variables shoot and seconf leaf length, as well as root dry matter can be used to discriminate between tolerant and sensitive genotypes to aluminum stress, under short exposition periods.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO arroz (Oryza sativa L.) é um dos cereais mais produzidos e consumidos no mundo, porém a produção mundial é insuficiente e deve aumentar para suprir a demanda do crescimento populacional. O aumento da produção está sofrendo limitações pois novas áreas de cultivo estão sujeitas a estresses bióticos e abióticos, limitando a sua utilização. Algumas destas áreas apresentam altos níveis de alumínio que são tóxicos para a cultura, tornando-se importante estudar a resposta de diferentes genótipos de arroz sob estresse pelo Al3+. O objetivo deste estudo foi avaliar a resposta do arroz quanto à tolerância ao alumínio tóxico sob diferentes concentrações, visando obter parâmetros morfológicos ligados a tolerância ao Al3+ e identificar genótipos tolerantes. Foram realizados dois experimentos nos quais 22 genótipos de arroz (21 - indica e 1 - japonica) foram avaliados. No primeiro experimento, em sistema hidropônico, as plantas foram mantidas em recipientes de 700mL com tampa de nylon, contendo solução nutritiva com quatro concentrações de Al3+ (0, 10, 20 e 30 mg L-1), pelo período de 14 dias e após foram avaliados o comprimento da parte aérea, da primeira e da segunda folha, inserção da primeira e segunda folha, número de raízes, comprimento máximo do sistema radicular, massa da matéria seca de raiz e da parte aérea. No segundo experimento, em casa de vegetação, as plantas foram mantidas em baldes com solo contendo duas concentrações de Al3+ (0 e 3,5 cmolc dm-3), as plantas foram avaliadas durante todo o ciclo da cultura. Na fase inicial, foram avaliados: altura de plântula, número de afilhos e folhas/afilho, área foliar afetada (por amarelecimento, clorose e senescência); número de folhas e afilhos mortos (por amarelecimento, clorose e senescência). No final do ciclo foram avaliados: florescimento, maturação, comprimento e largura da folha bandeira; comprimento do colmo; número de colmos por planta; percentual de fertilidade da espigueta; exerção da panícula; comprimento da panícula; número de panícula por planta; número de grãos por panícula; arista; degrane; índice de colheita, massa de 100 grãos. Para as avaliações nas raízes foram determinados: o ângulo de abertura, área, largura máxima, comprimento, profundidade de largura máxima da raiz e massa de raiz. Doenças importantes na cultura do arroz também foram avaliadas, utilizando escala de avaliação proposta pelo Instituto Internacional para a Pesquisa em Arroz (IRRI). Como resultados os genótipos Gen7 e Gen15 são considerados materiais promissores para futuras análises. Os genótipos Gen3 e Gen6 com 10 mg L-1, Gen5 com 20 mg L-1, Gen18 nas concentrações de 10, 20 e 30 mg L-1 e Gen14 com 30 mg L-1 de alumínio, apresentaram tolerância a esse elemento químico. As variáveis comprimento da parte aérea e segunda folha, juntamente com a massa da matéria seca de raiz podem ser usadas para discriminar genótipos sensíveis e tolerantes ao estresse por alumínio, em períodos curtos de exposições