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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2022.tde-13022023-120819
Document
Author
Full name
Renata Mota Lupp
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2022
Supervisor
Committee
Piotto, Fernando Angelo (President)
Azevedo, Ricardo Antunes de
Mello, Simone da Costa
Souza, Lucas Anjos de
Title in Portuguese
Análise dialélica para determinar a contribuição tecido-específica na tolerância ao Cádmio em tomateiro
Keywords in Portuguese
Solanum lycopersicum L.
Capacidade de combinação
Estresses abióticos
Índice de tolerância
Abstract in Portuguese
Considerando os problemas crescentes devido à contaminação da água e do solo com Cádmio (Cd), é necessário estudar os mecanismos genético-fisiológicos da tolerância a este metal, visando entender melhor os mecanismos de tolerância, os quais possam ser utilizados como estratégia de para seu manejo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da enxertia como estratégia de manejo para aumentar a tolerância e reduzir a absorção de Cd em plantas de tomateiro, por meio da determinação da contribuição do sistema radicular e da parte aérea das plantas, quanto aos mecanismos de tolerância a este metal. Para tanto, foram utilizadas abordagens que envolvem o uso da técnica de enxertias recíprocas e análise dialélica, para avaliar a combinação de genótipos previamente caracterizados como sendo contrastantes quando à tolerância ao Cd em tomateiro. O experimento consistiu da avaliação das combinações de genótipos enxertados, em sistema de hidroponia, na concentração de 0 e 35 μM de CdCl2, para avaliação de diversas variáveis morfo-fisiológicas e bioquímicas. Como principais resultados e conclusões, temos que: Existem mecanismos de tolerância, absorção e acúmulo de Cd em tomateiro que são específicos do sistema radicular e da parte aérea de cada genótipo; A enxertia pode ser usada de forma eficiente para reduzir a absorção e acúmulo de Cd na parte aérea das plantas, utilizando genótipos selecionados para esta finalidade, para uso como porta-enxertos. De forma adicional, é possível capitalizar efeitos sinergísticos combinando determinados genótipos a serem usados como copa; A combinação do genótipo USP15 como copa sobre o genótipo USP163, usado como porta-enxerto, mostrou maior sinergismo para aumentar o IT, reduzir ITr, reduzir Cd nas folhas das plantas e anular ou reduzir o efeito de redução na quantidade de radicelas, devido à exposição ao metal; De maneira geral, o genótipo USP163 é o genitor mais promissor para programas de melhoramento que tenham a enxertia como fim para reduzir a absorção de Cd na parte aérea das plantas; Tanto a tolerância quando o acúmulo de Cd na parte aérea das plantas é genótipo- tecido-específica, formando um sistema complexo de complementação de mecanismos, que precisa ser estudado e melhor compreendido, a fim de se projetar novas estratégicas para reduzir os problemas de contaminação com este metal nos frutos de tomateiro.
Title in English
Diallel analysis to determine tissue-specific contribution to Cadmium tolerance in tomato
Keywords in English
Solanum lycopersicum L.
Abiotic stress
Combining ability
Tolerance index
Abstract in English
Considering the growing problems due to contamination of water and soil with Cadmium (Cd), it is necessary to study the genetic-physiological mechanisms of tolerance to this metal, aiming to better understand the mechanisms of tolerance, which can be used as a strategy for its management. Thus, the objective of this work was to evaluate the potential of grafting as a management strategy to increase tolerance and reduce Cd uptake in tomato plants, by determining the contribution of the root system and the aerial part of the plants, regarding the mechanisms tolerance to this metal. For this purpose, approaches involving the use of reciprocal grafting technique and diallel analysis were used to evaluate the combination of genotypes previously characterized as contrasting in terms of tolerance to Cd in tomato. The experiment consisted of evaluating the combinations of grafted genotypes, in a hydroponics system, at a concentration of 0 and 35 μM of CdCl2, to evaluate several morpho-physiological and biochemical variables. As main results and conclusions, we have that: There are mechanisms of tolerance, absorption and accumulation of Cd in tomato plants that are specific to the root system and shoot of each genotype; Grafting can be used efficiently to reduce the absorption and accumulation of Cd in the shoots of plants, using genotypes selected for this purpose, for use as rootstocks. Additionally, it is possible to capitalize on synergistic effects by combining certain genotypes to be used as a crown; The combination of the USP15 genotype as crown over the USP163 genotype, used as rootstock, showed greater synergism to increase IT, reduce ITr, reduce Cd in plant leaves and cancel or reduce the effect of reducing the number of radicells, due to the metal exposure; In general, the USP163 genotype is the most promising parent for breeding programs aimed at grafting to reduce Cd uptake in the shoots of plants; Both the tolerance and the accumulation of Cd in the aerial part of the plants are genotype-tissue-specific, forming a complex system of complementation of mechanisms, which needs to be studied and better understood, in order to design new strategies to reduce contamination problems with this metal in tomato fruits.
 
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Publishing Date
2023-02-14
 
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