Differentiation in hydroponic solution of wheat genotypes in relation to tolerance to phosphorus starvation

O fósforo (P) é um dos elementos mais críticos para a produção agrícola, pois apesar de ser requerido em quantidades significativas para o adequado desenvolvimento das culturas, sua disponibilidade é limitada devido a sua relativa escassez edáfica, elevada retenção por parte da matriz do solo, falta de reposição natural e à progressiva escassez das fontes naturais. A utilização de cultivares tolerantes é uma alternativa para redução do custo de produção, diminuição da contaminação do ambiente e maximização da produtividade das culturas. A diferenciação de genótipos quanto à sua tolerância à deficiência de Pi permitirá investigar os mecanismos atuantes neste processo adaptativo de tolerância, permitindo no futuro a identificação dos genes envolvidos nestes processos e sua manipulação. O objetivo deste trabalho foi diferenciar em solução hidropônica cultivares de trigo contrastantes quanto à tolerância à deficiência de P. Foram realizados três estudos. No primeiro, avaliou-se o efeito da retirada do endosperma na resposta de plântulas de trigo à limitação de P. No segundo estudo foram avaliadas características de plântulas submetidas a diferentes doses de P, dos cultivares de trigo Anahuac, sensível, e Toropi, tolerante quanto à tolerância à deficiência de P em solo. No terceiro estudo, repetiu-se a avaliação de plântulas a doses de P também em seis linhagens recombinantes, selecionadas com base nos seus comportamentos em solo. O endosperma da semente de trigo possui reservas de fósforo que impedem a observação de diferenças morfofisiológicas em resposta à limitação deste no ambiente, em estádios iniciais de desenvolvimento. Com a remoção do endosperma da semente é possível diferenciar genótipos de trigo quanto à tolerância à deficiência de fósforo em solução nutritiva, aos dez dias após a germinação. A diferenciação de genótipos de trigo quanto à tolerância à deficiência de fósforo em solução nutritiva é possível de ser realizada através do cálculo da razão entre a concentração de fosfato livre na parte aérea obtidos nas doses de 10 e 1000 μM de P, sendo que para os genótipos tolerantes esta razão fica próxima a um e nos genótipos sensíveis próxima a 0,5. A quantidade de fosfato livre na parte aérea ou total na plântula também podem ser utilizadas. O cultivar Toropi e os genótipos NYW 865-016, NYW 865-081 e NYW 865-086 são mais tolerantes à deficiência de fósforo em solução nutritiva quando comparados ao cultivar Anahuac e os genótipos NYW 865-034 e NYW 865-073.Phosphorus (P) is one of the most critical elements for the agricultural production. Besides the high P requirement for adequate crop growth and development, its availability to plants is limited due to its relative soil starvation, high retention by soil matrix, lack of natural reposition, and gradual scarcity of the natural sources. Use of tolerant cultivars is an alternative in reducing production costs, environmental contamination and increasing crop yield. The differentiation between P deficiency tolerant and sensitive genotypes is required for further mechanism investigation, which might allow gene discovery and trait manipulation. This work aimed to differentiate, in hydroponic solution, wheat genotypes with contrasting Pi deficiency tolerance. Three studies were carried out. In the first one, the effect of endosperm removal on wheat seedling Pi response was evaluated. In the second study, two wheat cultivars contrasting in the response to P starvation in the field, Anahuac (sensitive) and Toropi (tolerant) were evaluated at different P availability conditions. In the third study, six recombinant inbred lines selected based on their field performance were evaluated in hydroponics. The wheat endosperm contains enough P to mask the seedling P response. The endosperm removal allows differentiation of P tolerance in10 days-old seedlings. The ratios between shoot free Pi concentration at 10 and 1000 μM Pi doses can identify the tolerant genotypes. Tolerant genotypes have a ratio around one and sensitive ones have around 0.5 ratio. The total amount of free phosphate in the shoot or in the whole plant can also be used. Toropi and the inbred lines NYW 865-016, NYW 865-081 and NYW 865-086 are more tolerant than Anahuac and the inbred lines NYW 865-034 e NYW 865-073