Physiological, biochemical, nutritional and growth parameters related to drought tolerance in coffee genotypes

O estresse por déficit hídrico prejudica todas as fases de crescimento e desenvolvimento do cafeeiro, no entanto, a quantificação dos danos é difícil de ser mensurada devido à complexa rede de mecanismos e interações que atuam na resposta ao estresse hídrico. As alterações climáticas têm deslocado a cafeicultura para zonas periféricas de instabilidade climática, com ocorrência de períodos secos prolongados o que tem provocado diminuição na produtividade, pois as cultivares de café não estão adaptadas à essas condições. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta de tolerância à seca em linhagens de café arábica portadoras de genes de Coffea racemosa, por meio de parâmetros fisiológicos, bioquímicos, nutricionais e de crescimento e estudar quais as variáveis, dentre esses parâmetros, estão mais relacionadas com a tolerância à seca. O trabalho foi desenvolvido em casa de vegetação com mudas de aproximadamente seis pares de folhas que foram submetidas a dois déficits hídricos sucessivos, sendo uma réplica usada como ambiente controle. Foram testados três genótipos de Coffea arabica portadores de genes de C. racemosa e as cultivares Tupi IAC 1669-33 e IAPAR 59, sensível e tolerante à seca, respectivamente. As variáveis utilizadas permitiram, de maneira geral, boa diferenciação entre os genótipos tolerantes e sensíveis à seca, porém a observação dos parâmetros em conjunto foi mais eficiente nessa separação. Fotossíntese líquida, eficiência no uso da água, eficiência intrínseca no uso da água, eficiência de carboxilação, conteúdo relativo de água, intensidade de murcha, açúcares solúveis e teor de macro e micronutrientes foram mais importantes na identificação de tolerância à seca. Ao contrário, o teor de prolina e o peso seco não foram bons indicadores para diferenciar genótipos tolerantes de sensíveis. No geral, os resultados demonstraram boa tolerância à seca para os genótipos com introgressão de genes de C. racemosa, com destaque para H0113-40-26-10, que teve o melhor comportamento na maioria das variáveis estudadas, apresentando maior taxa fotossintética líquida, maior conteúdo relativo de água, maior eficiência no uso da água, maior eficiência intrínseca no uso da água, maior eficiência instantânea de carboxilação, menor intensidade de murcha, maiores teores de açúcares solúveis e maior aumento relativo nos teores de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, cobre, zinco e boro. A utilização de parâmetros fisiológicos, bioquímicos, de crescimento e nutricionais em conjunto permitiu melhor identificação da tolerância à seca em café. O genótipo H0113-40-26-10, levando em conta todas as variáveis estudadas, pode ser considerado mais tolerante que a testemunha tolerante IAPAR 59. Os genótipos H0113-40-26-1 e H0113-40-26-9, obtiveram comportamento similar à cultivar IAPAR 59 e foram mais tolerantes à seca que Tupi IAC 1669-33.Stress due to water deficit impairs all stages of coffee growth and development, however, the quantification of the damage is difficult to measure due to the complex network of mechanisms and interactions that act in the response to water stress. Climate change has displaced coffee cultivation to peripheral areas of climatic instability, with prolonged dry periods which have led to a decrease in productivity, as coffee cultivars are not adapted to these conditions. The objective of this work was to evaluate drought tolerance responses in young seedlings of C. arabica genotypes with introgression of C. racemosa genes, based on physiological, biochemical, nutritional and growth parameters, and to identifying which variables, among these parameters, are more related to drought tolerance. The work was carried out in greenhouse with seedlings of approximately six pairs of leaves that were submitted to two successive water deficits, being a replica used as a control environment. Three genotypes of Coffea arabica bearing C. racemosa genes and the sensitive and drought tolerant Tupi IAC 1669-33 and IAPAR 59 cultivars were tested. The variables used allowed, in a general way, a good differentiation between the tolerant and drought sensitive genotypes, but the observation of the parameters together was more efficient in this separation. Liquid photosynthesis, water use efficiency, intrinsic water use efficiency, carboxylation efficiency, relative water content, wilt intensity, soluble sugars, and macro and micronutrient content were more important in the identification of drought tolerance. In contrast, proline content and dry weight were not good indicators to differentiate from tolerant to sensitive genotypes. In general, the results showed good tolerance to drought for genotypes with introgression of C. racemosa genes, especially H0113-40-26-10, which had the best behavior in most of the studied variables, presenting a higher net photosynthetic rate, Higher relative water content, higher water efficiency, higher intrinsic water use efficiency, higher instantaneous carboxylation efficiency, lower wilt intensity, higher soluble sugar content and higher relative increase in nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, copper, zinc and boron. The use of physiological, biochemical, growth and nutritional parameters together allowed better identification of the drought tolerance in coffee. The genotype H0113-40-26-10, taking into account all variables studied, can be considered more tolerant than the tolerant control IAPAR 59. Genotypes H0113-40-26-1 and H0113-40-26-9, obtained behavior similar to the IAPAR 59 cultivar and were more drought tolerant than Tupi IAC 1669-33